【文档说明】2022-2023学年高中物理 人教版2019必修第二册 同步试题 第六章 圆周运动 章末检测 Word版含解析.docx，共(12)页，615.942 KB，由小赞的店铺上传

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第六章圆周运动章末检测（考试时间：75分钟试卷满分：100分命题范围：第六章圆周运动）第Ⅰ卷（选择题共43分）一．单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．（2022秋·河南洛阳·高一宜阳县第一高级中学校考阶段练习）在“天宫二号”中工作的

航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是（）A．失重就是航天员不受力的作用B．失重的原因是航天器离地球太近，从而摆脱了地球引力的束缚C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象D．正是由于引力的

存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动【答案】D【详解】AD．航天器和航天员在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故A错误，D正确；B．失重时航天员仍然受到地球引力作用，故B错误；C．失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度

，均处于失重状态，故C错误。故选D。2．（2022春·广东广州·高一期末）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力大于重力B．“水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用C．铁路的转弯处，外轨比内轨

高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出【答案】A【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力与支持力的合力提供向心力，即有𝐹N−𝑚𝑔=𝑚𝑣2𝑅可知𝐹N>𝑚

𝑔，故A正确；B．演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，受重力和筒底的支持力，加速度向下，处于失重状态，而当“水流星”刚好能通过最高点时，仅受重力，支持力等于零，处于完全失重状态，故B错误；C．在铁路的转弯处，通常

要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而避免轮缘对外轨的挤压，故C错误；D．衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以做离心

运动，从而沿切线方向甩出，故D错误；故选A。3．（2021·河北·张家口市第一中学高一阶段练习）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车

通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出【答案】B

【详解】A．对汽车，根据牛顿第二定律得2vNmgmR−=则得2vNmgmmgR=+即车对桥的压力大于汽车的重力，故A错误；B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；C．杂技演

员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于失重状态，但仍受到重力作用，此时重力和拉力的合力提供“水流星”做圆周运动的向心力，故C错误；D．离心力与向心力并非物体实际受力，衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力时，产生离心运动

，故D错误。故选B。4．（2021·河北·大名县第一中学高一阶段练习）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动中，皮带不打滑，则（）A．a点

比b点的线速度小B．a点与c点的角速度大小相等C．a点比c点的线速度大D．a点比d点的角速度大【答案】D【详解】b、c、d三点是同轴传动，角速度相等，即bcd==由于dcbrrr，则dcbvvva、c点同缘传动，边缘点线速度相等，故va=vc由于r

c＞ra，根据v=rω，有ωc＜ωa则dacbvvvv=，bcda==故选D。5．（2021·全国·高三阶段练习）如图所示，两个完全相同的物块A、B（的可视为质点）放在水平圆盘上，它们在同一直径上分居

圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为1kg，与圆心的距离分别为RA和RB，其中RA<RB且RA=1m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳水平伸直，当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时，轻绳中的弹力FT与ω2的变化关系如

图所示，重力加速度g=10m/s2。下列说不正确的是（）A．物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.1B．物块B与圆心的距离RB=2mC．当角速度为1rad/s时，圆盘对物块A的静摩擦力指向圆心D．当角速度为2rad/s时，物块A恰

好相对圆盘发生滑动【答案】C【详解】AB．角速度较小时，物块各自受到的静摩擦力f充当向心力，绳中无拉力。根据牛顿第二定律有2fmR=因为RA＜RB，所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，随着角速度增大，

轻绳出现拉力，拉力TF和最大静摩擦力的合力充当向心力。对物块B分析有2TBFmgmR+=则2TBFmRmg=−则根据图像中斜率和截距的数据解得：2mBR=0.1=AB正确；C．当ω=1rad/s时，由上述方程得

绳子中拉力大小T1NF=，再对A分析，由牛顿第二定律得：2TAFfmR+=解得=0fC错误；D．当A恰好要相对圆盘发生滑动时，其摩擦力为最大值且方向沿半径向外，对A分析：2TAmgFmR−=此时对B分析

有2T+BFmgmR=联立解得=2rad/sD正确。本题选不正确的，故选C。6．（2021·全国·高一专题练习）如图所示，直径为d的纸制圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口对准圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，忽略重力、圆筒的

阻力及空气阻力，则子弹的速度不可能是（）A．2dB．3dC．5dD．7d【答案】A【详解】圆筒上只有一个弹孔，说明子弹从同一孔射入、射出，子弹运动的时间dtv=在这段时间圆筒转过的角度(20,1,2)nn=+=，而t=联立可得(0,1,2)(2

1)dvnn==+当n=0时dv=，当n=1时3dv=，当n=2时5dv=，当n=3时7dv=，故BCD可能，不符合题意；A不可能，符合题意。故选A。7．（2023·高一单元测试

）如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB:RC=3:2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、

c三点在运动过程中的（）A．线速度大小之比为3:3:2B．角速度之比为3:3:2C．转速之比为2:3:2D．周期之比为2:3:2【答案】A【详解】A．A轮、B轮靠摩擦传动，边缘点线速度大小相等，故𝑣a:𝑣b=1:1B轮、C轮角速度相同，根据𝑣

=𝜔𝑟可知，速度之比为半径之比，所以𝑣b:𝑣c=3:2则𝑣a:𝑣b:𝑣c=3:3:2，故A正确；B．b、c角速度相同，而a、b线速度大小相等，根据𝑣=𝜔𝑟可知𝜔a:𝜔b=3:2则𝜔𝑎:𝜔𝑏:𝜔𝑐=3:2:2，故B错误；C．根据𝜔=2𝜋𝑛可得𝑛𝑎:�

�𝑏:𝑛𝑐=3:2:2，故C错误；D．根据𝑇=2𝜋𝜔结合𝜔a:𝜔b:𝜔c=3:2:2可得𝑇a:𝑇b:𝑇c=2:3:3故D错误。故选A。二．多选题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8．（2021·吉林·延边朝鲜族自治州延边二中北校区高一期中）未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕

其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是（）A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度

就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量的大小不影响旋转舱的角速度【答案】BD【详解】AB．由题意可得2NmR=Nmg=联立可得2gR=故旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小，A错误，B正确；CD．宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支

持力，即向心加速度为g即可，与宇航员的质量无关，C错误，D正确。故选BD。9．（2021·山西·运城市教育局教学研究室高三期中）如图所示，半径为0.4m、粗糙程度处处相同的四分之三圆形管道竖直固定放置，直径AC水平，B是圆形管道的最低点，D是圆形管道的最高点。质量为100g的小球

从A点正上方1.2m处的点P由静止释放，运动到轨道最低点B时对轨道的压力为8N，重力加速度g取210m/s，不计空气阻力，则以下说法错误．．的是（）A．小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中克服摩擦力做功为0.2JB．小球运动到圆形轨道的C点时对轨道的压力大小为4NC．小球沿圆形轨道恰好能通

过最高点DD．若将小球从A点正上方与D等高处由静止释放，则小球运动中将会脱离圆形轨道【答案】BC【详解】A．小球运动到轨道最低点B时，有2BmvFmgR−=可得小球在B点的动能为2k11.4J2BBEmv==小

球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中，重力做功为()G1.6JWmgPAOB=+=由动能定理可得GfkBWWE−=小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中克服摩擦力做功为f0.2JW=故A正确，不符合题意；B．小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程和从B下滑到C的过程中，等高位

置处的速度变小，小球对轨道的压力也会变小，摩擦力相应会变小，BC段摩擦力做功f0.2JW则小球在C点的动能2k10.8J2CCEmv=小球运动到圆形轨道的C点时对轨道的压力大小为24NCCmvFR=故B错误，符合题意；C．若小球沿圆形轨道恰好能通过最

高点D，有2DmvmgR=此时小球的动能为2k10.2J2DDEmv==小球在BC、CD段摩擦力做功均小于0.2J，则小球在D点的动能k0.2JDE故C错误，符合题意；D．若将小球从A点正上方与D等高处由静止释放，重力做功为

G0.4JWmgR==从A到C过程中，摩擦力做功小于0.4J，则在C点处小球速度不为0，由能量守恒定律可知，小球不可能运动到D点，则小球运动中将会脱离圆形轨道，故D正确，不符合题意。故选BC。10．（2023春·辽宁阜新·高一校考阶段练习）如图

所示，长为𝑟=0.3m的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴（垂直于纸面）于O点连接。现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，已知转动过程中轻杆对小球的最大作用力为74𝑚𝑔，轻杆不变形，重力加速度𝑔=10m/s2。下列判断正确的是（

）A．小球转动的角速度为5rad/sB．小球通过最高点时对杆的作用力为零C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为54𝑚𝑔D．转动过程中杆对小球的作用力不一定总是沿杆的方向【答案】ACD【详解】A．转动过程中轻杆对小球的最大作用力在最低点，有7𝑚𝑔4−𝑚𝑔=𝑚𝜔2𝑟

解得𝜔=5rad/s，所以A正确；B．在最高点有𝐹+𝑚𝑔=𝑚𝜔2𝑟𝐹=−14𝑚𝑔则杆对小球的力为支持力，所以B错误；C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为𝐹′=√(𝑚𝑔)2+𝐹向⬚2𝐹

向=𝑚𝜔2𝑟联立解得𝐹′=54𝑚𝑔，所以C正确；D．转动过程中杆对小球的作用力不一定总是沿杆的方向，小球的合外力提供向心力才一定沿杆方向指向圆心，所以D正确；故选ACD。第Ⅱ卷（非选择题共57分）三、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字

说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）11．（6分）（2021·福建莆田·高一期末）某兴趣小组采用两种方案探究影响向心力大小的因素。（1）使用如图的

向心力演示器，匀速转动手柄1，使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从器件________（填写数字“6、7或8”）上读出，该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的方法是：________。（2

）使用DIS向心力实验器采集到下表数据：探究向心力和角速度的关系（小球质量0.55kgm=，转动半径=0.124mr）向心力/N2.02.42.83.24.0频率/Hz2.752.993.243.483.92向心力除以频率的平方0.264460.268450.266

730.264240.26031角速度的平方/2rad298.25352.58414.01477.61606.03向心力除以角速度的平方0.006710.006800.006760.006700.00660从表中可得

出：在误差允许范围内，保持________和________一定的情况下，向心力与角速度的平方成________关系。【答案】8控制变量法小球质量转动半径正比【详解】（1）[1]图中6为横臂，7为套筒，8为标尺，故压缩量可从器件“8”上读出；[2]该探究实验所采用的

方法是控制变量法。（2）[3][4][5]从表中可看出实验保持小球质量0.55kgm=和转动半径=0.124mr一定的情况下，向心力除以角速度的平方的竖直基本相等，说明在误差允许范围内，向心力与角速度的平方成正比关系。12．（9分）（2022秋·山东济宁·高三济宁市育才中学阶段练习）如

图甲所示，竖直放置的圆盘绕水平固定转轴转动，圆盘上有一条沿半径方向宽度均匀的狭缝，传感器与激光器在转轴正下方分居圆盘两侧正对放置，二者间连线与转轴平行，且同步地由某一位置竖直向下匀速移动。狭缝每经过激光器一次，传感器就接收到一个激光信号，图乙为所接收的激光信号随时

间变化的图线，图中横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光信号时，激光束距圆盘中心的距离为𝑟1=0.12m；传感器接收到第2个激光信号时，激光束距圆盘中心的距离为𝑟2=0.28m。（1）根据题中及图中的有关数据，圆盘转动的周期T为_

___________s；激光器和传感器一起竖直向下运动的速度为_____________m/s。（2）传感器接收到第3个激光信号时，激光束距圆盘中心的距离为𝑟3=_________m；图乙中Δ𝑡1和Δ𝑡2的大小关系为：Δ𝑡

1_________Δ𝑡2（填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】1.00.160.44大于【详解】（1）[1][2]根据题中及图中的有关数据可知，狭缝两次经过激光束的时间间隔为1.0s，即圆盘转动的周期𝑇=1.0s圆盘转过一周的过程中，激光束沿半径方向移动的距

离为Δ𝑥=𝑟2−𝑟1=0.16m则激光器和传感器一起竖直向下运动的速度为𝑣=Δ𝑥𝑇=0.16m/s（2）[3][4]传感器接收到第3个激光信号时，激光束距圆盘中心的距离为𝑟3=𝑟2+𝑣𝑇=0.44m设狭缝宽度为d，则Δ𝑡=𝑑𝜔𝑟即随着r增加，Δ𝑡

减小，即图乙中Δ𝑡1和Δ𝑡2的大小关系为：Δ𝑡1大于Δ𝑡2。13．（12分）（2020·江苏·南京市宁海中学高一阶段练习）一质量为0.5kg的小球，用长为0.4m细绳拴住，在竖直平面内做圆周运动（g取210m/s），求：（1）若过最高点时的速度为4m/

s，此时小球角速度多大？（2）若过最高点时绳的拉力刚好为零，此时小球速度大小？（3）若过最低点时的速度为6m/s，此时绳的拉力大小？【答案】（1）10rad/s；（2）2m/s；（3）50N【详解】(1)当小球在最高点速度为4m/s时，可得角速度为

4m/s10rad/s0.4svr===(2)通过最高点时绳子拉力为零，此时重力提供向心力2=mvmgL可得速度为210m/s0.4m2m/svgL===(3)通过最低点时，根据牛顿第二定律21vFmgmL−=代入数据解得150NF=14．（12分）（2

023·高一课时练习）如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的动摩擦因数为𝜇。设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为𝑔，求：（1）当水平转盘以角速度𝜔1匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求𝜔1的值是多少？

（2）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度𝜔2=√𝜇𝑔3𝑟时，求细绳的拉力大小；（3）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度𝜔3=√5𝜇𝑔3𝑟时，

求物块对细绳的拉力大小。【答案】（1）√𝜇𝑔𝑟；（2）𝑇=0；（3）23𝜇𝑚𝑔【详解】（1）刚好相对静止𝜇𝑚𝑔=𝑚𝜔1⬚2𝑟解得𝜔1=√𝜇𝑔𝑟（2）因为𝜔2<𝜔1所以𝑇=0（3）因为𝜔3>𝜔1，根据牛顿第二定律𝑇+𝜇𝑚𝑔=𝑚𝜔3⬚2𝑟𝑇=

23𝜇𝑚𝑔由牛顿第三定律知物体对绳的拉力大小23𝜇𝑚𝑔。15．（18分）（2022春·安徽滁州·高一阶段练习）如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平的高台，接着以v=3m/s的水平速度离开高台，落至地面时，恰能无碰撞地从A点沿圆弧切线方向进入

光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）(1)求从高台飞出至到达A点，人和车运动的水平距离s。(2)若

人和车运动到圆弧轨道最低点O时的速度v'=√33m/s，求此时对轨道的压力大小。(3)求人和车从平台飞出到达A点时的速度大小及圆弧轨道对应的圆心角θ。【答案】（1）1.2m；（2）7740N；（3）5m/s，106°【详解】(1)人和车从高台飞出至到达A点做平抛运动，竖直方向

上有H=12g𝑡12水平方向上有s=vt1联立并代入数据解得t1=0.4s，s=1.2m(2)在圆弧轨道最低点O，由牛顿第二定律得N-mg=m𝑣'2𝑅代入数据解得N=7740N由牛顿第三定律可知，人和车在圆弧轨道最低点O对轨道的压力大小为7740N。(3)人和车到达A点时，竖直方向的

分速度vy=gt1=4m/s到达A点时的速度vA=√𝑣2+𝑣𝑦2=5m/s设vA与水平方向的夹角为α，则sinα=𝑣𝑦𝑣𝐴=45解得α=53°所以θ=2α=106°