6.4生活中的圆周运动 同步练习（2）-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4生活中的圆周运动 同步练习（2）-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 452.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-26 10:30:59 | ||
图片预览
文档简介
6.4生活中的圆周运动第六章圆周运动同步练习（2）2021~2022学年高一物理必修第二册（人教版2019）
一、单选题，共10小题
1．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员（ ）
A．受到的拉力为G B．受到的拉力为2G
C．向心加速度为3g D．向心加速度为2g
2．一小球在半球形碗的光滑内表面沿某一水平面做匀速圆周运动，如图所示。关于小球做圆周运动的向心力，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到指向圆心O′的引力就是向心力
B．小球受到的支持力提供向心力
C．小球受到支持力的水平分力提供向心力
D．小球受到的重力提供向心力
3．有些地区的铁路由于弯多、弯急、路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造。运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%~40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度转弯，转弯半径为2 km，则质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（ ）
A．0 B．250 N C．500 N D．560 N
4．绳子的一端拴一个重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是（ ）
A．半径相同时，角速度越小绳越易断
B．周期相同时，半径越大绳越易断
C．线速度相等，半径越大绳越易断
D．角速度相等时，线速度越小绳越易断
5．有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图（a），汽车安全通过半径为R的拱形桥的最高点时，速度不能超过
B．如图（b），保持圆锥摆的高度不变，增大，则圆锥摆的角速度不变
C．如图（c），同一小球在光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后做水平面内的匀速圆周运动，则小球在A位置受到的支持力比在B位置受到的支持力大
D．如图（d），当火车在转弯的过程中以低于规定速度行驶时，外轨向内挤压轮缘
6．如图所示，竖直固定的圆锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动以下关于A、B两球做圆周运动时的线速度大小（、）、角速度（、）、向心力大小（、）和对内壁的压力大小（、）的说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．一轻杆一端固定一质量为M的小球，另一端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计空气阻力，在最低点给小球一水平速度时，小球刚好能到达最高点，若小球在最低点的瞬时速度从不断增大，则可知（ ）
A．小球最高点对杆的作用力不断增大
B．小球在最高点对杆的作用力先减小后增大
C．小球在最高点对杆的作用力不断减小
D．小球在最高点对杆的作用力先增大后减小
8．早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出，沿水平地面向东运动的物体，其重力（即列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻。后来，人们常把这类物理现象称为厄缶效应。我们设想，如图所示，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正以速率v沿水平轨道匀速向东行驶。已知地球的半径为R，自转周期为T。如果仅考虑地球自转的影响（火车随地球做速率为的圆周运动），火车对轨道的压力为；在此基础上又考虑到这列火车相对地面以速率v做更快的匀速圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为。那么，单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的值（）为（ ）
A． B． C． D．
9．对如图所示的四种情形分析不正确的是（ ）
A．图甲中若火车转弯时车轮既不挤压内轨，也不挤压外轨，则此时火车的行驶速率为，这一速率取决于内外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r（其中）
B．图乙中汽车过凹形桥时，速度越大，汽车对桥面的压力越大
C．图丙中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉
D．图丁所示实验的过程中不计一切阻力，两个球同时落地说明平抛运动水平方向上的分运动为匀速运动，竖直方向上的分运动为自由落体运动
10．如图所示，汽车在炎热的夏天沿不规整的曲面行驶，其中最容易发生爆胎的点是（汽车运动速率不变）（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
二、多选题，共4小题
11．汽车通过拱形桥时的运动可以看作圆周运动，如图所示。质量为m的汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，下列说法正确的是（ ）
A．桥对汽车的支持力等于汽车对桥的压力 B．汽车对桥的压力大小为mg
C．桥对汽车的支持力大小为 D．无论汽车的速度有多大，汽车对桥始终有压力
12．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动．有一质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半．已知重力加速度为g，则（ ）
A．小球A做匀速圆周运动的角速度ω＝
B．小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用
C．小球A受到的合力大小为
D．小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上
13．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度，忽略空气阻力。则（ ）
A．从绳断到小球落地的时间为0.3s B．绳断时小球的速度大小为4m/s
C．绳子的最大拉力为16N D．绳子的最大拉力为21.5N
14．重庆欢乐谷摩天轮——“重庆之眼”约40层楼的高度，成为全球第六、西南最高的观光摩天轮。某同学设计了一个实验，在摩天轮座舱内放置一灵敏电子秤，水平的秤盘上静置一砝码，砝码、电子秤随座舱在竖直面内做匀速圆周运动的过程中，秤盘一直保持水平，摩天轮的转动周期为T。座舱经过最高点时（设为0时刻），电了秤的示数为，经过，电子秤的示数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．“重庆之眼”摩天轮的半径为
B．“重庆之眼”摩天轮的半径为
C．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
D．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
三、填空题，共4小题
15．在医院里使用离心机将用过的体温计中的水银柱甩回玻璃泡里，将体温计放人离心机时，应将体温计的________ (填“玻璃泡一端”或“温度刻度一端”)靠近离心机的转轴．同样医生也可根据水银柱的___________，用手拿着体温计甩动将水银柱甩回玻璃泡．
16．表演“水流星”节目，如图所示，拴杯子的绳子长为l，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍．要使绳子不断，节目获得成功，则杯子通过最高点时速度的最小值为________，通过最低点时速度的最大值为________．
17．质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时飞机做圆周运动的向心力为________，空气对飞机的作用力大小为________．
18．在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是30m/s．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（），如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是________；如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是________．
四、解答题，共4小题
19．观察图，分析汽车在水平路面转弯时，是怎样获得向心力的。图中f表示路面对汽车的摩擦力。
20．为了适应我国经济快速发展的需要，我国铁路部门已多次对列车提速，并将继续提速，最高时速已经超过。你认为列车提速是否要对原来铁路的弯道进行改造？应该怎样改造？
21．回忆你自己或你的同学在赛跑中经过弯道时的跑步姿势，解释为什么要采取这样的姿势。
22．图是某游乐场里的过山车。试分析过山车运动到A点和B点时它（包括车中乘客）的受力情况，并说明是什么力提供了它做圆周运动的向心力，设过山车与其中乘客的总质量为，通过A、B点的线速度分别是和，g取，求过山车对轨道A点和B点的压力。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
如图所示
F1＝Fcos 30°
F2＝Fsin 30°
F2＝G
F1＝ma
所以
a＝g
F＝2G
选项B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【解析】
小球在光滑碗内受重力、支持力两个力作用，支持力的水平分力提供向心力，或者重力和支持力的合力提供向心力。
故选C。
3．D
【解析】
弯道处，乘客随车厢倾斜，人受到座椅给他的作用力F和重力mg的作用，合力提供人随车做圆周运动的向心力，如图所示，则
F＝ N≈560 N
故选D。
4．B
【解析】
A．由F＝mω2r可知半径相同时，角速度越大绳越易断，故A错误；
B．由
可知周期相同时，半径越大绳越易断，故B正确；
C．由
可知线速度相等，半径越小绳越易断，故C错误；
D．由F＝mvω判定角速度相等时，线速度越大绳越易断，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
A．题图（a）中，当汽车在拱形桥最高点对桥的压力为零时，汽车速度最大，此时重力提供向心力，根据
得，汽车通过桥顶的最大速度
A错误；
B．题图（b）中，小球受到重力和绳的拉力作用，二者的合力提供向心力，小球做圆周运动的半径
则由向心力公式有
联立两式可得角速度
由此可知若保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，B正确；
C．题图（c）中，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，在不同位置小球重力不变，重力方向与支持力方向的夹角也不变，根据平行四边形定则知，小球在A、B位置处受到的支持力相等，C错误；
D．题图（d）中，当火车低于规定速度转弯时，重力和支持力的合力大于需要的向心力，内轨将向外挤压轮缘，D错误。
故选B。
6．A
【解析】
CD．小球受重力和支持力，二力的合力提供其做圆周运动的向心力，如图所示
由于两个小球的质量相同，并且都是在水平面内做匀速圆周运动，所以两个小球的受力情况相同，它们的向心力大小相等，受到的支持力大小也相等，则根据牛顿第三定律可知，它们对内壁的压力大小也相等，即
C、D错误；
A．由于它们的向心力的大小相等，由向心力的公式
可知运动半径大的小球线速度大，所以，A正确；
B．由向心力的公式
可知运动半径大的小球角速度小，所以，B错误；
故选A。
7．B
【解析】
小球刚好能到达最高点，即在最高点小球速度为零，杆对小球的作用力为支持力且等于mg，随着速度v的增大，在最高点由
支持力逐渐减小，当时，杆的作用力为零，当速度继续增大时，在最高点由
可知，杆对小球的作用力为拉力且随速度的增大而不断增大，故小球在最高点对杆的作用力先减小后增大，B正确。
故选B。
8．B
【解析】
若只考虑地球自转的影响，火车绕地心做圆周运动的速率为，以火车为研究对象，根据牛顿第二定律得
又有
解得
若考虑火车与地面间的相对运动，则火车绕地心做圆周运动的速率为，根据牛顿第二定律得
又有
解得
则
ACD错误，B正确。
故选B。
9．D
【解析】
A．若火车转弯时车轮既不挤压内轨，也不挤压外轨，由受力分析可知，此时火车受到的重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
又
解得
则行驶速率取决于内外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r，所以A正确，不符合题意；
B．汽车过凹形桥时，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
解得
则速度越大，桥面对汽车的支持力越大，由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力也越大，所以B正确，不符合题意；
C．洗衣机脱水筒在高速旋转时，水与衣服间的作用力不足以提供向心力，从而利用离心运动，把附着在衣服上的水分甩掉，所以C正确，不符合题意；
D．图丁所示实验的过程中不计一切阻力，能说明平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，但不能说明在水平方向上的运动是匀速直线运动，所以D错误，符合题意；
故选D。
10．D
【解析】
由牛顿第二定律及向心力公式可知，汽车在a、c两点，有
即汽车在a、c两点不容易发生爆胎；同理可知汽车在b、d两点，有
即汽车在b、d两点容易发生爆胎，又由题图知b点所在曲线半径大，即，又汽车在b、d两点的速率相等，故，所以在d点车胎受到的压力最大，即汽车在d点最容易发生爆胎，所以D正确；ABC错误；
故选D。
11．AC
【解析】
A．根据牛顿第三定律，桥对汽车的支持力与汽车对桥的压力是作用力与反作用力，大小相等，故A正确；
B．汽车对桥的压力小于，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
桥对汽车的支持力大小
故C正确；
D．当汽车的速度，重力提供向心力，汽车将要飞起来，汽车对桥没有压力，故D错误。
故选AC。
12．AC
【解析】
小球A受到重力、支持力两个力作用，合力的方向水平且指向转轴，则
（设漏斗内壁倾角为θ），半径
解得小球A受到的合力大小为
角速度
AC正确，BD错误。
故选AC。
13．ABD
【解析】
A．由题意球以绳断时的速度水平飞出后做平抛运动，竖直方向的位移为
由得落地时间为
故A正确；
B．又因为水平方向位移满足
所以绳断时小球的速度大小为
故B正确；
CD．小球处于最低点时速度最大，此时绳子上的拉力最大，满足
解得最大拉力为
故C错误，D正确。
故选ABD。
14．BD
【解析】
AB．设砝码的质量为m，摩天轮的半径为r，则有
联立解得
，
所以A错误；B正确；
CD．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
联立解得
所以C错误；D正确；
故选BD。
15． 温度刻度一端 离心运动的原理
【解析】
将体温计放入离心机时，应将体温计的温度一端靠近离心机的转轴，使得水银柱受到的力不够圆周运动所需的向心力，做离心运动而甩回玻璃泡里；用手甩温度计的原理和离心机一样，也是使水银柱做离心运动；
故答案为温度刻度一端；离心运动．
【点睛】
当提供的力不够圆周运动所需要的向心力时，将做离心运动．
16．
【解析】
在最高点,临界情况是桶底对水的弹力为零.有:
解得.
在最低点绳子的最大拉力为,则有:
解得.
17．
【解析】
根据牛顿第二定律有：
．
根据平行四边形定则，如图．空气对飞机的作用力
．
18． 150m 90m
【解析】
根据
得，
汽车能够安全通过圆弧拱桥，临界情况是支持力为零，根据牛顿第二定律得，
解得
19．摩擦力提供向心力
【解析】
汽车在水平路面转弯时，重力和支持力均在竖直方向，不提供向心力，汽车的向心力由水平方向的摩擦力提供。
20．将轨道倾角增大
【解析】
列车转弯时，最好是由轨道的支持力和重力的合力提供向心力，设轨道倾角为，有
提速后速度增大，则应该将轨道倾角增大。
21．见解析
【解析】
在赛跑中经过弯道时的跑步姿势要稍向内侧倾斜，原因是做圆周运动时，需要向心力，向心力由地面摩擦力提供，若摩擦力不足，则将做离心运动，采用向内倾斜的姿势，可使得部分身体获得向里的作用力，用来提供向心力。
22．见解析，，方向竖直向下，，方向竖直向下
【解析】
过山车运动到A点时受到重力和轨道对它的支持力，由支持力和重力的合力提供它做圆周运动的向心力；过山车运动到B点时受到重力和轨道对它的支持力，由重力和支持力的合力提供它做圆周运动的向心力。
运动到A点时，由牛顿第二定律，可得
代入数据，解得
根据牛顿第三定理可知，过山车对轨道A点的压力大小为，方向竖直向下；
运动到B点时，由牛顿第二定律，可得
代入数据，解得
根据牛顿第三定理可知，过山车对轨道B点的压力大小为，方向竖直向下。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题，共10小题
1．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员（ ）
A．受到的拉力为G B．受到的拉力为2G
C．向心加速度为3g D．向心加速度为2g
2．一小球在半球形碗的光滑内表面沿某一水平面做匀速圆周运动，如图所示。关于小球做圆周运动的向心力，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到指向圆心O′的引力就是向心力
B．小球受到的支持力提供向心力
C．小球受到支持力的水平分力提供向心力
D．小球受到的重力提供向心力
3．有些地区的铁路由于弯多、弯急、路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造。运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%~40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度转弯，转弯半径为2 km，则质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（ ）
A．0 B．250 N C．500 N D．560 N
4．绳子的一端拴一个重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是（ ）
A．半径相同时，角速度越小绳越易断
B．周期相同时，半径越大绳越易断
C．线速度相等，半径越大绳越易断
D．角速度相等时，线速度越小绳越易断
5．有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图（a），汽车安全通过半径为R的拱形桥的最高点时，速度不能超过
B．如图（b），保持圆锥摆的高度不变，增大，则圆锥摆的角速度不变
C．如图（c），同一小球在光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后做水平面内的匀速圆周运动，则小球在A位置受到的支持力比在B位置受到的支持力大
D．如图（d），当火车在转弯的过程中以低于规定速度行驶时，外轨向内挤压轮缘
6．如图所示，竖直固定的圆锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动以下关于A、B两球做圆周运动时的线速度大小（、）、角速度（、）、向心力大小（、）和对内壁的压力大小（、）的说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．一轻杆一端固定一质量为M的小球，另一端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计空气阻力，在最低点给小球一水平速度时，小球刚好能到达最高点，若小球在最低点的瞬时速度从不断增大，则可知（ ）
A．小球最高点对杆的作用力不断增大
B．小球在最高点对杆的作用力先减小后增大
C．小球在最高点对杆的作用力不断减小
D．小球在最高点对杆的作用力先增大后减小
8．早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出，沿水平地面向东运动的物体，其重力（即列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻。后来，人们常把这类物理现象称为厄缶效应。我们设想，如图所示，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正以速率v沿水平轨道匀速向东行驶。已知地球的半径为R，自转周期为T。如果仅考虑地球自转的影响（火车随地球做速率为的圆周运动），火车对轨道的压力为；在此基础上又考虑到这列火车相对地面以速率v做更快的匀速圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为。那么，单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的值（）为（ ）
A． B． C． D．
9．对如图所示的四种情形分析不正确的是（ ）
A．图甲中若火车转弯时车轮既不挤压内轨，也不挤压外轨，则此时火车的行驶速率为，这一速率取决于内外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r（其中）
B．图乙中汽车过凹形桥时，速度越大，汽车对桥面的压力越大
C．图丙中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉
D．图丁所示实验的过程中不计一切阻力，两个球同时落地说明平抛运动水平方向上的分运动为匀速运动，竖直方向上的分运动为自由落体运动
10．如图所示，汽车在炎热的夏天沿不规整的曲面行驶，其中最容易发生爆胎的点是（汽车运动速率不变）（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
二、多选题，共4小题
11．汽车通过拱形桥时的运动可以看作圆周运动，如图所示。质量为m的汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，下列说法正确的是（ ）
A．桥对汽车的支持力等于汽车对桥的压力 B．汽车对桥的压力大小为mg
C．桥对汽车的支持力大小为 D．无论汽车的速度有多大，汽车对桥始终有压力
12．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动．有一质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半．已知重力加速度为g，则（ ）
A．小球A做匀速圆周运动的角速度ω＝
B．小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用
C．小球A受到的合力大小为
D．小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上
13．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度，忽略空气阻力。则（ ）
A．从绳断到小球落地的时间为0.3s B．绳断时小球的速度大小为4m/s
C．绳子的最大拉力为16N D．绳子的最大拉力为21.5N
14．重庆欢乐谷摩天轮——“重庆之眼”约40层楼的高度，成为全球第六、西南最高的观光摩天轮。某同学设计了一个实验，在摩天轮座舱内放置一灵敏电子秤，水平的秤盘上静置一砝码，砝码、电子秤随座舱在竖直面内做匀速圆周运动的过程中，秤盘一直保持水平，摩天轮的转动周期为T。座舱经过最高点时（设为0时刻），电了秤的示数为，经过，电子秤的示数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．“重庆之眼”摩天轮的半径为
B．“重庆之眼”摩天轮的半径为
C．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
D．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
三、填空题，共4小题
15．在医院里使用离心机将用过的体温计中的水银柱甩回玻璃泡里，将体温计放人离心机时，应将体温计的________ (填“玻璃泡一端”或“温度刻度一端”)靠近离心机的转轴．同样医生也可根据水银柱的___________，用手拿着体温计甩动将水银柱甩回玻璃泡．
16．表演“水流星”节目，如图所示，拴杯子的绳子长为l，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍．要使绳子不断，节目获得成功，则杯子通过最高点时速度的最小值为________，通过最低点时速度的最大值为________．
17．质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时飞机做圆周运动的向心力为________，空气对飞机的作用力大小为________．
18．在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是30m/s．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（），如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是________；如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是________．
四、解答题，共4小题
19．观察图，分析汽车在水平路面转弯时，是怎样获得向心力的。图中f表示路面对汽车的摩擦力。
20．为了适应我国经济快速发展的需要，我国铁路部门已多次对列车提速，并将继续提速，最高时速已经超过。你认为列车提速是否要对原来铁路的弯道进行改造？应该怎样改造？
21．回忆你自己或你的同学在赛跑中经过弯道时的跑步姿势，解释为什么要采取这样的姿势。
22．图是某游乐场里的过山车。试分析过山车运动到A点和B点时它（包括车中乘客）的受力情况，并说明是什么力提供了它做圆周运动的向心力，设过山车与其中乘客的总质量为，通过A、B点的线速度分别是和，g取，求过山车对轨道A点和B点的压力。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
如图所示
F1＝Fcos 30°
F2＝Fsin 30°
F2＝G
F1＝ma
所以
a＝g
F＝2G
选项B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【解析】
小球在光滑碗内受重力、支持力两个力作用，支持力的水平分力提供向心力，或者重力和支持力的合力提供向心力。
故选C。
3．D
【解析】
弯道处，乘客随车厢倾斜，人受到座椅给他的作用力F和重力mg的作用，合力提供人随车做圆周运动的向心力，如图所示，则
F＝ N≈560 N
故选D。
4．B
【解析】
A．由F＝mω2r可知半径相同时，角速度越大绳越易断，故A错误；
B．由
可知周期相同时，半径越大绳越易断，故B正确；
C．由
可知线速度相等，半径越小绳越易断，故C错误；
D．由F＝mvω判定角速度相等时，线速度越大绳越易断，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
A．题图（a）中，当汽车在拱形桥最高点对桥的压力为零时，汽车速度最大，此时重力提供向心力，根据
得，汽车通过桥顶的最大速度
A错误；
B．题图（b）中，小球受到重力和绳的拉力作用，二者的合力提供向心力，小球做圆周运动的半径
则由向心力公式有
联立两式可得角速度
由此可知若保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，B正确；
C．题图（c）中，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，在不同位置小球重力不变，重力方向与支持力方向的夹角也不变，根据平行四边形定则知，小球在A、B位置处受到的支持力相等，C错误；
D．题图（d）中，当火车低于规定速度转弯时，重力和支持力的合力大于需要的向心力，内轨将向外挤压轮缘，D错误。
故选B。
6．A
【解析】
CD．小球受重力和支持力，二力的合力提供其做圆周运动的向心力，如图所示
由于两个小球的质量相同，并且都是在水平面内做匀速圆周运动，所以两个小球的受力情况相同，它们的向心力大小相等，受到的支持力大小也相等，则根据牛顿第三定律可知，它们对内壁的压力大小也相等，即
C、D错误；
A．由于它们的向心力的大小相等，由向心力的公式
可知运动半径大的小球线速度大，所以，A正确；
B．由向心力的公式
可知运动半径大的小球角速度小，所以，B错误；
故选A。
7．B
【解析】
小球刚好能到达最高点，即在最高点小球速度为零，杆对小球的作用力为支持力且等于mg，随着速度v的增大，在最高点由
支持力逐渐减小，当时，杆的作用力为零，当速度继续增大时，在最高点由
可知，杆对小球的作用力为拉力且随速度的增大而不断增大，故小球在最高点对杆的作用力先减小后增大，B正确。
故选B。
8．B
【解析】
若只考虑地球自转的影响，火车绕地心做圆周运动的速率为，以火车为研究对象，根据牛顿第二定律得
又有
解得
若考虑火车与地面间的相对运动，则火车绕地心做圆周运动的速率为，根据牛顿第二定律得
又有
解得
则
ACD错误，B正确。
故选B。
9．D
【解析】
A．若火车转弯时车轮既不挤压内轨，也不挤压外轨，由受力分析可知，此时火车受到的重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
又
解得
则行驶速率取决于内外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r，所以A正确，不符合题意；
B．汽车过凹形桥时，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
解得
则速度越大，桥面对汽车的支持力越大，由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力也越大，所以B正确，不符合题意；
C．洗衣机脱水筒在高速旋转时，水与衣服间的作用力不足以提供向心力，从而利用离心运动，把附着在衣服上的水分甩掉，所以C正确，不符合题意；
D．图丁所示实验的过程中不计一切阻力，能说明平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，但不能说明在水平方向上的运动是匀速直线运动，所以D错误，符合题意；
故选D。
10．D
【解析】
由牛顿第二定律及向心力公式可知，汽车在a、c两点，有
即汽车在a、c两点不容易发生爆胎；同理可知汽车在b、d两点，有
即汽车在b、d两点容易发生爆胎，又由题图知b点所在曲线半径大，即，又汽车在b、d两点的速率相等，故，所以在d点车胎受到的压力最大，即汽车在d点最容易发生爆胎，所以D正确；ABC错误；
故选D。
11．AC
【解析】
A．根据牛顿第三定律，桥对汽车的支持力与汽车对桥的压力是作用力与反作用力，大小相等，故A正确；
B．汽车对桥的压力小于，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
桥对汽车的支持力大小
故C正确；
D．当汽车的速度，重力提供向心力，汽车将要飞起来，汽车对桥没有压力，故D错误。
故选AC。
12．AC
【解析】
小球A受到重力、支持力两个力作用，合力的方向水平且指向转轴，则
（设漏斗内壁倾角为θ），半径
解得小球A受到的合力大小为
角速度
AC正确，BD错误。
故选AC。
13．ABD
【解析】
A．由题意球以绳断时的速度水平飞出后做平抛运动，竖直方向的位移为
由得落地时间为
故A正确；
B．又因为水平方向位移满足
所以绳断时小球的速度大小为
故B正确；
CD．小球处于最低点时速度最大，此时绳子上的拉力最大，满足
解得最大拉力为
故C错误，D正确。
故选ABD。
14．BD
【解析】
AB．设砝码的质量为m，摩天轮的半径为r，则有
联立解得
，
所以A错误；B正确；
CD．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
联立解得
所以C错误；D正确；
故选BD。
15． 温度刻度一端 离心运动的原理
【解析】
将体温计放入离心机时，应将体温计的温度一端靠近离心机的转轴，使得水银柱受到的力不够圆周运动所需的向心力，做离心运动而甩回玻璃泡里；用手甩温度计的原理和离心机一样，也是使水银柱做离心运动；
故答案为温度刻度一端；离心运动．
【点睛】
当提供的力不够圆周运动所需要的向心力时，将做离心运动．
16．
【解析】
在最高点,临界情况是桶底对水的弹力为零.有:
解得.
在最低点绳子的最大拉力为,则有:
解得.
17．
【解析】
根据牛顿第二定律有：
．
根据平行四边形定则，如图．空气对飞机的作用力
．
18． 150m 90m
【解析】
根据
得，
汽车能够安全通过圆弧拱桥，临界情况是支持力为零，根据牛顿第二定律得，
解得
19．摩擦力提供向心力
【解析】
汽车在水平路面转弯时，重力和支持力均在竖直方向，不提供向心力，汽车的向心力由水平方向的摩擦力提供。
20．将轨道倾角增大
【解析】
列车转弯时，最好是由轨道的支持力和重力的合力提供向心力，设轨道倾角为，有
提速后速度增大，则应该将轨道倾角增大。
21．见解析
【解析】
在赛跑中经过弯道时的跑步姿势要稍向内侧倾斜，原因是做圆周运动时，需要向心力，向心力由地面摩擦力提供，若摩擦力不足，则将做离心运动，采用向内倾斜的姿势，可使得部分身体获得向里的作用力，用来提供向心力。
22．见解析，，方向竖直向下，，方向竖直向下
【解析】
过山车运动到A点时受到重力和轨道对它的支持力，由支持力和重力的合力提供它做圆周运动的向心力；过山车运动到B点时受到重力和轨道对它的支持力，由重力和支持力的合力提供它做圆周运动的向心力。
运动到A点时，由牛顿第二定律，可得
代入数据，解得
根据牛顿第三定理可知，过山车对轨道A点的压力大小为，方向竖直向下；
运动到B点时，由牛顿第二定律，可得
代入数据，解得
根据牛顿第三定理可知，过山车对轨道B点的压力大小为，方向竖直向下。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页