6.4生活中的圆周运动同步练习（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（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 479.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-24 21:38:09 | ||
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文档简介
6.4生活中的圆周运动同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时( )
A．衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用
C．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
D．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大
2．如图所示，火车轨道转弯处外高内低，当火车行驶速度等于规定速度时，所需向心力仅由重力和轨道支持力的合力提供，此时火车对内，外轨道无侧向挤压作用。已知火车内，外轨之间的距离为1435mm，高度差为143.5mm，转弯半径为400m，由于内.外轨轨道平面的倾角θ很小，可近似认为sinθ=tanθ，重力加速度g取10m/s2，则在这种情况下，火车转弯时的规定速度为（ ）
A．36km/h B．54km/h C．72km/h D．98km/h
3．以下物体均在做圆周运动，运动中由摩擦力提供向心力的是（ ）
A．小球在漏斗中圆周运动 B．木块随圆盘一起圆周运动
C．小球在钍铁环内圆周运动 D．衣服随脱水桶一起圆周运动
4．由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小和距离海面的高度均不变，则以下说法正确的是（ ）
A．飞机做的是匀速直线运动
B．飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力
C．飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力
D．飞机上的乘客对座椅的压力为零
5．关于离心现象，下列说法不正确的是（ ）
A．脱水桶、离心器是利用离心现象工作的
B．汽车限制速度可防止离心现象造成危害
C．做匀速圆周运动的物体，当向心力突然增大时做离心运动
D．做匀速圆周运动的物体，当合外力消失时，将沿切线做匀速直线运动
6．下列关于曲线运动的说法中，正确的是( )
A．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
B．做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的
C．做匀速圆周运动的物体，所受的合力不一定时刻指向圆心
D．骑自行车冲到圆弧形桥顶时，人对自行车座的压力减小，这是失重造成的
7．图为《流浪地球》中旋转空间站的示意图，空间站为圆环，圆环内的中空管道为宇航员的活动空间，圆环外径为r，当圆环绕O点自转时，能产生类似地表的重力．要使位于管道外侧的宇航员感受到与在地表相同的重力，那么，空间站自转的角速度应为(设地表重力加速度为g)
A． B． C． D．
8．如图所示，a、b、c三物体放在旋转水平圆台上，它们与圆台间的动摩擦因数均相同，已知a的质量为m，b和c的质量均为2m，a、b离轴距离为R，c离轴距离为2R。当圆台转动时，三物均没有打滑（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则（ ）
A．这时a、b的线速度相同
B．这时a、b的向心力一样大
C．若逐步增大圆台转速，b比a先滑动
D．若逐步增大圆台转速，c比b先滑动
9．汽车以的速度通过凸形桥最高点时，对桥面的压力是车重的，则当车对桥面最高点的压力恰好为零时，车速为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是（ ）
A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大
B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大
C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等
D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等
11．如图所示的圆锥摆运动，以下说法正确的是（ ）
A．在绳长固定时，当转动角速度增为原来的2倍时，绳子的张力增大为原来的4倍
B．在绳长固定时，当线速度增为原来的2倍时，绳子的张力增大为原来的4倍
C．当角速度一定时，绳子越短越易断
D．当线速度一定时，绳子越长越易断
12．如图所示，长l＝1m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m＝2kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，（电动机在O点处），小球的速率为v＝2m/s。取g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是8N
B．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是12N
C．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是8N
D．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是28N
13．如图所示，水平转盘绕过О点的竖直转轴匀速转动。两个小滑块P和Q放在转盘上，P和Q与转盘间的动摩擦因数分别为和（均小于1），P和Q间用细线相连（细线能承受足够大的拉力），连线过О点且已被拉直。已知P和Q的质量分别为和，到О点的距离分别为和。当转盘转速足够大时，P和Q都能保持图示位置随转盘转动，则下列关系式一定正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（ ）
A．周期相同
B．线速度的大小相等
C．向心力的大小相等
D．向心加速度的大小相等
15．如图所示，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，物体A到圆心的距离为r，物体A通过与转盘平面平行的轻绳与物体B相连，物体B的质量为2m．若物体A与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A和转盘一起匀速圆周运动的最大角速度为，则A和转盘一起匀速圆周运动的最小角速度为
A． B． C．0 D．
二、填空题（共4题）
16．当汽车通过拱桥顶点的速度为时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥顶的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为_______。
17．解决下面在斜面上的平抛运动和圆周运动两个小题，然后回答第(3)问；
(1)如图所示，光滑斜面长为b，宽为a，倾角为θ，一物块沿斜面左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，求：整个过程的运动时间。________
。
(2)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一根长为的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为的小球，沿斜面做圆周运动，试计算小球通过最高点A的最小速度。________
(3)解决此类问题的关键环节：第(1)问_______________；第(2)问__________________
18．长为L＝0.5 m的轻杆，其一端固定于O点，另一端连着质量m＝1 kg的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点速度v＝3 m/s时，小球受到细杆的作用力大小为__________ N，是__________．(填“拉力”或“支持力”)(g＝10 m/s2)
19．向心力演示器如下图所示．匀速转动手柄 1可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供．球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺8．已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会_____（填“变大”、“不变”、“变小”或者“无法确定”）；如图所示，放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在加速转动过程中，左右标尺漏出的红白等分标记会_______（填“变长”、“不变”、“变短”或者“不确定”），两边红白等分标记之比会_______（填“变大”、“不变”、“变小”或者“无法确定”），在匀速转动的过程中，左右标尺红白标记之比为________．
三、综合题（共4题）
20．如图所示,质量为m可看成质点的小球置于正方体的光滑硬质盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计.问:
(1) 要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少
(2) 若盒子以(1)中周期的做匀速圆周运动,则当盒子运动到最低点时,小球对盒子作用力为多大
21．一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.40kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.60m。开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示，让小球从静止释放，当小球运动到B点时，速度大小vB=2.0m/s，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂，不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2。
（1）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的距离；
（2）若轻绳所能承受的最大拉力Fm=12.0N，欲使轻绳断裂，钉子P与O点的距离d应满足什么条件。
22．如图所示，BC为半径r＝0.4 m竖直放置的用光滑细圆管制成的圆弧形轨道，O为轨道的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5 N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面(取g＝10 m/s2)求：
（1）分析题目中“小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管”中垂直，指谁与OB垂直，并求OA的距离为多少？
（2）分析判断小球在圆管中的运动性质，说明判断依据，并求小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？
（3）求小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？
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．C
3．B
4．C
5．C
6．D
7．B
8．D
9．B
10．C
11．A
12．B
13．C
14．A
15．B
16．12
17． 等效重力加速度为 等效重力加速度
18． 8 拉力
19． 变小 变长 不变 3:1
20．（1）（2）
21．（1）；（2）
22．（1）指小球速度的方向与OB垂直，OA的距离为0.6 m.（2）小球在圆管中做匀速圆周运动，因为在竖直方向上拉力和重力合力为0，只受到圆管的只支持力来提送向心力，故做匀速圆周运。5 N.（3）m.
23．
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时( )
A．衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用
C．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
D．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大
2．如图所示，火车轨道转弯处外高内低，当火车行驶速度等于规定速度时，所需向心力仅由重力和轨道支持力的合力提供，此时火车对内，外轨道无侧向挤压作用。已知火车内，外轨之间的距离为1435mm，高度差为143.5mm，转弯半径为400m，由于内.外轨轨道平面的倾角θ很小，可近似认为sinθ=tanθ，重力加速度g取10m/s2，则在这种情况下，火车转弯时的规定速度为（ ）
A．36km/h B．54km/h C．72km/h D．98km/h
3．以下物体均在做圆周运动，运动中由摩擦力提供向心力的是（ ）
A．小球在漏斗中圆周运动 B．木块随圆盘一起圆周运动
C．小球在钍铁环内圆周运动 D．衣服随脱水桶一起圆周运动
4．由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小和距离海面的高度均不变，则以下说法正确的是（ ）
A．飞机做的是匀速直线运动
B．飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力
C．飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力
D．飞机上的乘客对座椅的压力为零
5．关于离心现象，下列说法不正确的是（ ）
A．脱水桶、离心器是利用离心现象工作的
B．汽车限制速度可防止离心现象造成危害
C．做匀速圆周运动的物体，当向心力突然增大时做离心运动
D．做匀速圆周运动的物体，当合外力消失时，将沿切线做匀速直线运动
6．下列关于曲线运动的说法中，正确的是( )
A．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
B．做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的
C．做匀速圆周运动的物体，所受的合力不一定时刻指向圆心
D．骑自行车冲到圆弧形桥顶时，人对自行车座的压力减小，这是失重造成的
7．图为《流浪地球》中旋转空间站的示意图，空间站为圆环，圆环内的中空管道为宇航员的活动空间，圆环外径为r，当圆环绕O点自转时，能产生类似地表的重力．要使位于管道外侧的宇航员感受到与在地表相同的重力，那么，空间站自转的角速度应为(设地表重力加速度为g)
A． B． C． D．
8．如图所示，a、b、c三物体放在旋转水平圆台上，它们与圆台间的动摩擦因数均相同，已知a的质量为m，b和c的质量均为2m，a、b离轴距离为R，c离轴距离为2R。当圆台转动时，三物均没有打滑（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则（ ）
A．这时a、b的线速度相同
B．这时a、b的向心力一样大
C．若逐步增大圆台转速，b比a先滑动
D．若逐步增大圆台转速，c比b先滑动
9．汽车以的速度通过凸形桥最高点时，对桥面的压力是车重的，则当车对桥面最高点的压力恰好为零时，车速为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是（ ）
A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大
B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大
C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等
D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等
11．如图所示的圆锥摆运动，以下说法正确的是（ ）
A．在绳长固定时，当转动角速度增为原来的2倍时，绳子的张力增大为原来的4倍
B．在绳长固定时，当线速度增为原来的2倍时，绳子的张力增大为原来的4倍
C．当角速度一定时，绳子越短越易断
D．当线速度一定时，绳子越长越易断
12．如图所示，长l＝1m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m＝2kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，（电动机在O点处），小球的速率为v＝2m/s。取g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是8N
B．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是12N
C．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是8N
D．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是28N
13．如图所示，水平转盘绕过О点的竖直转轴匀速转动。两个小滑块P和Q放在转盘上，P和Q与转盘间的动摩擦因数分别为和（均小于1），P和Q间用细线相连（细线能承受足够大的拉力），连线过О点且已被拉直。已知P和Q的质量分别为和，到О点的距离分别为和。当转盘转速足够大时，P和Q都能保持图示位置随转盘转动，则下列关系式一定正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（ ）
A．周期相同
B．线速度的大小相等
C．向心力的大小相等
D．向心加速度的大小相等
15．如图所示，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，物体A到圆心的距离为r，物体A通过与转盘平面平行的轻绳与物体B相连，物体B的质量为2m．若物体A与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A和转盘一起匀速圆周运动的最大角速度为，则A和转盘一起匀速圆周运动的最小角速度为
A． B． C．0 D．
二、填空题（共4题）
16．当汽车通过拱桥顶点的速度为时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥顶的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为_______。
17．解决下面在斜面上的平抛运动和圆周运动两个小题，然后回答第(3)问；
(1)如图所示，光滑斜面长为b，宽为a，倾角为θ，一物块沿斜面左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，求：整个过程的运动时间。________
。
(2)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一根长为的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为的小球，沿斜面做圆周运动，试计算小球通过最高点A的最小速度。________
(3)解决此类问题的关键环节：第(1)问_______________；第(2)问__________________
18．长为L＝0.5 m的轻杆，其一端固定于O点，另一端连着质量m＝1 kg的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点速度v＝3 m/s时，小球受到细杆的作用力大小为__________ N，是__________．(填“拉力”或“支持力”)(g＝10 m/s2)
19．向心力演示器如下图所示．匀速转动手柄 1可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供．球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺8．已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会_____（填“变大”、“不变”、“变小”或者“无法确定”）；如图所示，放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在加速转动过程中，左右标尺漏出的红白等分标记会_______（填“变长”、“不变”、“变短”或者“不确定”），两边红白等分标记之比会_______（填“变大”、“不变”、“变小”或者“无法确定”），在匀速转动的过程中，左右标尺红白标记之比为________．
三、综合题（共4题）
20．如图所示,质量为m可看成质点的小球置于正方体的光滑硬质盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计.问:
(1) 要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少
(2) 若盒子以(1)中周期的做匀速圆周运动,则当盒子运动到最低点时,小球对盒子作用力为多大
21．一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.40kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.60m。开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示，让小球从静止释放，当小球运动到B点时，速度大小vB=2.0m/s，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂，不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2。
（1）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的距离；
（2）若轻绳所能承受的最大拉力Fm=12.0N，欲使轻绳断裂，钉子P与O点的距离d应满足什么条件。
22．如图所示，BC为半径r＝0.4 m竖直放置的用光滑细圆管制成的圆弧形轨道，O为轨道的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5 N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面(取g＝10 m/s2)求：
（1）分析题目中“小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管”中垂直，指谁与OB垂直，并求OA的距离为多少？
（2）分析判断小球在圆管中的运动性质，说明判断依据，并求小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？
（3）求小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？
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．C
3．B
4．C
5．C
6．D
7．B
8．D
9．B
10．C
11．A
12．B
13．C
14．A
15．B
16．12
17． 等效重力加速度为 等效重力加速度
18． 8 拉力
19． 变小 变长 不变 3:1
20．（1）（2）
21．（1）；（2）
22．（1）指小球速度的方向与OB垂直，OA的距离为0.6 m.（2）小球在圆管中做匀速圆周运动，因为在竖直方向上拉力和重力合力为0，只受到圆管的只支持力来提送向心力，故做匀速圆周运。5 N.（3）m.
23．
答案第1页，共2页