第4节生活中的圆周运动 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第4节生活中的圆周运动 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 413.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 16:11:55 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第六章第4节生活中的圆周运动
过 关 演 练
一、单选题
1． 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，如图所示，当火车以规定的行驶速度v转弯时，下列说法正确的是（ ）
A．当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变
B．当火车的速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
C．当火车的速率小于v时，火车将有向外侧冲出轨道的危险
D．设计弯道处的外轨略高于内轨主要是为了减少车轮与铁轨间的摩擦
2． 物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．根据，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成反比
B．根据，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成正比
C．根据，角速度一定跟圆周运动的半径成反比
D．根据，角速度一定跟转速成正比
3． 如图所示，水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动，盘上放两个小物体P和Q，它们的质量相同，与圆盘的最大静摩擦力都是fm，两物体中间用一根细线连接，细线过圆心O，P离圆心距离为r1，Q离圆心距离为r2，且r1＜r2，两个物体随圆盘以角速度ω匀速转动，且两个物体始终与圆盘保持相对静止，则
A．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力均指向圆心
B．ω取不同值时，Q所受静摩擦力始终指向圆心，而P所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
C．ω取不同值时，P所受静摩擦力始终指向圆心，而Q所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
D．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力可能都指向圆心，也可能都背离圆心
4． 在室内自行车比赛中，运动员以速度v在与水平面的夹角为θ的赛道上做匀速圆周运动，如图所示。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，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员做圆周运动的角速度为vR
B．如果运动员加速，运动员将做离心运动
C．运动员所受的支持力大小可能等于
D．将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
5． 如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心О的竖直轴线以角速度ω匀速转动，质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A，B和球心O的连线与竖直方向的夹角分别为、，。则下列说法正确的是（ ）
A．A的向心力等于B的向心力
B．A的角速度一定小于B的角速度
C．若缓慢增大，则A．B受到的摩擦力一定都增大
D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力
6． 在火车铁轨的拐弯处，为使火车更加安全地转弯，路面造的外侧轨比内侧轨高，假设铁轨平面与水平面间的夹角为θ。拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时，车轮与铁轨面之间支持力与火车重力的合力恰好提供火车转弯的向心力，则θ应满足（ ）
A．
B．
C．
D．
7． 如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,,A和B与盘间的动摩擦因数分别为和,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法错误的是（ ）
A．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外
B．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
C．此时绳子张力为
D．此时圆盘的角速度为
8． 本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是（ ）
A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的
B．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地
C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了
D．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒
9． 高铁和高速公路在拐弯时铁轨或高速公路路面都要倾斜．某段高速公路在水平面内拐弯处的半径为R=900m，为防止侧滑，路面设计为倾斜一定的角度，且tanα=0.1，取g=10m/s2．这段高速公路弯路的设计通过速度最接近下列那个数值（ ）
A． B． C． D．
10．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v，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点，则下列说法中正确的是（ ）
A．球过最高点时，速度为零
B．球过最高点时，绳的拉力为mg
C．开始运动时，绳的拉力为
D．球过最高点时，速度大小为
二、多选题
11．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为T=3μmg
B．此时圆盘的角速度为ω=
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12．在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是（ ）
A．小车可能突然向左加速运动
B．小车可能突然向左减速运动
C．小车可能突然向右减速运动
D．小车可能突然向右加速运动
13．关于离心运动，下列说法正确的是
A．洗衣机脱水时利用了离心运动甩干衣服
B．直行的客车刹车时车内乘客会因离心运动而向前倾
C．砂轮转动速度过大，会因离心运动而破裂，酿成事故
D．在水平公路上转弯的汽车速度过大，会因做离心运动而造成事故
14．如图AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口C处切线水平，AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧。在弹簧上端放置一个质量为m的小球（可看作质点），解除锁定后弹簧可将小球弹射出去。某次将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，此时弹簧的弹性势能为6mgR（g为重力加速度）。不计各种阻力与摩擦，已知地面比水面高出1.5R，竖直细管的长度可以调节，圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降。则（ ）
A．当AB细管为初始长度时，小球到达管口C时的速度大小为
B．当AB细管为初始长度时，小球到达管口C时对管子的作用力方向向上
C．将AB长度由2R慢慢调节到3R的过程中，小球落水点与AB所在竖直线之间的距离不断变小
D．将AB长度由2R慢慢调节到R的过程中，小球落水点与AB所在竖直线之间的距离不断变大
15．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B（均可看做质点），已知OA＝2OB，两物体与盘面间的动摩擦因数均为μ，两物体刚好未发生滑动，此时剪断细线，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则
A．剪断前，细线中的张力等于
B．剪断前，细线中的张力等于
C．剪断后，两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．剪断后，B物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，A物体发生滑动，离圆心越来越远
三、解答题
16．游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化，这既能让游客感到刺激，但又不会受伤，设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力，“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力，可以利用传感器直接显示数值。如图所示为过山车简化原理图：左边部分是装有弹射系统的弹射区，中间部分是作为娱乐主体的回旋区，右边部分是轨道的末端的制动区。某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中，在轨道A处时“受力因子”显示为7，在轨道B处时“受力因子”显示为0.5，在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6．已知大回环轨道半径R=10m，重力加速度g取10m/s2，则：
（1）该游客在C处时是超重状态还是失重状态？
（2）求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能；
（3）在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换？试用文字定性分析说明。
17．一辆质量2吨的小轿车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？
（2）若桥面为凸形，汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第六章第4节生活中的圆周运动（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C D C B D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC AC ACD BC BD
三、解答题
16．（1）失重状态；（2）1.5×103J；（3）不能
17．（1）4×104N （2）20m/s
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过 关 演 练
一、单选题
1． 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，如图所示，当火车以规定的行驶速度v转弯时，下列说法正确的是（ ）
A．当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变
B．当火车的速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
C．当火车的速率小于v时，火车将有向外侧冲出轨道的危险
D．设计弯道处的外轨略高于内轨主要是为了减少车轮与铁轨间的摩擦
2． 物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．根据，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成反比
B．根据，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成正比
C．根据，角速度一定跟圆周运动的半径成反比
D．根据，角速度一定跟转速成正比
3． 如图所示，水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动，盘上放两个小物体P和Q，它们的质量相同，与圆盘的最大静摩擦力都是fm，两物体中间用一根细线连接，细线过圆心O，P离圆心距离为r1，Q离圆心距离为r2，且r1＜r2，两个物体随圆盘以角速度ω匀速转动，且两个物体始终与圆盘保持相对静止，则
A．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力均指向圆心
B．ω取不同值时，Q所受静摩擦力始终指向圆心，而P所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
C．ω取不同值时，P所受静摩擦力始终指向圆心，而Q所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
D．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力可能都指向圆心，也可能都背离圆心
4． 在室内自行车比赛中，运动员以速度v在与水平面的夹角为θ的赛道上做匀速圆周运动，如图所示。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，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员做圆周运动的角速度为vR
B．如果运动员加速，运动员将做离心运动
C．运动员所受的支持力大小可能等于
D．将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
5． 如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心О的竖直轴线以角速度ω匀速转动，质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A，B和球心O的连线与竖直方向的夹角分别为、，。则下列说法正确的是（ ）
A．A的向心力等于B的向心力
B．A的角速度一定小于B的角速度
C．若缓慢增大，则A．B受到的摩擦力一定都增大
D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力
6． 在火车铁轨的拐弯处，为使火车更加安全地转弯，路面造的外侧轨比内侧轨高，假设铁轨平面与水平面间的夹角为θ。拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时，车轮与铁轨面之间支持力与火车重力的合力恰好提供火车转弯的向心力，则θ应满足（ ）
A．
B．
C．
D．
7． 如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,,A和B与盘间的动摩擦因数分别为和,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法错误的是（ ）
A．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外
B．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
C．此时绳子张力为
D．此时圆盘的角速度为
8． 本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是（ ）
A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的
B．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地
C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了
D．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒
9． 高铁和高速公路在拐弯时铁轨或高速公路路面都要倾斜．某段高速公路在水平面内拐弯处的半径为R=900m，为防止侧滑，路面设计为倾斜一定的角度，且tanα=0.1，取g=10m/s2．这段高速公路弯路的设计通过速度最接近下列那个数值（ ）
A． B． C． D．
10．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v，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点，则下列说法中正确的是（ ）
A．球过最高点时，速度为零
B．球过最高点时，绳的拉力为mg
C．开始运动时，绳的拉力为
D．球过最高点时，速度大小为
二、多选题
11．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为T=3μmg
B．此时圆盘的角速度为ω=
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12．在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是（ ）
A．小车可能突然向左加速运动
B．小车可能突然向左减速运动
C．小车可能突然向右减速运动
D．小车可能突然向右加速运动
13．关于离心运动，下列说法正确的是
A．洗衣机脱水时利用了离心运动甩干衣服
B．直行的客车刹车时车内乘客会因离心运动而向前倾
C．砂轮转动速度过大，会因离心运动而破裂，酿成事故
D．在水平公路上转弯的汽车速度过大，会因做离心运动而造成事故
14．如图AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口C处切线水平，AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧。在弹簧上端放置一个质量为m的小球（可看作质点），解除锁定后弹簧可将小球弹射出去。某次将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，此时弹簧的弹性势能为6mgR（g为重力加速度）。不计各种阻力与摩擦，已知地面比水面高出1.5R，竖直细管的长度可以调节，圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降。则（ ）
A．当AB细管为初始长度时，小球到达管口C时的速度大小为
B．当AB细管为初始长度时，小球到达管口C时对管子的作用力方向向上
C．将AB长度由2R慢慢调节到3R的过程中，小球落水点与AB所在竖直线之间的距离不断变小
D．将AB长度由2R慢慢调节到R的过程中，小球落水点与AB所在竖直线之间的距离不断变大
15．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B（均可看做质点），已知OA＝2OB，两物体与盘面间的动摩擦因数均为μ，两物体刚好未发生滑动，此时剪断细线，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则
A．剪断前，细线中的张力等于
B．剪断前，细线中的张力等于
C．剪断后，两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．剪断后，B物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，A物体发生滑动，离圆心越来越远
三、解答题
16．游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化，这既能让游客感到刺激，但又不会受伤，设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力，“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力，可以利用传感器直接显示数值。如图所示为过山车简化原理图：左边部分是装有弹射系统的弹射区，中间部分是作为娱乐主体的回旋区，右边部分是轨道的末端的制动区。某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中，在轨道A处时“受力因子”显示为7，在轨道B处时“受力因子”显示为0.5，在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6．已知大回环轨道半径R=10m，重力加速度g取10m/s2，则：
（1）该游客在C处时是超重状态还是失重状态？
（2）求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能；
（3）在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换？试用文字定性分析说明。
17．一辆质量2吨的小轿车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？
（2）若桥面为凸形，汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第六章第4节生活中的圆周运动（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C D C B D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC AC ACD BC BD
三、解答题
16．（1）失重状态；（2）1.5×103J；（3）不能
17．（1）4×104N （2）20m/s
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