人教版新版高中物理必修二第六章圆周运动训练题 (35)

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必修二第六章圆周运动训练题 (35)一、单选题(本大题共3小题,共12.0分)1.长为L的细绳,一端系一质量为m的小球,另一端固定于某点。

当绳竖直时小球静止,再给小球一水平初速度v0,使小球在竖直平面内做圆周运动。

关于小球的运动下列说法正确的是( )A. 小球过最高点时的最小速度为零B. 小球开始运动时绳对小球的拉力为m v02LC. 小球过最高点时速度大小一定为√gLD. 小球运动到与圆心等高处时向心力由细绳的拉力提供2.如图所示,一质量为m的小球用长度为l的细线悬挂于O点,已知细线能够承受的最大张力为7mg重力加速度为g,在最低点给小球一个初速度,让小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动,下列说法正确的是A. 小球通过最低点的最小速度为√7glB. 小球通过最低点的最大速度为√7glC. 小球通过最高点的最大速度为√2glD. 小球通过最高点的最小速度为03.如图所示,某两相邻匀强磁场区域B1、B2以MN为分界线,方向均垂直于纸面。

有甲、乙两个电性相同的粒子同时分别以速率v1和v2从边界的a、c点垂直于边界射入磁场,经过一段时间后甲、乙粒子恰好在b相遇(不计重力及两粒子间的相互作用力),o1和o2分别位于所在圆的圆心,其中R1=2R2则()A. B1、B2的方向相反B. v2=2v1C. 甲、乙两粒子做匀速圆周运动的周期不同D. 若B1=B2,则甲、乙两粒子的荷质比相同二、多选题(本大题共3小题,共12.0分)4.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L.已知月球半径为R,万有引力常量为G.则下列说法正确的是()A. 月球表面的重力加速度g月=2ℎv02L2B. 月球的质量m月=2ℎR2v02GL2C. 月球的自转周期T=2πRv0D. 月球的平均密度ρ=3ℎv022πGL25.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l.当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是(重力加速度为g)()A. a绳的张力不可能为零B. a绳的张力随角速度ω的增大而增大C. 当角速度ω>√g,b绳中将出现张力ltan θD. 若b绳突然被剪断,则a绳的张力一定发生变化6.如图所示如图,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴心距离为R,C离轴心2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)A. 物体C的向心加速度最大B. 物体B受到的静摩擦力最大C. ω=√μg是C开始滑动的临界角速度2RD. 当圆台转速增加时,B比A先滑动三、填空题(本大题共1小题,共4.0分)7.有关圆周运动的基本模型,回答下列问题(1)如图a,汽车通过拱桥的最高点处于_______ (填“超重”或“失重”)状态(2)如图b所示是两个圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度________(填“不变”、“增大”或“减小”)(3)如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度ωA_____ωB(填>、=、<)四、计算题(本大题共13小题,共130.0分)8.如图所示,长度为L的绝缘细线将质量为m、电荷量为q的带正电小球悬挂于O点,整个空间(其中g为重力加速度)的匀强电场,小球可视为质点。

存在水平向右,电场强度大小为√3mgq(1)若将小球在A点由静止释放,求细线摆起的最大角度;(2)若小球在最低点A获得一水平向右速度,为使小球运动过程中细线不松弛,求该速度大小应满足的条件。

9.如图,AB为半径R=0.7m的竖直光滑1圆弧轨道,与最低点B平滑连接的水平轨道由BC、CD4两部分组成。

BC部分粗糙,长度L1=1.25m。

CD部分光滑,长度L2=5m。

D点有固定的竖直挡板。

质量m a=2kg的滑块a从圆弧最高点A由静止滑下,与静止在C点的质量m b=1kg的滑块b发生正碰。

滑块均可视为质点,与BC段间的动摩擦因数μ=0.2,所有的碰撞中均没有机械能损失,重力加速度大小g=10m/s2 。

求:(1)滑块a对轨道的最大压力大小;(2)滑块a、b第二次碰撞的位置与D点的距离;(3)滑块a、b第二次碰撞后到第三次碰撞前,滑块a的运动时间(保留2位小数,可能用到的数值√0.07=0.27)。

10.如图所示,轻杆长为3L,在杆的两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动.已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.(1)当球B在最高点时,求杆对球A的作用力大小;(2)若球B转到最低点时的速度v B=√26gL,求杆对球A和球B的作用力F A和F B.511.如图,水平地面和半圆轨道面均光滑,质量M=1kg的小车静止在地面上,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。

现有一质量m=2kg的滑块(可视为质点)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,二者共速时小车还未与墙壁碰撞,当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。

(1)求小车右端距离P点的最小距离;(2)若小车的长度L=4m,滑块能滑上P点且在圆轨道运动时不脱离圆轨道时,圆半径R的取值范围?12.如图所示,在光滑的水平地面上,质量为1.75kg的木板右端固定一光滑四分之一圆弧槽,木板长2.5m,圆弧槽半径为0.4m,木板左端静置一个质量为0.25kg的小物块B,小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.8。

在木板的左端正上方,用长为1m的不可伸长的轻绳将质量为1kg的小球A悬于固定点O。

现将小球A拉至左上方,轻绳处于伸直状态且与水平方向成θ=30∘角,小球由静止释放,到达O点的正下方时与物块B发生弹性正碰。

不计圆弧槽质量及空气阻力,重力加速度g取10m/s2。

求:(1)小球A与物块B碰前瞬间,小球A的速度大小;(2)物块B上升的最大高度;(3)物块B与木板摩擦产生的总热量。

13.如图所示,水平面上固定着一条内壁光滑的竖直圆弧轨道,BD为圆弧的竖直直径,C点与圆心O等高。

轨道半径R=0.6m,轨道左端A点与圆心O的连线与竖直方向的夹角θ=53°,自轨道左侧空中某一点P水平抛出一质量为m的小球,初速度大小v0=3m/s,恰好从轨道A点沿切线方向进入圆弧轨道已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)抛出点P到A点的水平距离;(2)判断小球在圆弧轨道内侧运动时,是否会脱离轨道,若会脱离,将在轨道的哪一部分脱离。

14.如图所示,在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。

一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后,恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。

保持该粒子仍以此初速度从O 点沿角平分线OC射入三角形区域,若撤去该区域内的磁场,粒子恰好从A点射出;若撤去该区域内的电场,粒子将在该区域内做匀速圆周运动。

粒子重力不计。

求:(1)粒子做匀速圆周运动的半径r;(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时,粒子在该区域内运动的时间之比。

15.如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=0.4m,一带正电荷q=10−4C的小滑块质量为m=0.04kg,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,先要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点C,求:(1)小滑块应在水平轨道上离N点多远处释放;(2)小滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点);(3)小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离。

16.如图所示,ABCDE是由光滑圆弧轨道BCDE与粗糙斜面AB连接而成的固定在同一竖直平面内的轨道,其中为圆弧轨道的直径,C为圆弧的最低点,D点与圆心O等高,圆弧的半径R=1m,圆弧与斜面相切于B点,斜面AB的倾角θ=37°。

现将一个可视为质点的物块P从斜面上离B 点一定距离的某处由静止释放,P的质量m=1kg,P与斜面间的动摩擦因数µ=0.5,P能运动到E点,且在E点对轨道的压力为其重力的1.4倍。

已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。

(1)求物块P在斜面上的释放点到B点的距离L。

(2)若在圆弧轨道最低点C放置一可视为质点且质量为m′的物块Q,将物块P仍由原位置静止释放,P、Q相碰时间极短,且粘连在一起后恰好能运动到最高点E,求m′的值。

(3)若将圆弧轨道的DE段截去,在剩余圆弧轨道的某一点放置另一质量Δm=0.6kg的物块Z(不考虑其能否保持静止),将P仍由原位置静止释放,且P与速度为零的Z发生弹性正碰,碰撞时间极短,碰撞过程内力远大于外力。

求碰撞后Z第一次离开圆弧轨能达到的最高点与C点的竖直距离的最大值H。

17.某工厂生产流水线示意图如图所示,半径R=1m的水平圆盘边缘E点固定一小桶.在圆盘直径DE正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动,传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上,竖直高度ℎ=1.25m.AB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,半径r=0.45m,且与水平传送带相切于B点.一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从A点由静止释放,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,当滑块到达B点时,圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕过圆心O的竖直轴匀速转动,滑块到达C点时恰与传送带同速并水平抛出,刚好落入圆盘边缘的小桶内.不计空气阻力,取g=10m/s2,求:(1)滑块到达圆弧轨道B点时的速度大小;(2)传送带BC部分的长度L;(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件。

18.如图所示,质量为m、长为L的长木板AB静止在光滑水平面上,一半径R=L的光滑半圆轨道5固定在水平地面上,半圆轨道底端与长木板上表面平齐。

一质量为m、可视为质点的滑块以初速度v0(未知)滑上长木板,滑块滑到长木板右端时恰好与长木板共速,此时长木板恰好和固定半圆轨道相碰并立即停止,同时滑块滑上半圆轨道,恰好能滑到最高点D。

已知重力加速度为g,滑块可视为质点。

(1)求滑块的初速度大小v0。

(2)求滑块在长木板上滑动的时间t。

(3)若已知减小半圆轨道的半径,可使滑块离开最高点D后落到长木板上不同位置。

则半圆轨道半径r取何值时,滑块落到长木板时距A点最近?最近距离为多少?19.如图所示,BCD是半径R=0.2m的竖直圆形光滑轨道,D是轨道的最高点,水平面AB与圆轨道在B点相切。