人教版高中物理必修二6.4生活中的圆周运动 同步练习提高卷-试卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二6.4生活中的圆周运动 同步练习提高卷-试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 631.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-13 21:45:41 | ||
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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 同步练习提高卷
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 如图，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，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）
A. B. C. D.
2. 汽车在水平路面上转弯时所需要的向心力是由摩擦力提供的，为避免侧滑，以下做法可取的是（ ）
A．转弯半径一定时，速度应该大一些
B．转弯半径一定时，速度应该小一些
C．速度一定时，转弯半径应小一些
D．侧滑与否由路面粗糙程度决定，与汽车行驶速度无关
3. 如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A．
B．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内
C．火车的速度越大，轨道对火车的弹力越大
D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力
4. 如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为 的小球。当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时，弹簧长度为 ，当汽车以大小相同的速度匀速通过一个桥面为圆弧形的凸形桥的最高点时，弹簧长度为 ，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D. 前三种情况均有可能
5. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：3，转动半径之比为1：4，角速度之比为2：1，则它们的向心力之比为（ ）
A．2：3 B．1：3 C．4：9 D．1：6
6. 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
7. 长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为。当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，轻杆对小球的作用力将（ ）
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
8. 如图，在验证向心力公式的实验中，质量为m的钢球①放在A盘的边缘，质量为4m的钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2:1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1:2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为（ ）
A．2:1 B．4:1 C．1:4 D．8:1
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 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？
10. 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。
11. 一条不可伸长、长度L=0.90m的轻绳，穿过一根竖直放置、高度d=0.40m的硬质光滑细管，绳的两端分别连接可视为质点的小球A和B，其中A的质量为m=0.04kg。某同学手持该细管，保持其下端不动、且距地面高h=0.20m，轻微摇动上端。稳定时，B恰静止于细管口下端处、且与管口无相互作用，A绕B做匀速圆周运动，情景如图所示。取g=10m/s2，各量单位采用SI制，计算结果均保留两位小数，求：
(1)B的质量M多大？
(2)A做匀速圆周运动的周期T多大？
(3)若绳在图示情景时断开，则A落地时距B多远。
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 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__________.
13. 如图所示，一个质量为2kg的小球用一根长为1m的细绳连接，在竖直平面内做圆周运动．g＝10m/s2．要使小球能顺利的通过最高点，则最高点的速度至少为_____m/s．若通过最高点时的速度是5m/s，则绳子收到的拉力是______N．
14. 如图所示，长度为L=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74N，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在A处还是B处易断_____，求出绳子断时小球的线速度_________．
15. 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
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】 C
【解析】根据牛顿第二定律得：，
即
当支持力为零，有：，
解得：，故C正确，ABD错误。
2. 【答案】B
【详解】
汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动，其所需要的向心力由静摩擦力提供，则：
AB． 转弯半径一定时，速度应小一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，故A错误，B正确；
C． 速度一定时，转弯半径应大一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，故C错误；
D． 综上可知，侧滑与否与汽车行驶速度有关，故D错误。
故选B。
3. 【答案】C
【详解】
AD．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，效果如图所示
由牛顿第二定律得
解得
故AD错误；
B．当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故B错误；
C．当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，火车的速度越大，轨道对火车的弹力越大，故C正确。
故选C。
4. 【答案】 B
【解析】小球随汽车一起做圆周运动，小球的向心力是由重力和弹簧弹力的合力提供的，所以只有弹力减小才能使小球获得指向圆心的合力，小球才能做圆周运动。弹力减小，弹簧的形变量减小，故 ，选项B正确。
5. 【答案】B
【详解】
根据可知，它们的向心力之比为
故选B。
6. 【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。
7. 【答案】A
【详解】
ABCD．由于杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为
则小球的向心力
且不变，又因为向心力是由小球的重力和杆对小球的作用力的合力提供，如图所示
则有
当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，角逐渐减小，即逐渐减小，A正确，BCD错误。
故选A。
8. 【答案】A
【详解】
皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以 ，a轮、b轮半径之比为1∶2，所以，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则，根据向心加速度 ， 由向心力公式 ，得.故A正确．
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 【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：
10. 【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
11. 【答案】(1)0.05kg；(2)1.26s；(3)0.42m
【详解】
(1)对A受力如图
有
据几何关系得
对B，依题意，有
解得
(2)对A有
式中
解得
代入数据得
(3)A的线速度
绳断后，B自由落体、A平抛，根据得
A的水平位移
A落地时，B也落地，二者相距
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 【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：．
13. 【答案】 30N
【详解】
刚好通过最高点时，只有重力提供向心力，当速度为5m/s时
14. 【答案】 A 8m/s
【详解】
小球在最低点A时，；小球在最高点B时，；则小球在最低点时，绳中拉力大，绳容易断．
当绳在A点断时，，解得：绳子断时小球的线速度．
15. 【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。
2 / 2
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 如图，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，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）
A. B. C. D.
2. 汽车在水平路面上转弯时所需要的向心力是由摩擦力提供的，为避免侧滑，以下做法可取的是（ ）
A．转弯半径一定时，速度应该大一些
B．转弯半径一定时，速度应该小一些
C．速度一定时，转弯半径应小一些
D．侧滑与否由路面粗糙程度决定，与汽车行驶速度无关
3. 如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A．
B．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内
C．火车的速度越大，轨道对火车的弹力越大
D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力
4. 如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为 的小球。当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时，弹簧长度为 ，当汽车以大小相同的速度匀速通过一个桥面为圆弧形的凸形桥的最高点时，弹簧长度为 ，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D. 前三种情况均有可能
5. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：3，转动半径之比为1：4，角速度之比为2：1，则它们的向心力之比为（ ）
A．2：3 B．1：3 C．4：9 D．1：6
6. 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
7. 长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为。当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，轻杆对小球的作用力将（ ）
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
8. 如图，在验证向心力公式的实验中，质量为m的钢球①放在A盘的边缘，质量为4m的钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2:1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1:2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为（ ）
A．2:1 B．4:1 C．1:4 D．8:1
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 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？
10. 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。
11. 一条不可伸长、长度L=0.90m的轻绳，穿过一根竖直放置、高度d=0.40m的硬质光滑细管，绳的两端分别连接可视为质点的小球A和B，其中A的质量为m=0.04kg。某同学手持该细管，保持其下端不动、且距地面高h=0.20m，轻微摇动上端。稳定时，B恰静止于细管口下端处、且与管口无相互作用，A绕B做匀速圆周运动，情景如图所示。取g=10m/s2，各量单位采用SI制，计算结果均保留两位小数，求：
(1)B的质量M多大？
(2)A做匀速圆周运动的周期T多大？
(3)若绳在图示情景时断开，则A落地时距B多远。
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 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__________.
13. 如图所示，一个质量为2kg的小球用一根长为1m的细绳连接，在竖直平面内做圆周运动．g＝10m/s2．要使小球能顺利的通过最高点，则最高点的速度至少为_____m/s．若通过最高点时的速度是5m/s，则绳子收到的拉力是______N．
14. 如图所示，长度为L=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74N，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在A处还是B处易断_____，求出绳子断时小球的线速度_________．
15. 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
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】 C
【解析】根据牛顿第二定律得：，
即
当支持力为零，有：，
解得：，故C正确，ABD错误。
2. 【答案】B
【详解】
汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动，其所需要的向心力由静摩擦力提供，则：
AB． 转弯半径一定时，速度应小一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，故A错误，B正确；
C． 速度一定时，转弯半径应大一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，故C错误；
D． 综上可知，侧滑与否与汽车行驶速度有关，故D错误。
故选B。
3. 【答案】C
【详解】
AD．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，效果如图所示
由牛顿第二定律得
解得
故AD错误；
B．当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故B错误；
C．当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，火车的速度越大，轨道对火车的弹力越大，故C正确。
故选C。
4. 【答案】 B
【解析】小球随汽车一起做圆周运动，小球的向心力是由重力和弹簧弹力的合力提供的，所以只有弹力减小才能使小球获得指向圆心的合力，小球才能做圆周运动。弹力减小，弹簧的形变量减小，故 ，选项B正确。
5. 【答案】B
【详解】
根据可知，它们的向心力之比为
故选B。
6. 【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。
7. 【答案】A
【详解】
ABCD．由于杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为
则小球的向心力
且不变，又因为向心力是由小球的重力和杆对小球的作用力的合力提供，如图所示
则有
当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，角逐渐减小，即逐渐减小，A正确，BCD错误。
故选A。
8. 【答案】A
【详解】
皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以 ，a轮、b轮半径之比为1∶2，所以，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则，根据向心加速度 ， 由向心力公式 ，得.故A正确．
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 【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：
10. 【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
11. 【答案】(1)0.05kg；(2)1.26s；(3)0.42m
【详解】
(1)对A受力如图
有
据几何关系得
对B，依题意，有
解得
(2)对A有
式中
解得
代入数据得
(3)A的线速度
绳断后，B自由落体、A平抛，根据得
A的水平位移
A落地时，B也落地，二者相距
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 【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：．
13. 【答案】 30N
【详解】
刚好通过最高点时，只有重力提供向心力，当速度为5m/s时
14. 【答案】 A 8m/s
【详解】
小球在最低点A时，；小球在最高点B时，；则小球在最低点时，绳中拉力大，绳容易断．
当绳在A点断时，，解得：绳子断时小球的线速度．
15. 【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。
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