2.3生活中的圆周运动同步练习（word版含答案）

2.3生活中的圆周运动同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图，光滑小球置于正方体盒子中，盒子的边长略大于小球的直径。此盒子在机械装置（未画出）带动下在竖直平面内做匀速圆周运动。图中所示a位置为竖直方向上的最高点，b位置与圆心O的连线与Oa垂直。关于小球与盒子内壁的相互作用情况，下列说法正确的是（　　）
A．盒子运动到a点时，盒子上壁与小球之间一定没有作用力
B．盒子运动到b点时，盒子右壁与小球之间一定没有作用力
C．盒子运动到a点时，盒子左壁和右壁与小球间的作用力大小一定不等
D．盒子运动到b点时，盒子上壁和下壁与小球间的作用力大小一定不等
2．在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则（　　）
A．N1>mg B．N13．如图所示，一长为L的轻绳，一端固定在天花板上，另一端系一质量为m的小球，球绕竖直轴线O1O2做匀速圆周运动，绳与竖直轴线间的夹角为θ，则下列说法中正确的是(　　)
A．球受到重力，绳对球的拉力和向心力
B．球受到重力和绳对球的拉力
C．球需要的向心力大小为mgsinθ
D．球需要的向心力大小为
4．若汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的3倍时，要使汽车转弯时不打滑，其转弯的轨道半径至少应为
A．原来的3倍 B．原来的9倍 C．原来的 D．原来的
5．如图所示，质量相等的A、B两个物块放在匀速转动的水平圆盘上，随圆盘一起相对静止做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是（　　）
A．它们所受的摩擦力FA=FB B．它们的线速度
C．它们的运动周期TA6．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
7．如图所示，一物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，且板始终保持水平，位置MN在同一水平高度上，则：（ ）
A．物体在位置MN时受到的弹力都大于重力
B．物体在位置MN时受到的弹力都小于重力
C．物体在位置M时受到的弹力大于重力，在位置N时受到的弹力小于重力
D．物体在位置M时受到的弹力小于重力，在位置N时受到的弹力大于重力
8．如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g．下列说法正确的是( )
A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B．如果运动员减速将做离心运动
C．运动员运动的角速度为vR
D．运动员做匀速圆周运动所需向心力大小为
9．乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是
A．人在最高点时对座位的压力一定等于零
B．人在最高点时对座位的压力一定小于mg
C．人在最低点时对座位的压力一定等于零
D．人在最低点时对座位的压力一定大于mg
10．在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知地面对汽车轮胎的最大摩擦力等于车重的μ倍，且μ<1，则汽车拐弯时的安全速度是（　　）
A． B． C． D．
11．传统杂技表演中有一个节目叫作“水流星”，节目表演时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子运动到最高点时，杯里面的水也不流出来，这是因为(　　)
A．水处于失重状态，不受重力的作用
B．水受平衡力作用，合力为0
C．在最高点时杯子中的水运动速度很大，重力小于或等于向心力
D．杯子特殊，杯底对水有吸引力
12．如图所示，长为L的轻杆一端固定有质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上。在转轴的带动下，轻杆绕转轴O在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知小球运动到最高点C时，轻杆对小球恰好没有作用力，则（　　）
A．轻杆转动的角速度为 B．从A到C，轻杆先对小球做正功后做负功
C．到达A点时，轻杆对小球的作用力大小等于2mg D．到达B点时，轻杆对小球的作用力指向圆心
13．如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动，A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O处于同一水平线上的点。小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是（　　）
A．小滑块在A点时，，摩擦力方向向左
B．小滑块在B点时，，摩擦力方向向右
C．小滑块在C点时，，M与地面无摩擦
D．小滑块在D点时，，摩擦力方向向左
14．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面与水平面的夹角为，盘面上离转轴距离为处有一质量的小物体，小物体与圆盘始终保持相对静止，且小物体在最低点时受到的摩擦力大小为6.6N。若重力加速度g取10m/s2，，则下列说法正确的是（　　）
A．小物体做匀速圆周运动线速度的大小为
B．小物体受到合力的大小始终为4N
C．小物体在最高点受到摩擦力大小为0.4N，方向沿盘面指向转轴
D．小物体在最高点受到摩擦力大小为1.4N，方向沿盘面背离转轴
15．汽车在崎岖不平的道路上以相同的速率行驶，道路如图所示汽车最容易爆胎的位置是（　　）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
二、填空题（共4题）
16．如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处放着质量为1kg的小金属块，圆盘的半径为1m，金属块和圆盘间的最大静摩擦力为2 N。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为________rad/s。
17．如图，长L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆中心O有一竖直方向的固定转动轴，小球A、B的质量分别为3m、m。当轻杆以角速度ω绕轴在水平桌面上转动时，转轴受杆拉力的大小为______；
18．汽车通过拱桥顶点的速度为 10m/s，汽车对桥的压力为车重的 ，如果汽车行驶到桥顶时对桥顶恰无压力，则此时汽车速度为_____。
19．某物理小组的同学设计了一个测量当地重力加速度的方法。使小球自半圆形凹形桥侧面最高点由静止释放，测量小球通过最低点时测力计示数，进而进一步计算重力加速度。所用器材有：小球，压力式测力计，凹形桥模拟器（内壁较光滑）。
完成下列填空：
（1）为完成上述实验，还必须测量__________（填标号）。
A．小球质量　　　B．凹形桥半径　　　C．小球自释放至最低点时间
（2）根据实验和（1）问测量物理量，写出重力加速度的表达式___________；
（3）若测量的重力加速度总是偏小，请写出一条原因：________。
三、综合题（共4题）
20．2019年“一带一路”亚洲巴哈（国际）越野拉力赛暨中国汽车越野锦标赛扎鲁特旗分站赛，在内蒙古通辽市拉开帷幕。参赛的一辆赛车在比赛中行驶的地形简化图如图所示。若赛车以相同的速率经过图中M、N、P、Q四处，简要回答下列问题。
（1）分析赛车在经过M、N、P、Q四处时，在哪个位置处于平衡状态。
（2）分析赛车在Q处处于超重还是失重状态。
（3）分析确定赛车在M、N、P、Q四处，哪一处最容易发生爆胎危险。
21．质量m =1000kg的汽车通过圆形拱形桥时的速率恒定，拱形桥的半径R =5m。试求：
（1）汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度；
（2）汽车在最高点对拱形桥的压力为零时汽车的速度。（重力加速度g取10 m/s2）
22．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时绳子对小球的拉力大小等于3mg。求：
(1)小球到达最高点时的速度大小；
(2)若在最高点时绳子突然断裂，小球将做什么运动？
23．如图所示，在一内壁光滑环状管道位于竖直面内，其管道口径很小，环半径为R（比管道的口径大得多）。一小球直径略小于管道口径，可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端，速度大小为，重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．B
5．D
6．D
7．B
8．D
9．D
10．A
11．C
12．C
13．B
14．B
15．C
16．
17．
18．
19． A 小球滚动、空气阻力、轨道阻力等均可
20．（1）N；（2）失重；（3）P
21．（1）5m/s；（2）7.1m/s
22．(1)；(2)平抛运动
23．
答案第1页，共2页