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    专题六 《圆周运动》信息优化卷(能力B)-备战高考物理一轮复习单元信息优化AB卷
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    专题六 《圆周运动》信息优化卷(能力B)-备战高考物理一轮复习单元信息优化AB卷

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    这是一份专题六 《圆周运动》信息优化卷(能力B)-备战高考物理一轮复习单元信息优化AB卷,文件包含专题六《圆周运动》信息优化卷能力B原卷版docx、专题六《圆周运动》信息优化卷能力B解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。

    (考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
    注意事项:
    本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
    2.测试范围:人教版(2019)必修第二册 第六章《圆周运动》
    第Ⅰ卷(选择题)
    一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题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,有选错或不答的得0分。
    1.野外骑行在近几年越来越流行,越来越受到人们的青睐,对于自行车的要求也在不断的提高,很多都是可变速的。不管如何变化,自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是( )
    甲乙丙
    A.若图乙的自行车在匀速骑行,前轮边缘处A,B,C,D四个点的线速度相同
    B.大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示,则大齿轮转1圈,小齿轮转3圈
    C..乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点角速度相同
    D.在大齿轮处的角速度不变的前提下,增加小齿轮的齿数,自行车的速度将变大
    2.如图所示为华附校园内的风杯式风速传感器,其感应部分由三个相同的半球形空杯组成,称为风杯。三个风杯对称地位于水平面内互成120°的三叉型支架末端,与中间竖直轴的距离相等。开始刮风时,空气流动产生的风力推动静止的风杯开始绕竖直轴在水平面内转动,风速越大,风杯转动越快。若风速保持不变,三个风杯最终会匀速转动,根据风杯的转速,就可以确定风速,则( )

    A.若风速不变,三个风杯最终加速度为零
    B.任意时刻,三个风杯转动的速度都相同
    C.开始刮风时,风杯所受合外力沿水平方向指向旋转轴
    D.风杯匀速转动时,其转动周期越大,测得的风速越小
    3.如图所示,质量均为m的两个物块A和B左右中心开有小孔穿在粗糙的细杆CD上,细杆绕过O点的竖直轴在水平面内匀速转动,A、B之间用轻质细线相连,物块中心与圆心距离分别为,与细杆间的动摩擦因数μ相同,当细杆转速缓慢加快到两物块刚好要发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
    A.此时细线张力为
    B.此时A所受摩擦力方向沿半径指向O
    C.此时细杆的角速度为
    D.此时烧断细线,A仍相对细杆静止,B将做离心运动
    4.拉球转身动作是篮球运动中的难点,如图甲所示为篮球爱好者拉球转身的一瞬间,由于篮球规则规定手掌不能上翻,我们将此过程理想化为如图乙所示的模型:薄长方体代表手掌,转身时球紧贴竖立的手掌,绕着转轴(中枢脚所在直线)做圆周运动。假设手掌和球之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,篮球质量为m,直径为D,手掌到转轴的距离为d,重力加速度为g,则要顺利完成此转身动作,下列说法正确的是( )

    A.篮球线速度至少为
    B.手掌和篮球之间的作用力至少为
    C.若篮球的速度为,则篮球会和手掌分离
    D.篮球的速度越大,手掌和球之间的摩擦力越大
    5.如图所示,足够大水平圆板可绕圆心处的竖直轴以角速度ω匀速转动,圆板上叠放有两物块,下面的大物块质量为M=km,上面的小物块(可视为质点)质量为m,小物块和转轴间有一恰好伸直的水平轻绳,轻绳系在套住转轴的光滑小环上,小环被卡在轴上固定高度h处,轻绳长度L=2h。已知小物块与大物块、大物块与圆板间的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则下列说法中不正确的是( )
    A.k越大,大物块发生相对滑动的ω越大
    B.当k=1,时,大物块未发生相对滑动
    C.当k=2,ω=时,大物块未发生相对滑动
    D.当k=2,时,大物块将会一直做离心运动
    6.如图所示,质量均为m的带孔小球A、B穿在竖直面内的光滑金属圆环上,金属圆环半径为R,用两根长均为R的轻质细绳一端分别系于A、B球上,另一端分别系于金属圆环的最高点和最低点。现让金属圆环以角速度绕竖直直径转动,转动过程中细绳不会被拉断,则下列说法中正确的是( )
    A.当时,连接A球的细绳恰好无张力
    B.当时,连接B球的细绳恰好被拉直
    C.继续缓慢增大圆环的角速度,A球有可能会沿金属圆环向上移动
    D.继续缓慢增大圆环的角速度,金属圆环对B球的作用力有可能为零
    7.如图所示,甲、乙两个质量相同的小球(视为质点)用等长轻质细线1、2连接,悬挂在天花板上的O点,两球在各自的水平面内做匀速圆周运动,并处于相对静止状态,细线与竖直方向的夹角分别为、(、非常小,可以取,)。则( )

    A.
    B.甲、乙两球的动量之比为
    C.甲、乙两球的向心力之比为
    D.细线1、2拉力的竖直分力之比为
    8.无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为的半圆弧与长的直线路径相切于B点,与半径为的半圆弧相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过和。为保证安全,小车速率最大为。在段的加速度最大为,段的加速度最大为。小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在段做匀速直线运动的最长距离l为( )
    A.
    B.
    C.
    D.
    9.如图,中国古代的一种斜面引重车前轮半径为r、后轮半径为3r,在前后轮之间装上木板构成斜面。细绳的一端系紧在后轮轴上,另一端绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。推动车子使其水平前进,车轮与地面不打滑,后轮轴转动时带动重物沿木板上滑过程中,细绳始终与斜面平行,则( )
    A.后轮绕轴转动的角速度与前轮绕轴转动的角速度之比为1∶3
    B.后轮边缘点的线速度与前轮边缘点的线速度之比为3∶1
    C.若引重车加速运动,则重物将相对于地面做直线运动
    D.若引重车加速运动,则重物将相对于地面做曲线运动
    10.如图所示,倾角的斜面固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,斜面最低点A在转轴上。转台以角速度匀速转动时,将质量为m的小物块(可视为质点)放置于斜面上,经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对斜面静止在线上,此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。则物块相对斜面静止时( )

    A.小物块对斜面的压力大小不小于
    B.小物块对斜面的压力大小不大于
    C.水平转台转动角速度应不小于
    D.水平转台转动角速度应不大于
    11.如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以为圆心、和为半径的同心圆上,圆心处装有竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节,以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同,半径远小于同心圆半径,出水口截面积保持不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( )
    A.若,则
    B.若,则
    C.若,,喷水嘴各转动一周,则落入每个花盆的水量相同
    D.若,喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同,则
    12.如图所示,倾角为的斜面体固定在水平地面上,在斜面上固定一个半圆管轨道AEB,圆管的内壁光滑、半径为r,其最低点A、最高点B的切线水平,AB是半圆管轨道的直径,现让质量为m的小球(视为质点)从A点以一定的水平速度滑进圆管,圆管的内径略大于小球的直径、重力加速度为g,、,下列说法正确的是( )
    A.当小球到达B点时受到沿斜面方向的弹力刚好为0,则小球在B点的速度为
    B.小球离开B点做平抛运动的时间为
    C.若小球在B点的加速度大小为2g,则A点对小球沿斜面方向的弹力大小为
    D.若小球到达B点时受到沿斜面方向的弹力刚好为0,则小球的落地点与P点间的距离为
    第Ⅱ卷(非选择题)
    三、实验题
    13.(6分)某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时:
    第一小组采用甲图所示的装置进行探究,两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
    第二小组采用用乙图所示的装置进行探究,滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片,宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。

    (1)下列实验中与这两组同学采用的科学方法不同是______。
    A.探究加速度与力、质量的关系
    B.探究影响通电导线受力的因素
    C.探究两个互成角度的力的合成规律
    (2)第一组同学在某次实验时,两个钢球质量和转动半径相等,图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______。
    ②第二组同学实验时,以为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线,图线斜率为,则滑块的质量为______(用、、d表示)。
    14.(8分)某科技小组想验证匀速圆周运动向心力大小的表达式,装置如图,用能够显示并调节转动频率的小电动机带动竖直轴匀速转动,OB为竖直轴的中心线,长为d的水平横臂OA固定在OB上,不可伸长的轻细线上端固定在A处,下端穿过球心并固定。在装置后面放一贴有白纸的竖直平板,调节装置使初位置OA、OB所在的平面与竖直平板平行,用平行光源将装置垂直投影在竖直板的白纸上。
    ①描下装置在白纸上的投影OB和OA,测出OA投影长度也为d,说明平行光源与墙垂直。
    ②启动电动机,记录电动机的转动频率f,当小球转动稳定时,利用直尺与影子相切,描下小球轨迹在白纸上影子的最下边缘水平切线CB,记下小球到达最右边缘影子的竖直切线,CB与交于C点,B为CB与OB的交点。
    ③关闭电动机,改变电动机的转动频率,重复上述实验。
    (1)已知当地的重力加速度为g,测出了小球的直径D,为验证向心力公式,还需测量___________选项中描述的物理量即可。(从下列四个选项中选择一个)
    A.小球的质量m
    B.OB高度差h
    C.AC绳长L
    D.画出CA延长线与BO延长线的交点E,测EB的距离H
    (2)丙同学作出(1)中正确选择的物理量随___________(选填“”或“”)变化的图像为一直线,但不过原点。如果图像纵轴截距为___________,斜率为___________,则可验证向心力公式成立。(用第一问已知或所测的量表示)
    四、解答题
    15.(9分)清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
    (1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
    (2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
    (3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
    16.(9分)如图所示的离心装置中,轻质弹簧一端固定在杆的O点,另一端与一质量为M的方形中空物块A连接,弹簧和物块A均套在光滑竖直方形轻杆OC上,长为L的轻杆OB一端通过铰链连在O点(轻杆可在竖直面内转动),另一端固定一质量为m的小球B,物块A与小球B之间用长为L的轻质细线连接,物块A、小球B和弹簧均能随竖直轻杆OC一起绕过O点的竖直转轴转动。装置静止时,轻质细线AB绷紧,细杆OB与水平方向的夹角为,现将装置由静止缓慢加速转动,当转速稳定时,细杆与水平方向的夹角减小到,细杆中的力恰好减小到零,重力加速度为g,取,,求:
    (1)细杆与水平方向的夹角减小到时的转速;
    (2)弹簧的劲度系数。
    17.(10分)一种餐桌的结构如图1所示,已知圆形玻璃转盘的半径r=0.6 m,转盘的厚度不计,圆形桌面的半径R=1 m,已知玻璃中心与桌面中心重合,桌面到水平地面的高度h=1 m。轻绳的一端固定在转盘的边缘,另一端连着一个物块,物块被轻绳带动沿桌面边缘一起旋转,达到稳定状态后物块与转盘的角速度相同,且绳始终沿切线方向,其俯视图如图2所示。某时刻轻绳突然断裂,物块沿桌边缘水平飞出,落地点到转盘中心O点的距离s= m,重力加速度g取10m/s2,求:
    (1)转盘转动的角速度ω。
    (2)小球与桌面间的动摩擦因数μ。
    18.(10分)如图所示,光滑半圆形轨道AB竖直固定放置,轨道半径为R(可调节),轨道最高点A处有一弹射装置,最低点B处与放在光滑水平面上足够长的木板Q上表面处于同一高度,木板左侧x处有一固定挡板C(x未知)。可视为质点的物块P压缩弹射装置中的弹簧,使弹簧具有弹性势能,P从A处被弹出后沿轨道运动到B处时的速度大小始终为;已知P的质量,Q的质量,P、Q间的动摩擦因数,Q与C之间的碰撞为弹性碰撞,忽略空气阻力,重力加速度。
    (1)若P恰好不脱离轨道,求轨道半径R的值;
    (2)若P始终不脱离轨道,写出弹性势能与R的关系式,并指出R的取值范围;
    (3)若Q与C恰好发生n次碰撞后静止,求x的值。
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