2.3圆周运动的实例分析同步练习（Word版含答案）

2.3圆周运动的实例分析同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．一个质量为m、速度为v的物体沿半径为r的圆做匀速圆周运动，若它所受力的合力大小变为F，方向仍指向原来的圆心，则　　
A．当时，物体将偏离原轨迹运动
B．当时，物体将靠近原来的圆心运动
C．当时，物体将远离原来的圆心运动
D．制作棉花糖时，利用了物体做离心运动的原理
2．转笔深受广大中学生的喜爱，如图所示，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（　　）
A．笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的周期越小
B．笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的角速度越大
C．笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的线速度越小
D．笔杆上的各点做匀速圆周运动，不需要向心力
3．下列实例中，属于防止离心运动造成危害的是（ ）
A．汽车转弯时减速
B．洗衣机脱水
C．离心式水泵抽水
D．运动员投掷链球
4．摆式列车是集计算机技术、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。如图所示，当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜；直线行驶时，车厢又恢复原状，实现高速行车，并能达到既安全又舒适的要求。假设有一高速列车在水平面内行驶，以180 km/h的速度拐弯，由列车上的传感器测得一个质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受合力为500 N，则列车的拐弯半径为 （　　）
A．150 m B．200 m C．250 m D．300 m
5．公园里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空。秋千匀速转动时，绳与竖直方向成某一角度，其简化模型如图所示。若要使夹角θ变大，可（　　）
A．增大转动周期 B．将钢丝绳变短
C．增大座椅质量 D．增大角速度
6．下列属于离心现象应用的是（ ）
A．洗衣机甩干衣服
B．田径比赛中的标枪运动
C．跳水运动员在空中转体
D．汽车转弯时减慢速度
7．受疫情影响力，我们只能在电视上观看杂技表演了。只见杂技演员纵身一跃，抓住吊在屋顶的绳的下端，在空中转了起来。我们把这个情景简化成如下模型，如图所示，用一根质量不计不可伸长的细线，一端系一可视为质点的小球，另一端固定在O点。当小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为时，悬点O到轨迹圆心高度h，细绳拉力大小为F，小球的向心加速度大小为a，线速度大小为v，下列描述各物理量与角速度的关系图像正确的是(　　)
A． B．
C． D．
8．如图所示，货车转弯处外轨略高于内轨。某同学在车厢内研究列车在转弯时的运动情况，他在车厢顶部用细线悬挂一个质量为的小球，当列车以速度通过一段弯道时，发现悬挂小球的细线与车厢侧壁平行，已知转弯处铁轨对应的圆弧的半径为，重力加速度大小为，则此过程中（　　）
A．小球受到细线的拉力大小为
B．细线与竖直方向的夹角的正切值为
C．外侧轨道与轮缘间有沿枕木方向的侧向挤压作用
D．内侧轨道与轮缘间有沿枕木方向的侧向挤压作用
9．图中杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，这是因为（　　）
A．水处于失重状态，不受重力的作用 B．水受的合力为零
C．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动 D．杯子特殊，杯底对水有吸引力
10．如图为一列火车匀速转弯时的示意图，以下说法正确的是（　　）
A．利用轮轨间的摩擦力提供向心力
B．火车转弯时，必须按规定速度行驶，才能使轮缘不受侧向弹力
C．设计好倾斜角度后，无论火车运行速度多大，一定不受侧向弹力
D．如果火车转弯时，按规定速度行驶，轨道面支持力恰等于重力
11．如图所示，置于竖直面内的光滑细圆环半径为，质量为的小球套在环上，一原长为的轻弹簧一端系于球上，另一端系于圆环最低点，圆环绕竖直直径转动，重力加速度为。若角速度由零开始缓慢增大，下列说法正确的是（　　）
A．当时，小球仅受两个力的作用
B．当时，弹簧恰好处于原长状态
C．当时，弹簧一定处于压缩状态
D．当足够大时，小球能够到达与圆心等高的位置
12．立春以来，鲜花掩映的重庆轨道交通2号线引爆朋友圈，被网友称为“开往春天的列车”。如图所示为网友所拍的列车经过某一转弯处的照片。则下列说法中符合事实的是（ ）
A．列车转弯的向心力可能只由重力和支持力提供
B．列车受到重力、支持力和向心力的作用
C．列车速度超过设计时速时会受到离心力的作用
D．列车转弯时车内的物品有向内滑的趋势
13．关于圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．汽车转弯时速度过小，会因离心运动造成交通事故
B．物体做离心运动时，是因为它受到了离心力的作用
C．做匀速圆周运动的物体，所受各力的合力一定是向心力
D．做匀速圆周运动的物体除了受到其他物体的作用，还受到一个向心力
14．通过阅读课本，几个同学交流对一些生活中常见的离心现象的认识．甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动.”乙说：“我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢.”丙说：“铁轨在弯道处外侧铺得比内侧高，原来就是要防止火车受离心力做离心运动．”丁说，“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象·"他们中间有一个说法有误的同学是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
15．如图所示，转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为3m、2m。竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时（　　）
A．小球A、B受到的向心力之比为3：2
B．当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为1.5L
C．当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为1.8mω
D．如果角速度逐渐增大，小球A先接触转台边沿
二、填空题（共4题）
16．如下图所示，一半径足够大的圆台可绕其竖直轴在水平面内转动，质量相同的两木块A和B与台间的动摩擦因数都是μ，用一根长为L的细线将它们连接.若将A放在轴心处，B在距轴L处，使它们与圆台不发生相对滑动，则角速度ω应为________，此时处在平衡状态的物体是________.

17．一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示，由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是______处，在C点处于______状态（超重或失重）
18．有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。g取，则：
（1）若汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力是___________N；
（2）汽车以_________的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力。（结果可用根号表示。）
19．某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点的速度的实验，所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。
完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）将玩具小车放置在凹形桥模拟器最低点时，托盘秤示数如图（b）所示，该示数为_______kg。
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m，多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
M（kg） 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为是_______N。（重力加速度大小取9.8m/s2，计算结果保留两位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．如图所示，用一根长为L＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°. 设小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T.(g取10 m/s2，结果可用根式表示)求：
（1）若要小球刚好离开锥面，则此时小球的角速度ω0为多大？
（2）若细线与竖直方向的夹角为α＝60°，则此时小球的角速度ω1为多大？
（3）细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关，请通过计算在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω1之间时的T-ω2的图象（要求标明关键点的坐标值）．
21．一辆质量为m=1.5×103kg的汽车以匀速率v=5m/s通过一座圆弧形拱形桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥，设两圆弧半径相等，汽车通过拱形桥桥顶时，对桥面的压力FN1为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为FN2，g取10m/s2，试求桥的半径及FN2的大小。
22．如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长2L，距地面的高度为H=1.8m，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。现小球A以角速度rad/s在木板上绕O点做逆时针匀速圆周运动时，B也在水平面内做逆时针匀速圆周运动，O点正好是细绳的中点，其中m，不计空气阻力，重力加速度。
（1）求B球的角速度；
（2）当小球A的速度方向平行于木板ad边时，剪断细线，求两小球落地点之间的距离。
23．如图所示，将完全相同的两个小球A、B用长l=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两小球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中的张力FA与FB之比为多少？（g取10m/s2）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．C
5．D
6．A
7．A
8．B
9．C
10．B
11．B
12．A
13．C
14．C
15．C
16． A
17． d 失重
18． 7200
19． 1.40（1.35~1.45） 7.9（7.8~8.0）
20．（1）（2）（3）
21．5m，2.25×104N
22．（1） ；（2）
23．3：1
答案第1页，共2页