高一物理(必修二)《第六章圆周运动》单元测试卷及答案-人教版一、单选题1. 2022年的北京冬奥会，任子威获得短道速滑1000米项目的金牌，如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他( )A. 所受的合力为零，做匀速运动B. 所受的合力恒定，做匀加速运动C. 所受的合力变化，做变加速运动D. 所受的合力恒定，做变加速运动2. 如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动．汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在aa′直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为( )A. π4rad/s B. 3π4rad/s C. π6rad/s D. π12rad/s3. 如图为一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图。
Q点和P点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上，O为球心。
下列说法正确的是( )A. Q、P的线速度大小相等B. Q、M的角速度大小相等C. P、M的向心加速度大小相等D. P、M的向心加速度方向均指向O4. C919中型客机全称COMACC919，是我国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机，由中国商用飞机有限责任公司研制，当前己有6架C919飞机完成取证试飞工作，预计2021年正式投入运营。
如图所示的是C919客机在无风条件下，飞机以一定速率v在水平面内转弯，如果机舱内仪表显示机身与水平面的夹角为θ，转弯半径为r，那么下列的关系式中正确的是( )A. r=v2gtanθB. r=√v2gtanθC. r=v2tanθgD. r=v gtanθ5. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课圆满完成，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行了精彩的太空授课，来自全国的中小学生共同观看了这一堂生动的太空科普课。
三位航天员向同学们展示了问天实验舱内的生命生态实验柜、生物技术实验柜和变重力实验柜等设施设备。
变重力实验柜的主要装置，是两套900毫米直径的离心机。
关于变重力的原理给出这样的描述：离心机旋转的过程中，因为惯性作用，实验载荷会有一个向外飞出的趋势，可以等效为物体受到一个沿着旋转半径向外的离心力。
只要维持旋转，这个等效力就会一直存在，我们就用这个力来模拟物体受到的重力。
请通过高中物理知识判断，下列说法正确的是( )A. 变重力实验柜是能改变物体重力的一种仪器B. 变重力实验柜中的离心机仅旋转速率加快，则物体对离心机壁的压力增大C. 变重力实验柜中的离心机仅旋转速率加快，则物体的惯性增大D. 变重力实验柜中的离心机内的物体变重力后，物体对离心机壁的压力大于离心机壁对物体的支持力6. 2022冬奥会我国选手范可新、曲春雨、张雨婷、武大靖、任子威一起夺得短道速滑混合团体接力奥运冠军！短道速滑比赛中运动员的最后冲刺阶段如图所示，设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r1和r2(r2>r1)的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。
假设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。
下列判断中正确的是( )A. 在做圆周运动时，甲所用的时间可能比乙的长B. 在做圆周运动时，甲的角速度比乙的角速度大C. 在直线加速阶段，甲、乙所用的时间相等D. 在冲刺时，甲、乙到达终点线时的速度相等7. 拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代时小型拨浪鼓已成为儿童玩具。
四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上，现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。
下列各图中两球的位置关系可能正确的是(图中细绳与竖直方向的夹角α<θ<β)( )A. B.C. D.8. 如图所示，三个可视为质点的、相同的木块A、B和C放在转盘上，质量均为m，C放在A的上面，A和B两者用长为L的细绳连接，木块与转盘、木块与木块之间的动摩擦因数均为k，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动。
开始时，绳恰好伸直，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是( )A. 当ω>√kg3L，绳子一定有弹力B. 当ω>√3kg4L时A、B相对于转盘会滑动C. 当ω=√3kg4L，C受到的摩擦力为kmgD. ω在√kg2L <ω<√3kg4L范围内增大时，绳子的拉力不变二、多选题9. 摩天轮是游乐园里很受欢迎的游乐项目之一，乘客搭乘座舱随着摩天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色。
如图所示，摩天轮的运动可以看成是绕其中心轴在竖直面内做匀速圆周运动，周期为1×103s。
座舱底部始终保持水平且距离中心轴50m，质量为50kg的某乘客在某时刻恰好上升到了与中心轴等高的位置处，乘客坐在座椅上且没有倚靠靠背。
下列说法正确的是A. 此时乘客处于超重状态B. 乘客受到了重力、座舱的支持力、摩擦力和向心力的作用C. 此时座舱给乘客的摩擦力大小为π2×10−2ND. 接下来的500s内，乘客给座舱的压力将先逐渐减小后逐渐增大10. 如图所示，两段长均为L的轻绳共同系住一质量为m的小球，另一端固定在等高的两点O1、O2两点间的距离也为L，在最低点给小球一个水平向里的初速度v0，小球恰能在竖直面内做圆周运动，重力加速度为g，则( )A. 小球运动到最高点时的速度v=√ 32LgB. 小球运动到最高点时的速度v=√ LgC. 小球在最低点时每段绳子的拉力F=mg+m2√ 3v023LD. 小球在最低点时每段绳子的拉力F=√ 33mg+m2v023L11. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球(可看作质点)，小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随ω2变化关系如图2所示。
重力加速度g取10m/s2，由图2可知( )A. 绳长为l=2mB. 小球质量为0.5kgC. 母线与轴线之间夹角θ=30°D. 小球的角速度为2rad/s时，小球已离开锥面12. 如图所示，倾角θ=53°的斜面ABC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OO1上。
转台以角速度ω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静止在AB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，若最大静摩擦等于滑动摩擦力sin53°≈0.8，cos53°≈0.6则物块相对斜面静止时A. 小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下B. 小物块对斜面的压力大小不小于mgC. 水平转台转动角速度ω应不小于√5g6L D. 水平转台转动角速度ω应不大于√33g6L三、实验题13. 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圆柱体质量为m，放置在未画出的圆盘上。
圆周的轨道半径为r，力电传感器测的是向心力F，光电传感器测的是圆柱体的线速度v，实验中测得的数据如表：v/(m⋅s−1)1 1.52 2.53 F/N0.882 3.5 5.57.9甲、乙、丙三图是根据上述实验数据作出的F−v、F−v2、F−v3三个图象，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，应画的图象是______ ；A.甲图像，即F−v图象B.乙图像，即F−v2图象C.丙图像，即F−v3图象(2)已知表中数据是r=0.1m时所得的数据。
根据所学知识和上述信息，求得圆柱体的质量为______ kg(保留一位有效数字)。
(3)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______ 。
14. 某同学利用如图所示装置研究竖直方向上的圆周运动。
直径为d的金属小球在弹射装置的作用下可以沿透明半圆管道运行，管道和金属小球之间不会发生碰撞。
金属小球在弹射装置和绳子的作用下可沿管道做圆周运动，金属小球在运动过程中绳子始终绷紧，绳子的拉力大小由处于管道圆心处的力学传感器测量出，已知重力加速度为g。
回答下列问题：(1)某次试验过程中，光电门测得金属小球经过光电门的时间为t，则金属小球通过最高点的速度v=____________；(2)为了更好地研究金属小球做圆周运动在最高点所受拉力与速度的大小关系，多次实验后作出如下线性图象，则横轴表示的物理量为____________(选择“t”、“t2”、“1t2”)；(3)根据(2)中实验图象，延长直线交横轴与一点，已知该点坐标值为a，则栓接小球的细绳长度L=____________；若再测得图象斜率为k，则金属小球的质量m=____________。
四、计算题15. 在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速为108km/ℎ，汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍，重力加速度g=10m/s2.则：(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，其弯道的最小半径是多少？(2)事实上在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，路面与水平面间的夹角为θ，且tan θ=1；而拐4弯路段的圆弧半径R=250m。
若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，那么，车速v应为多少？16. 如图，质量分别为m和1.5m的两个可视为质点的小球A、B通过一条不计长度的轻绳连在一起，轻绳能承受的最大拉力为5mg。
球B通过长度为R=0.4m的细轻杆与O点连接，O点离地面的竖直高度为H=1.6m。
整个系统在竖直平面内绕O点做圆周运动，且系统的角速度从零开始以极缓慢的速度增加。
在同一竖直平面内，地面上有一小车，小车上安装有一倾斜角度θ=45°的滑槽，该滑槽可沿竖直导轨上下滑动。
忽略空气阻力。
(取g=10m/s2)(1)若在系统转动角速度逐渐缓慢增加的过程中，连接两球的轻绳在轨道最高点时一直无拉力，求系统转动角速度的变化范围；(2)若系统转动角速度逐渐缓慢增加(每一圈视为匀速圆周运动)直到A、B之间绳断裂，A球刚好沿倾斜滑槽的方向落入滑槽顶端P，求P点距地面的高度ℎ及其与O点的水平距离l。
17. 如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L的轻弹簧套在杆上，质量相等的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L，A球套在竖直杆上。