2021年（春）物理,必修,第二冊(cè),人教版,（新教材）章末檢測(cè)

1、2021年（春）物理,必修,第二冊(cè),人教版,（新教材）章末檢測(cè) 章末檢測(cè) (時(shí)間：45 分鐘 滿分：100 分) 一、選擇題(本題共 10 小題，每小題 6 分，共 60 分。其中 17 題為單項(xiàng)選擇題，810 題為多項(xiàng)選擇題) 1.下列對(duì)圓錐擺的受力分析正確的是( ) 解析 圓錐擺向心力由合外力提供，方向指向圓周軌跡的圓心，選項(xiàng) d 正確。 答案 d 2.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球繞圓心 o 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓的半徑為 r，小球運(yùn)動(dòng)的角速度為 ，則它所需要的向心力的大小為( ) a.m r b.mr c.mr 2 d.m 2 r 解析 一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球繞圓心 o 做勻速圓周運(yùn)

2、動(dòng)，合力總是指向圓心，大小為 m 2 r，選項(xiàng) d 正確。 答案 d 3.如圖所示事例利用了離心現(xiàn)象的是( ) 解析 自行車賽道傾斜，就是應(yīng)用了支持力與重力的合力提供向心力，防止產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)，故 a 錯(cuò)誤；因?yàn)?f n m v2r，所以速度越快所需的向心力就越大，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度，來(lái)減小汽車所需的向心力，防止產(chǎn)生(發(fā)生)離心運(yùn)動(dòng)，故 b錯(cuò)誤；汽車上坡前加速，與離心運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故 c 錯(cuò)誤；拖把利用旋轉(zhuǎn)脫水，就是利用離心運(yùn)動(dòng)，故 d 正確。 答案 d 4.如圖所示，天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是 m 的工件 a 和 b，整體一起向左勻速運(yùn)動(dòng)。系 a 的吊繩較短，系 b 的吊繩較長(zhǎng)，若天車運(yùn)動(dòng)到 p 處

3、突然停止，重力加速度大小為 g，則兩吊繩所受拉力 f a 、f b 的大小關(guān)系是( ) a.f a f b mg b.f a f b mg c.f a f b mg d.f a f b mg 解析 當(dāng)天車突然停止時(shí)，a、b 工件均繞懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。由 fmgm v2r，得拉力 fmgm v2r，因?yàn)?m 相等，a 的繩長(zhǎng)小于 b 的繩長(zhǎng)，即 r a r b ，則 a 的拉力大于 b 的拉力，即 f a f b mg，故選項(xiàng) a 正確。 答案 a 5.質(zhì)量為 m 的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)最高點(diǎn)不脫離軌道的臨界速度為 v，則當(dāng)小球以 2v 速度經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?/p>

4、(重力加速度大小為 g)( ) a.0 b.mg c.3mg d.5mg 解析 當(dāng)小球以速度 v 經(jīng)內(nèi)軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球僅受重力，重力充當(dāng)向心力，有mgm v2r，當(dāng)小球以速度 2v 經(jīng)內(nèi)軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球受重力 mg 和向下的支持力f n ，如圖所示， 合力充當(dāng)向心力，有 mgf n m （2v）2r；又由牛頓第三定律得到，小球?qū)壍赖膲毫εc軌道對(duì)小球的支持力大小相等，f n f n ；由以上三式得到 f n 3mg，故選項(xiàng) c 正確。 答案 c 6.如圖所示，有一豎直轉(zhuǎn)軸以角速度 勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸上的 a 點(diǎn)有一長(zhǎng)為 l 的細(xì)繩系有質(zhì)量為 m 的小球，重力加速度大小為 g。要使小球在隨轉(zhuǎn)軸勻

5、速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又不離開光滑的水平面，則 a 點(diǎn)到水平面高度 h 最小為( ) a.g 2 b. 2 g c. 22 d.g2 2 解析 當(dāng)小球?qū)λ矫娴膲毫榱銜r(shí)，設(shè)細(xì)繩與轉(zhuǎn)軸夾角為 ，有 tcos mg，tsin mlsin 2 ，解得 cos g 2 l ，a 點(diǎn)到水平面高度 h 最小為 hlcos g 2 ，故選項(xiàng) a 正確，b、c、d 錯(cuò)誤。 答案 a 7.如圖所示，光滑桿 oa 與豎直方向夾角為 ，其上套有質(zhì)量為 m 的小環(huán)，現(xiàn)讓桿繞過(guò) o 點(diǎn)的豎直軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小環(huán)相對(duì)桿靜止，到 o 端的距離為 l，現(xiàn)在增大角速度 ，保持桿 oa 與豎直方向夾角 不變，此后關(guān)于小環(huán)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法

6、正確的是( ) a.小環(huán)在原位置繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng) b.小環(huán)在更低的位置繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng) c.小環(huán)在更高的位置繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng) d.小環(huán)不可能繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng) 解析 如圖所示，小環(huán)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由重力和桿的支持力的合力充當(dāng)向心力，若使桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大，小環(huán)所需要的向心力增大，而外界提供的合外力不變，所以小環(huán)做離心運(yùn)動(dòng)，小環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，半徑 r 增大， 增大，由f n m 2 r 可知需要的向心力更大，繼續(xù)做離心運(yùn)動(dòng)，因此 a、b、c 錯(cuò)誤，d 正確。 答案 d 8.科技館的科普器材中常有如圖所示的勻速率的傳動(dòng)裝置：在大齒輪盤內(nèi)嵌有三個(gè)等大的小齒輪。若齒輪的齒很小，大齒輪的半徑(內(nèi)徑)是小齒輪

7、半徑的 3 倍，則當(dāng)大齒輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ) a.小齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) b.小齒輪每個(gè)齒的線速度均相同 c.小齒輪的角速度是大齒輪角速度的 3 倍 d.大齒輪每個(gè)齒的向心加速度大小是小齒輪的 3 倍 解析 大齒輪、小齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，兩者的齒的線速度大小相等，當(dāng)大齒輪順 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng) a 正確；速度是矢量，具有方向，所以小齒輪每個(gè)齒的線速度不同，選項(xiàng) b 錯(cuò)誤；根據(jù) vr，且線速度大小相等，則角速度與半徑成反比，選項(xiàng) c 正確；根據(jù)向心加速度 a v2r，線速度大小相等，向心加速度與半徑成反比，選項(xiàng) d 錯(cuò)誤。 答案 ac 9.一雜技演員騎摩托車沿一豎

8、直圓形軌道做特技表演，如圖所示。a、c 兩點(diǎn)分別是軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，b、d 分別為兩側(cè)的端點(diǎn)，若運(yùn)動(dòng)中速率保持不變，人與車的總質(zhì)量為 m，重力加速度為 g，設(shè)演員在軌道內(nèi)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( ) a.人和車的向心加速度大小不變 b.摩托車通過(guò)最低點(diǎn) a 時(shí)，軌道受到的壓力可能等于 mg c.由 d 點(diǎn)到 a 點(diǎn)的過(guò)程中，人始終處于超重狀態(tài) d.摩托車通過(guò) a、c 兩點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力完全相同 解析 據(jù)題知，人和車運(yùn)動(dòng)中速率不變，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由公式 a v2r知，向心加速度大小不變，選項(xiàng) a 正確；摩托車通過(guò)最低點(diǎn) a 時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，有 f n mgm v

9、2r，得 f n mgm v2r，故軌道的支持力一定大于重力mg，根據(jù)牛頓第三定律，軌道受到的壓力大于 mg，選項(xiàng) b 錯(cuò)誤；由 d 點(diǎn)到 a 點(diǎn)的過(guò)程中，人的指向圓心的加速度分解到豎直方向有向上的分加速度，則人處于超重狀態(tài)，選項(xiàng) c 正確；摩托車通過(guò)最高點(diǎn) c 時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，有 f n mgm v2r，得 f n m v2rmg，結(jié)合牛頓第三定律知，摩托車通過(guò) a、c 兩點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小和方向均不同，選項(xiàng) d 錯(cuò)誤。 答案 ac 10.如圖所示，甲、乙、丙、丁是游樂場(chǎng)中比較常見的過(guò)山車，甲、乙兩圖的軌道 車在軌道的外側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，丙、丁兩圖的軌道車在軌道的內(nèi)側(cè)做圓

10、周運(yùn)動(dòng)，兩種過(guò)山車都有安全鎖(由上、下、側(cè)三個(gè)輪子組成)把軌道車套在了軌道上，四個(gè)圖中軌道的半徑都為 r，重力加速度為 g，下列說(shuō)法正確的是( ) a.甲圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力 b.乙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，安全帶一定給人向上的力 c.丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力 d.丁圖中，軌道車過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為 gr 解析 在甲圖中，當(dāng)速度比較小時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得 mgf n m v2r ，即座椅給人施加向上的力，當(dāng)速度比較大時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得 mgf n m v2r ，即座椅給人施加向下的力，

11、故選項(xiàng) a 錯(cuò)誤；在乙圖中，因?yàn)楹狭χ赶驁A心，重力豎直向下，所以安全帶一定給人向上的力，故選項(xiàng) b 正確；在丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，合力方向向上，重力豎直向下，則座椅給人的作用力一定豎直向上，故選項(xiàng) c 正確；在丁圖中，由于軌道車有安全鎖，可知軌道車在最高點(diǎn)的最小速度為零，故選項(xiàng) d 錯(cuò)誤。 答案 bc 二、非選擇題(共 4 小題，共 40 分) 11.(6 分)用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)。 (1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_。 a.控制變量法 b.累積法 c.微元法 d.放大法 (2)圖示情景正在探究的是_。 a.向心力的大

12、小與半徑的關(guān)系 b.向心力的大小與線速度大小的關(guān)系 c.向心力的大小與角速度大小的關(guān)系 d.向心力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系 (3)通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)果是_。 a.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比 b.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與線速度的大小成正比 c.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比 d.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比 解析 (1)這個(gè)裝置中，控制半徑、角速度不變，只改變質(zhì)量，來(lái)研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系，故采用控制變量法，a 正確。 (2)控制半徑、角速度不變，只改變質(zhì)量，來(lái)研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系，所以選項(xiàng) d

13、正確。 (3)通過(guò)控制變量法，得到的結(jié)果為在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，所以選項(xiàng) c 正確。 答案 (1)a (2)d (3)c 12.(6 分)為探究向心力公式，某探究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn)，在米尺的一端鉆一個(gè)小孔，使小孔恰能穿過(guò)一根細(xì)線，線下端掛一質(zhì)量為 m，直徑為 d 的小鋼球。將米尺固定在水平桌面上，測(cè)量出懸點(diǎn)到鋼球的細(xì)線長(zhǎng)度為 l，使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為 o，待鋼球的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看，讀出鋼球外側(cè)到 o 點(diǎn)的距離 r，并用秒表測(cè)量出鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)n 圈用的時(shí)間 t，重力加速度為 g。則： (1)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

14、 t_。 (2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 f_。 解析 (1)小鋼球完成一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間是一個(gè)周期，則 t tn 。 (2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)為小鋼球的球心到圓心 o 的距離，則半徑 rr d2 ，小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力fm v2r ，而v2rt，所以fm 42t 2rm 42 n 2t 2 èçæø÷ör d2(設(shè)懸 線 與 豎 直 方 向 的 夾 角 為 ， 向 心 力 還 可 表 示 為 f mgtan mgr d2èçæø÷öl d22 è

15、; çæø÷ör d22 ) 答案 (1) tn (2)m 42 n 2t 2 èçæø÷ör d2或 mgr d2èçæø÷öl d22 è çæø÷ör d22 13.(14 分)如圖所示，一個(gè)人用一根長(zhǎng) 1 m，只能承受 46 n 拉力的繩子，拴著一個(gè)質(zhì)量為 1 kg 的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知圓心 o 離地面h6 m。轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)

16、時(shí)繩子斷了。(g 取 10 m/s 2 ) (1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度多大？ (2)繩斷后，求小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離。 解析 (1)對(duì)小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律和向心力的公式可得 fmgm 2 r 所以 fmgmr6 rad/s。 (2)由 vr 可得，繩斷時(shí)小球的線速度大小為 v6 m/s， 繩斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng) 水平方向上 xvt 豎直方向上 hr 12 gt2 聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)得 x6 m 小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是 6 m。 答案 (1)6 rad/s (2)6 m 14.(14 分)如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量 m8 kg 的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，靜止在水平桌面上，另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量 m2 kg 的物體，m 與圓孔的距離 r0.5 m，已知 m 與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2(設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，現(xiàn)使物體 m 隨轉(zhuǎn)臺(tái)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)轉(zhuǎn)臺(tái)角