6.4生活中的圆周运动 同步练习基础卷-试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4生活中的圆周运动 同步练习基础卷-试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 730.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 16:42:46 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修二6.4生活中的圆周运动 同步练习基础卷
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 如图所示，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是（ ）
A. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的
B. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的
C. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的
D. 由公式 可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道
2. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动， 为水平直径， 为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（ ）
A. 物块始终受到三个力作用
B. 只有在 、 、 、 四点，物块受到的合外力才指向圆心
C. 从 到 ，物块所受的摩擦力先增大后减小
D. 从 到 ，物块处于超重状态
3. 如图，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仍可能产生压力
B．人在最低点时对座位的压力等于mg
C．人在最低点时对座位的压力一定等于6mg
D．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来
4. 一个质量为 的物体（体积可忽略），在半径为 的光滑半球顶点处以水平速度 运动，如图 所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若 ，则物体对半球顶点无压力
B. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
C. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
D. 若 ，则物体对半球顶点的压力为零
5. 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与转台间的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R，当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动），下列说法正确的是（ ）
A．C物体的向心加速度最大
B．B物体的静摩擦力最小
C．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台转速增加时，C比A先滑动
D．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台转速增加时，B比A先滑动
6. 用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是( )
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C．向心力的大小可以表示为Fn＝mrω2，也可以表示为Fn＝mgtan θ
D．小球所受合力为恒力
7. 如图，用手捏住细线，让质量m=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=1m/s的速率做匀速圆周运动，其半径r=0.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速捏住细线，保证小球在更大半径的圆上做匀速圆周运动。已知两圆为同心圆，则（ ）
A．细线迅速放长0.2m所经历的时间为0.2s
B．在大圆上运动时，小球的角速度为1.2rad/s
C．迅速捏住细线的过程，使小球动能损失0.36J
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为1.44N
二、填空题（本大题共4道小题）
6. 如图所示，质量为2.0 × 103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为 80m 的弯路时，车速为20m/s。此时汽车转弯所需要的向心力大小为___________N。若轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4 × 104N，请你判断这辆车在这个弯道处会不会发生侧滑___________（填“会”或“不会”）。
9. 一根长为L的轻绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内做圆周运动，则小球刚好能做圆周运动时，小球在最高点的速度是__________.
10. 滑板运动是很多青少年喜爱的运动项目。如图所示，这是某同学在圆弧形场地进行滑板运动的示意图，若圆弧场地半径为，该同学质量为，他滑到场地最低点时的速度大小为，此时他所受的向心力大小为___________，滑板对他的支持力____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）他的重力。
11. 下列现象中，哪些利用了离心现象？答：__________哪些是为了抵消离心现象所产生的不利影响？答：__________ （填现象前的标号）
A．用洗衣机脱水
B．用离心沉淀器分离物质
C．汽车转弯时要减速
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水
E. 站在公交车里的乘客，在汽车转弯时要用手拉紧扶手
三、解答题（本大题共3道小题）
12. 一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥，如图，设两圆弧半径相等，汽车通过拱桥桥顶时，对桥面的压力大小 为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力大小为 ，求 与 之比。
13. 如图所示，光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平地面上，轨道的A点与水平地面相切，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，恰好能从半圆形轨道最高点B水平飞出，落到水平面地上的C点。重力加速度为g，求：
(1)小球经过B点的速度大小；
(2)小球落地点C距A处的距离为多少？
14. 有一水平圆盘绕过中心的竖直轴匀速转动，盘上固定一斜面，斜面上有一物块，斜面倾角为，物块质量为1kg，物块与斜面之间的动摩擦因数为0.2，将物块视为一个质点，物块到转轴的垂直距离为0.1m.若要物块始终与斜面保持相对静止，则圆盘转动角速度的范围是多少？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，，结果保留两位有效数字）
15. 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。
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】 B
2. 【答案】 D
【解析】在 、 两点处，物块只受重力和支持力，在其他位置处物块受到重力、支持力、静摩擦力三个作用力，故A错误；物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；从 运动到 ，物块的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律知，物块所受木板的摩擦力先减小后增大，故C错误；从 运动到 ，向心加速度有向上的分量，则物块处于超重状态，故D正确。
3. 【答案】A
【详解】
A．当人在最高点的速度满足
时，人对座位就会产生压力，故A正确；
B．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故B错误；
C．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，但人对座位的压力不一定等于6mg，故C错误；
D．当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，临界速度为
当速度满足
时，没有保险带，人也不会掉下来，故D错误。
故选A。
4. 【答案】 A， C
【解析】若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点无压力，故A正确；若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点的压力为 ，故B错误；设物体受支持力为 ，根据牛顿第二定律：，得：，物体对半球顶点的压力为 ，故C正确，D错误。
5. 【答案】ABC
【详解】
A．由于A、B、C三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意，rC=2rA=2rB=2R，由a=ω2r知，C物体的向心加速度最大，故A正确。
B．三个物体都做匀速圆周运动，由合力提供向心力。对其中任意一个物体受力分析，如图
由于支持力与重力平衡，则由静摩擦力提供向心力，有
f=mω2r
由向心力公式
F向=mω2r
得三物体所受的静摩擦力分别为：
FA=（2m）ω2R=2mω2R
FB=mω2R=mω2R
FC=mω2（2R）=2mω2R
可知，B需要的向心力最小，故B受到的摩擦力最小。故B正确。
CD．当ω变大时，物体所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动。此时有
解得
可知转动半径越大，临界角速度越小，越容易滑动，与质量无关，因此C先滑动，A和B同时滑动。故C正确，D错误。
故选ABC。
6. 【答案】BC
【详解】
A.因为向心力是效果力，并不是实际受力，受力分析时不分析，A错误
B.小球受重力和绳子的拉力而做匀速圆周运动，所以圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力提供的，B正确
C.根据向心力方程可知：Fn＝mrω2，根据受力分析也可得到：，C正确
D.小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，D错误
7. 【答案】BD
【详解】
A．放长绳子后，小球先做匀速直线运动，如图所示
设小球的位移为x，有
所经历的时间为
故A错误；
B．在大圆上运动时，小球的线速度为
在大圆上运动时，小球的角速度为
故B正确；
C．迅速捏住细线的过程，小球动能变化为
小球动能损失0.64J，故C错误；
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为
故D正确。
故选BD。
二、填空题（本大题共4道小题）
8. 【答案】 不会
【详解】
根据
因为
所以当轮胎与路面间的最大静摩擦力为，这辆车在这个弯道处不会发生侧滑。
9. 【答案】
【详解】
小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，有：，解得：．
10. 【答案】 大于
【详解】
他所受的向心力大小
根据牛顿第二定律得
可得
11. 【答案】 ABD CE
【详解】
用洗衣机脱水、用离心沉淀器分离物质、转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，这些都利用了离心现象。
汽车转弯时要减速，是因为汽车有离心趋势，减速可以使转弯所需的向心力减小，从而避免由于离心现象而造成事故。站在公交车里的乘客，在汽车转弯时要用手拉紧扶手，这是为了增大汽车对自身的作用力，从而提供足够的向心力来避免由于离心现象而发生的倾倒。
解答题（本大题共3道小题）
12. 【答案】
【解析】汽车过圆弧形桥的最高点（或最低点）时，重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力。由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，汽车过圆弧形拱桥的最高点时，由牛顿第二定律可得：，同理，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有：，由题意可知：，由以上各式可解得：，所以 。
13. 【答案】(1) (2)
【详解】
(1)小球恰好过最高点，根据牛顿第二定律有：
解得：
(2)小球从B点飞出后，做平抛运动，水平方向：
竖直方向：
解得：
14. 【答案】
【详解】
对物块受力分析，当静摩擦力达到最大并沿斜面向下时圆盘转动的角速度最大，设为ω1。由圆周运动规律知，正交分解可得
FN1cos30o=mg+fm1sin30o
FN1sin30o+fm1cos30o=mω12r
可得
ω1=9.5rad/s
当静摩擦力达到最大并沿斜面向上时圆盘转动的角速度最小设为ω2。由圆周运动规律知：
FN2cos30o+fm2sin30o =mg
FN2sin30o-fm2cos30o=mω22r
可得
ω2=5.9rad/s
故圆盘转动的角速度的取值范围为
15. 【答案】
【详解】
小球滑到达管道的顶端，设小球受重力和管道的作用力，则
由于
所以
说明小球在管道最高点不受管道的作用力，仅受重力作用，故小球的受力示意图为
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一、选择题（本大题共8道小题）
1. 如图所示，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是（ ）
A. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的
B. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的
C. 是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的
D. 由公式 可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道
2. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动， 为水平直径， 为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（ ）
A. 物块始终受到三个力作用
B. 只有在 、 、 、 四点，物块受到的合外力才指向圆心
C. 从 到 ，物块所受的摩擦力先增大后减小
D. 从 到 ，物块处于超重状态
3. 如图，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仍可能产生压力
B．人在最低点时对座位的压力等于mg
C．人在最低点时对座位的压力一定等于6mg
D．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来
4. 一个质量为 的物体（体积可忽略），在半径为 的光滑半球顶点处以水平速度 运动，如图 所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若 ，则物体对半球顶点无压力
B. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
C. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
D. 若 ，则物体对半球顶点的压力为零
5. 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与转台间的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R，当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动），下列说法正确的是（ ）
A．C物体的向心加速度最大
B．B物体的静摩擦力最小
C．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台转速增加时，C比A先滑动
D．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台转速增加时，B比A先滑动
6. 用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是( )
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C．向心力的大小可以表示为Fn＝mrω2，也可以表示为Fn＝mgtan θ
D．小球所受合力为恒力
7. 如图，用手捏住细线，让质量m=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=1m/s的速率做匀速圆周运动，其半径r=0.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速捏住细线，保证小球在更大半径的圆上做匀速圆周运动。已知两圆为同心圆，则（ ）
A．细线迅速放长0.2m所经历的时间为0.2s
B．在大圆上运动时，小球的角速度为1.2rad/s
C．迅速捏住细线的过程，使小球动能损失0.36J
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为1.44N
二、填空题（本大题共4道小题）
6. 如图所示，质量为2.0 × 103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为 80m 的弯路时，车速为20m/s。此时汽车转弯所需要的向心力大小为___________N。若轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4 × 104N，请你判断这辆车在这个弯道处会不会发生侧滑___________（填“会”或“不会”）。
9. 一根长为L的轻绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内做圆周运动，则小球刚好能做圆周运动时，小球在最高点的速度是__________.
10. 滑板运动是很多青少年喜爱的运动项目。如图所示，这是某同学在圆弧形场地进行滑板运动的示意图，若圆弧场地半径为，该同学质量为，他滑到场地最低点时的速度大小为，此时他所受的向心力大小为___________，滑板对他的支持力____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）他的重力。
11. 下列现象中，哪些利用了离心现象？答：__________哪些是为了抵消离心现象所产生的不利影响？答：__________ （填现象前的标号）
A．用洗衣机脱水
B．用离心沉淀器分离物质
C．汽车转弯时要减速
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水
E. 站在公交车里的乘客，在汽车转弯时要用手拉紧扶手
三、解答题（本大题共3道小题）
12. 一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥，如图，设两圆弧半径相等，汽车通过拱桥桥顶时，对桥面的压力大小 为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力大小为 ，求 与 之比。
13. 如图所示，光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平地面上，轨道的A点与水平地面相切，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，恰好能从半圆形轨道最高点B水平飞出，落到水平面地上的C点。重力加速度为g，求：
(1)小球经过B点的速度大小；
(2)小球落地点C距A处的距离为多少？
14. 有一水平圆盘绕过中心的竖直轴匀速转动，盘上固定一斜面，斜面上有一物块，斜面倾角为，物块质量为1kg，物块与斜面之间的动摩擦因数为0.2，将物块视为一个质点，物块到转轴的垂直距离为0.1m.若要物块始终与斜面保持相对静止，则圆盘转动角速度的范围是多少？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，，结果保留两位有效数字）
15. 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。
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】 B
2. 【答案】 D
【解析】在 、 两点处，物块只受重力和支持力，在其他位置处物块受到重力、支持力、静摩擦力三个作用力，故A错误；物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；从 运动到 ，物块的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律知，物块所受木板的摩擦力先减小后增大，故C错误；从 运动到 ，向心加速度有向上的分量，则物块处于超重状态，故D正确。
3. 【答案】A
【详解】
A．当人在最高点的速度满足
时，人对座位就会产生压力，故A正确；
B．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故B错误；
C．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，但人对座位的压力不一定等于6mg，故C错误；
D．当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，临界速度为
当速度满足
时，没有保险带，人也不会掉下来，故D错误。
故选A。
4. 【答案】 A， C
【解析】若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点无压力，故A正确；若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点的压力为 ，故B错误；设物体受支持力为 ，根据牛顿第二定律：，得：，物体对半球顶点的压力为 ，故C正确，D错误。
5. 【答案】ABC
【详解】
A．由于A、B、C三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意，rC=2rA=2rB=2R，由a=ω2r知，C物体的向心加速度最大，故A正确。
B．三个物体都做匀速圆周运动，由合力提供向心力。对其中任意一个物体受力分析，如图
由于支持力与重力平衡，则由静摩擦力提供向心力，有
f=mω2r
由向心力公式
F向=mω2r
得三物体所受的静摩擦力分别为：
FA=（2m）ω2R=2mω2R
FB=mω2R=mω2R
FC=mω2（2R）=2mω2R
可知，B需要的向心力最小，故B受到的摩擦力最小。故B正确。
CD．当ω变大时，物体所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动。此时有
解得
可知转动半径越大，临界角速度越小，越容易滑动，与质量无关，因此C先滑动，A和B同时滑动。故C正确，D错误。
故选ABC。
6. 【答案】BC
【详解】
A.因为向心力是效果力，并不是实际受力，受力分析时不分析，A错误
B.小球受重力和绳子的拉力而做匀速圆周运动，所以圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力提供的，B正确
C.根据向心力方程可知：Fn＝mrω2，根据受力分析也可得到：，C正确
D.小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，D错误
7. 【答案】BD
【详解】
A．放长绳子后，小球先做匀速直线运动，如图所示
设小球的位移为x，有
所经历的时间为
故A错误；
B．在大圆上运动时，小球的线速度为
在大圆上运动时，小球的角速度为
故B正确；
C．迅速捏住细线的过程，小球动能变化为
小球动能损失0.64J，故C错误；
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为
故D正确。
故选BD。
二、填空题（本大题共4道小题）
8. 【答案】 不会
【详解】
根据
因为
所以当轮胎与路面间的最大静摩擦力为，这辆车在这个弯道处不会发生侧滑。
9. 【答案】
【详解】
小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，有：，解得：．
10. 【答案】 大于
【详解】
他所受的向心力大小
根据牛顿第二定律得
可得
11. 【答案】 ABD CE
【详解】
用洗衣机脱水、用离心沉淀器分离物质、转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，这些都利用了离心现象。
汽车转弯时要减速，是因为汽车有离心趋势，减速可以使转弯所需的向心力减小，从而避免由于离心现象而造成事故。站在公交车里的乘客，在汽车转弯时要用手拉紧扶手，这是为了增大汽车对自身的作用力，从而提供足够的向心力来避免由于离心现象而发生的倾倒。
解答题（本大题共3道小题）
12. 【答案】
【解析】汽车过圆弧形桥的最高点（或最低点）时，重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力。由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，汽车过圆弧形拱桥的最高点时，由牛顿第二定律可得：，同理，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有：，由题意可知：，由以上各式可解得：，所以 。
13. 【答案】(1) (2)
【详解】
(1)小球恰好过最高点，根据牛顿第二定律有：
解得：
(2)小球从B点飞出后，做平抛运动，水平方向：
竖直方向：
解得：
14. 【答案】
【详解】
对物块受力分析，当静摩擦力达到最大并沿斜面向下时圆盘转动的角速度最大，设为ω1。由圆周运动规律知，正交分解可得
FN1cos30o=mg+fm1sin30o
FN1sin30o+fm1cos30o=mω12r
可得
ω1=9.5rad/s
当静摩擦力达到最大并沿斜面向上时圆盘转动的角速度最小设为ω2。由圆周运动规律知：
FN2cos30o+fm2sin30o =mg
FN2sin30o-fm2cos30o=mω22r
可得
ω2=5.9rad/s
故圆盘转动的角速度的取值范围为
15. 【答案】
【详解】
小球滑到达管道的顶端，设小球受重力和管道的作用力，则
由于
所以
说明小球在管道最高点不受管道的作用力，仅受重力作用，故小球的受力示意图为
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