教科版高中物理必修第二册课后习题 第二章 匀速圆周运动 第二章测评.docVIP

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第二章测评

(时间:75分钟满分:100分)

一、单项选择题(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,只有一项是符合题目要求的)

1.(江苏徐州高一期末)如图所示,操场跑道的弯道部分是半圆形,最内圈的半径大约是36m。一位同学沿最内圈匀速率跑过一侧弯道的时间约为12s,则这位同学在沿弯道跑步时(D)

A.角速度约为π6rad/s

B.线速度约为3m/s

C.转速约为112r/s

D.向心加速度约为π24

解析由题意知,该同学在沿弯道跑步时角速度约为ω=π12rad/s,故A错误;根据v=ωr可得线速度约为v=3πm/s,故B错误;根据n=ω2π得转速约为n=124r/s,故C错误;根据a=ω2r得向心加速度约为a=π

2.洗手后我们往往都有“甩水”的动作,如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面,A、B、C是甩手动作最后3帧照片指尖的位置。最后3帧照片中,指尖先以肘关节M为圆心做圆周运动,到接近B的最后时刻,指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离约为24cm,B、N之间的距离为15cm,相邻两帧之间的时间间隔为0.04s,则指尖(C)

A.经过B点时速率约为3m/s

B.经过B点的角速度约为10rad/s

C.在BC段的向心加速度约为240m/s2

D.AB段与BC段相比更容易将水甩出

解析从帧A到帧B的时间间隔是t=0.04s,帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为L=24cm,由题意知其弧长与弦长近似相等,根据线速度的定义有vB=Lt=0.24m0.04s=6m/s,A错误;NB长约15cm,在B点的角速度约为ω=

3.(河南安阳高一期末)在3月23日的天宫课堂中,航天员利用手摇离心机将水油分离。天宫课堂中航天员的手摇离心机可简化为如图所示在空间站中手摇小瓶的模型。假设小瓶(包括小瓶中的油和水)的质量为m,P为小瓶的质心,细线的长度(从图中O到P之间的长度)为L,小瓶在t时间内匀速转动了n圈,当小瓶转动到竖直平面内最高点时,细线中的拉力为(C)

A.2πn2mL

C.4π2

解析小瓶在t时间内转动了n圈,则周期为T=tn,在空间站中手摇小瓶在竖直平面内做匀速圆周运动,仅有绳的拉力提供向心力,有F=m4π2

4.(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。如图所示,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(B)

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

解析篮球旋转的角速度为ω=2π×6060

5.(山东德州高一期末)如图所示,在某十字路口,设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶,其运动可视作圆周运动,行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时,下列说法正确的是(D)

A.司机和乘客具有相同的线速度

B.汽车所受的合力一定指向圆心

C.汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力

D.汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力

解析司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止,司机和乘客具有相同的角速度,但半径不同,根据线速度与角速度的关系v=ωr,则线速度不同,故A错误;因汽车做减速圆周运动,汽车所受的合力分解为指向圆心的向心力和与运动方向相反使速率减小的切向力,故合力的方向一定不指向圆心,故B错误;乘客和司机角速度相同,由牛顿第二定律有F=mω2r,右转弯时乘客的半径小,但因不确定乘客和司机的质量大小关系,故汽车对乘客的作用力和对司机的作用力大小关系无法确定,故C错误;汽车对乘客的作用力有竖直方向的支持力和水平方向使乘客做减速圆周运动的合力,竖直方向的支持力与乘客所受的重力平衡,则汽车对乘客两个方向的力的合力一定大于乘客所受的重力,故D正确。

6.(山东卷)无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点,与半径为4m的半圆弧CD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BC和CD。为保证安全,小车速率最大为4m/s,在ABC段的加速度最大为2m/s2,CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为(B)

A.t=2+7π4s,l=8m

B.t=94+7π

C.t=2+5126+7

D.t=2+5

解析小车做匀速圆周运动时有a=v2R,由题意