第六章 圆周运动【单元测试】-2022-2023学年高一物理单元复习（人教版2019必修第二册）

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2022–2023学年高一物理单元检测卷第六章 圆周运动（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．（2022·福建南平·高一期末）做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）A．速度方向一定变化 B．速度大小一定变化C．加速度方向一定不变 D．加速度大小一定变化2．（2022·福建龙岩·高一期末）汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转动一周，汽车向前行驶的路程为一个车轮周长。某汽车的车轮半径约0.3m，该车在公路上行驶时，速率计的指针指在“108km/h”上，该车轮此时转动的角速度约为（　　）A．360rad/s B．36rad/s C．1000rad/s D．100rad/s3．（2022·江苏省扬州市教育局高一期末）如图所示，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。当纽扣绕其中心的转速为n时，纽扣上距离中心r处的点的线速度大小为（　　）A． B． C． D．4．（2022·四川广元·高一期末）旋转篮球是每个篮球爱好者都会努力提升的一种技能。如图，半径约为13cm的篮球在某同学的手指上旋转，测得篮球上的一个小泥点在1min内随篮球旋转的圈数为60，由此可估算的物理量是（　　）A．小泥点的线速度大小 B．篮球旋转的角速度大小C．小泥点的向心加速度大小 D．小泥点做圆周运动的向心力大小5．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱（　　）A．运动周期为 B．线速度的大小为C．向心加速度大小为 D．所受合力的大小始终为6．（2022·浙江大学附属中学高一期中）山崖边的公路常被称为最险公路，如图，公路路面水平，一辆汽车欲安全通过此弯道，下列说法正确的是（　　）A．若汽车以恒定的角速度转弯，选择外圈较为安全B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择内圈较为安全C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用7．（2022·福建福州·高一期末）如图所示，平衡浪木是一种训练器材，可用来训练人的平衡能力和抗眩晕能力。水平晃板被四根相同的铁链悬挂在支架上，训练时一人站在晃板的正中间，另外一人沿着晃板方向用力推动一下，晃板开始摆动，摆动过程中晃板一直保持水平，人可视为质点且相对晃板一直保持静止。若不计空气阻力，摆动稳定后，下列说法正确的是（    ）A．晃板摆到最低点时，人受到的支持力大于重力B．晃板摆到最低点时，人受到的支持力等于重力C．晃板摆到最高点时，人受到的支持力等于重力D．晃板摆到最高点时，人受到的支持力大于重力8．（2022·黑龙江·哈尔滨市第十一中学校高一期中）下列四幅图中， 做圆周运动物体，描述正确的是（　　）A．图甲中， 汽车通过拱形桥最高点时，车速越大，车对桥面的压力越大B．图乙中， 做圆锥摆运动的物体，转速越大，摆线与竖直方向的夹角越大C．图丙中， 火车转弯速度较大时，火车内侧的车轮轮缘挤压内轨D．图丁中，洗衣机脱水时衣物附着在桶内壁上，转速越大，衣物所受筒壁的静摩擦力越大二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9．（2022·福建三明·高一期末）图为平潭海峡公铁大桥的一段，若将桥的最高段视为半径为的圆弧，重力加速度为，一质量为的汽车以速度驶过桥顶时（　　）A．桥顶受到的压力为 B．桥顶受到的压力为C．当时，汽车会飞离桥面 D．当时，汽车会飞离桥面10．（2022·辽宁·建平县实验中学高一期中）如图所示，竖直面内固定有一个半径为R的光滑圆环，质量为m的珠子穿在环上，正在沿环做圆周运动。已知珠子通过圆环最高点时，对环的压力大小为，则此时珠子的速度大小可能是（　　）A． B． C． D．11．（2022·安徽池州·高一期中）某游乐场的一项游乐设施如图甲所示，它可以简化为如图乙所示的模型，已知圆盘的半径，悬绳长，圆盘启动后始终以恒定的角速度转动，若测得悬绳与竖直方向的夹角，重力加速度。下列说法正确的是（　　）A．圆盘转动的角速度为1rad/sB．假设人和座椅的总质量为m，悬绳上的拉力为C．若人和座椅的总质量不变，圆盘转速增加，则悬绳与竖直方向的夹角不变D．若人和座椅的总质量增大，圆盘转速不变，则悬绳与竖直方向的夹角不变12．（2022·山东·青岛三十九中高一期中）公园里有一种“旋转秋千”的游乐项目，模型如图所示.可视为质点的座椅通过轻质缆绳悬挂在旋转圆盘上，旋转圆盘转动的角速度为ω，缆绳与竖直方向夹角为θ，不计空气阻力，下列说法正确的有A．座椅受到重力、缆绳拉力和向心力B．座椅转动角速度ω越大，夹角θ越大C．启动加速时，游客所受的合外力可能大于游客的向心力D．同一座椅以相同角速度转动，有游客乘坐与没有游客乘坐时的夹角θ不同三、实验题（本题共2小题，共15分。)13．（6分）（2022·河北省文安县第一中学高一阶段练习）两个同学做体验性实验来粗略地验证向心力公式 r和Fn＝mω2r。他们的做法如下：如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A，80cm的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：操作一：手握绳结A，如图乙，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。操作二：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周。体会此时绳子拉力的大小。操作三：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。根据以上操作步骤填空：操作一与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作一”或“操作二”）绳子拉力比较大；操作二与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。14．（9分）（2022·四川省内江市第六中学高一阶段练习）如图是一个研究向心力与哪些因素有关的实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的物体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周的轨道半径为r，力电传感器测定的是向心力F，光电传感器测定的是物体的线速度，实验中测得的数据如下表：11.522.530.8823.55.57.9 甲、乙、丙三图是根据上述实验数据作出的三个图像，那么：（1）研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，为方便研究，应画的图像是_____；A．甲图像，即图像　　B．乙图像，即图像　　C．丙图像，即图像（2）为研究F与r的关系，实验时除保持圆柱体的质量不变外，还应保持不变的物理量是________；（3）已知表中数据是时所得的数据，根据所学知识和上述信息，求得物体的质量为________（保留两位小数）。四、解答题（本题共4小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)15．（6分）（2022·全国·高一课时练习）有一款手摇削笔器如图所示，手柄的段长为l，段长为d。一位同学转动手柄削铅笔，在时间t内匀速转动了n圈。 （1）写出手柄A处角速度和线速度大小的表达式；（2）根据日常经验估算角速度和线速度的大小。16．（10分）（2022·全国·高一课时练习）中国已经成功拥有世界最先进的高铁集成技术、施工技术、装备制造技术和运营管理技术。中国高速列车保有量世界最多、种类最全。高速列车转弯时可认为是在水平面做圆周运动。为了让列车顺利转弯，同时避免车轮和铁轨受损，在修建铁路时会让外轨高于内轨，选择合适的内外轨高度差，以使列车以规定速度转弯时所需要的向心力完全由重力和支持力的合力来提供，如图所示。已知某段弯道内外轨道的倾角为θ，弯道的半径为R，重力加速度为g。（1）若质量为m的一高速列车以规定速度通过上述弯道时，求该列车对轨道的压力大小。（2）若列车在弯道上行驶的速度大于规定速度，将会出现什么现象或造成什么后果？（请写出三条）17．（9分）（2022·北京·高一期末）在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”。比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。（1）设圆柱体内表面光滑，求：a．小滑块滑落到圆柱体底面的时间t；b．小滑块滑落到圆柱体底面时速度v的大小；（2）真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N。则对于小滑块在水平方向的速率v随时间的变化关系图像描述正确的为。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。18．（10分）（2022·浙江宁波·高一期中）2022年北京冬奥会上，中国花样滑冰队的隋文静、韩聪不负众望，在双人滑项目上强势夺冠，这也是中国队时隔12年之后再次登上奥运会最高领奖台。该项目有一项技术动作叫双人螺旋线，如图（a）所示，以男选手成为轴心，女选手围绕男选手旋转。将这一情景抽象成，如图（b）所示：一细线一端系住一小球，另一端固定在一竖直细杆上，小球以一定大小的速度随着细杆在水平面内作匀速圆周运动，细线便在空中划出一个圆锥面，这样的模型叫“圆锥摆”。圆锥摆是研究水平面内质点作匀速圆周运动动力学关系的典型特例。小球（可视为质点）质量为m，细线AC长度为L，重力加速度为g。（1）在紧贴着小球运动的水面上加一光滑平板，使球在板上作匀速圆周运动，此时细线与竖直方向所成夹角为θ，如图（c）所示，当小球的角速度ω大于某一值ω1时，小球将脱离平板，则ω1为多大？（2）撤去光滑平板，让小球在空中旋转，测试发现，当小球的角速度ω小于某一值ω2时，细线会缠绕在竖直杆上，最后随细杆转动，如图（d）所示，则ω2为多大？（3）在题（2）情境下，再用一根细线，同样一端系在该小球上，另一端固定在细杆上的B点，且当两条细线均伸直时，如图（e）所示，各部分长度之比。则当小球以匀速转动时，两细线的对小球的拉力分别多大？