离心运动及其应用 专项练习--2024-2025年下学期高中物理一轮复习【人教版（2019）】

离心运动及其应用
一、单选题（本大题共8小题）
1．对于生活中的离心运动，下列说法正确的是( )
A．增大洗衣机脱水筒转动的周期可以使衣服甩得更干
B．汽车转弯时，若转弯半径过大会引起侧滑而造成交通事故
C．赛跑通过弯道时，身体应该向弯道内侧倾斜一些
D．当火车速度低于规定速度通过弯道时，轮缘会对外轨产生挤压
2．对于生活中的离心运动，下列说法正确的是( )
A．增大洗衣机脱水筒转动的周期可以使衣服甩得更干
B．汽车转弯时，若转弯半径过大会引起侧滑而造成交通事故
C．赛跑通过弯道时，身体应该向弯道内侧倾斜一些
D．当火车速度低于规定速度通过弯道时，轮缘会对外轨产生挤压
3．如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，滚筒的内径为 ，滚筒壁上有漏水孔；洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动.某次脱水过程中毛毯紧贴在筒壁，与滚筒一起做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．毛毯在滚筒最高点的速度约为
B．毛毯在滚筒最低点时处于超重状态
C．毛毯上的水在最高点更容易被甩出
D．毛毯上的水因为受到的向心力太大而被甩出
4．如图所示,水平地面上放置一滚筒洗衣机,滚筒的内径为40 cm,滚筒壁上有漏水孔;洗衣机脱水时,滚筒绕水平转动轴转动.某次脱水过程中毛毯紧贴在筒壁,与滚筒一起做匀速圆周运动,下列说法正确的是 (　　)
A．毛毯在滚筒最高点的速度约为 m/s
B．毛毯在滚筒最低点时处于超重状态
C．毛毯上的水在最高点更容易被甩出
D．毛毯上的水因为受到的向心力太大而被甩出
5．如图是汽车在水平路面上匀速转弯时的画面，下列说法正确的是（　　）
A．地面对汽车支持力的方向斜向上
B．重力和地面支持力的合力提供向心力
C．地面给轮胎的静摩擦力提供向心力
D．汽车进入弯道，如果速度过快，容易做向心运动
6．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时（ ）

A．两名学员的线速度相等 B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大 D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
7．如图所示为摩托车比赛中运动员在水平路面上急转弯的情景，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与摩托车看作一个整体，下列说法正确的是
A．发生侧滑是因为运动员受到离心力的作用
B．为了避免转弯时发生侧滑，运动员应加速离开弯道
C．发生侧滑是因为运动员受到的合力小于所需的向心力
D．运动员转弯所需的向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供
8．如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）
A．铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯
B．“水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
C．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力大于重力
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
二、多选题（本大题共3小题）
9．关于物理知识在生产、生活中的应用，下列说法正确的是（　　）
A．真空冶炼炉的工作原理是电流的磁效应
B．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
C．变压器的铁芯所使用的材料是硅钢，主要原因是硅钢是铁磁性材料并且具有较大的电阻率
D．在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，冷却后形成无缝钢管，这种技术采用的是离心运动的原理
10．（多选）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A．甲图中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力大于汽车的重力
B．乙图中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压
C．丙图中杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D．丁图中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
11．(多选)如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是 (　　)
A．汽车通过凹形桥的最低点时,汽车对桥的压力大于汽车的重力
B．在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是让火车以设计速度行驶时,轮缘与轨道间无挤压
C．杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态,不受重力作用
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
三、解答题（本大题共3小题）
12．做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出．( )
13．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行速度在一定范围内会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，并与弹簧连接，重物上的触点与固定在端的触点接触后，灯就会发光，请判断灯是在车速较大的时候发光还是车速较小的时候发光，并说明理由。
14．如图所示，游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣，随着旋转速度越来越快，飞椅会逐渐远离圆柱。链球运动员在将链球抛掷出手之前，总要双手拉着链条加速转动几周，这样可使链球的速度尽量增大，抛掷出手后球飞得更远。同样，在运动员加速转动链球过程中，链球会逐渐远离运动员。这两种现象有什么联系 你能讲出其中的道理吗
离心运动及其应用参考答案
1．【答案】C
【详解】增大洗衣机脱水筒转动的周期，转速变慢，不能使衣服甩得更干，A错误；汽车转弯时，根据 可知，若转弯半径 过大，摩擦力变小，不会引起侧滑，B错误；赛跑通过弯道时，身体应该向弯道内侧倾斜一些，地面作用力与重力的合力提供向心力，C正确；当火车速度低于规定速度通过弯道时，轮缘会对内轨产生挤压，D错误.
2．【答案】C
【详解】增大洗衣机脱水筒转动的周期，转速变慢，不能使衣服甩得更干，A错误；汽车转弯时，根据 可知，若转弯半径 过大，摩擦力变小，不会引起侧滑，B错误；赛跑通过弯道时，身体应该向弯道内侧倾斜一些，地面作用力与重力的合力提供向心力，C正确；当火车速度低于规定速度通过弯道时，轮缘会对内轨产生挤压，D错误.
3．【答案】B
【详解】毛毯恰好能过最高点时，重力恰好能够提供向心力，有 ，解得速度 ,但脱水时线速度远大于 ，故A错误；毛毯在滚筒最低点时加速度指向圆心，即加速度竖直向上，处于超重状态，故B正确；根据牛顿第二定律，在最低点有 ，在最高点有 ，则 ，说明水在最低点需要更大的附着力，如果水的附着力不够，就容易被甩出，故C错误；毛毯上的水因为和毛毯之间的附着力不足以提供向心力而被甩出，故D错误.
4．【答案】B
【解析】毛毯恰好能过最高点时,重力恰好能够提供向心力,有mg=m,解得速度v== m/s= m/s,但脱水时线速度远大于 m/s,故A错误;毛毯在滚筒最低点时加速度指向圆心,即加速度竖直向上,处于超重状态,故B正确;根据牛顿第二定律,在最低点N1-mg=m,在最高点N2+mg=m,则N1>N2,说明水在最低点需要更大的附着力,如果水的附着力不够,就容易被甩出,故C错误;毛毯上的水因为和毛毯之间的附着力不足以提供向心力而被甩出,故D错误.
5．【答案】C
【详解】A．地面对汽车支持力的方向竖直向上，故A错误；
BC．地面给轮胎的静摩擦力提供向心力，故B错误，C正确；
D．汽车进入弯道，如果速度过快，容易做离心运动，故D错误。
故选C。
6．【答案】D
【详解】A．两名学员的线速度大小和方向均不相同，故A错误；
B．坐在副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大，因此在角速度相同的前提下，所受的向心加速度更大，更容易被甩出去，故B错误；
C．学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小，故C错误；
D．汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力，故D正确。
故选D。
7．【答案】C
【详解】ABC．发生侧滑原因是运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，为了避免转弯时发生侧滑，运动员应减速离开弯道，故C正确，A、B错误；
D．运动员转弯所需的向心力由赛道对车轮的静摩擦力提供，故D错误；
故选C．
8．【答案】C
【详解】A．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，原因是当火车按规定速度转弯时，由火车的重力和轨道对它的支持力的合力来提供火车转弯所需的向心力，从而避免轮缘对外轨的挤压，A错误；
B．“水流星”表演中，通过最高点时，水受到重力及筒底的支持力作用，加速度方向竖直向下，处于失重状态，而当“水流星”刚好能通过最高点时，水仅受重力的作用，支持力为零，此时处于完全失重状态，B错误；
C．汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力和支持力的合力提供向心力，即有，可知汽车受到的支持力大于重力，C正确；
D．脱水桶的脱水原理是：当转筒的速度较大时，水滴做圆周运动所需要的向心力较大，而水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以水滴将做离心运动，从而沿切线方向甩出，D错误。选C。
9．【答案】BCD
【详解】A．真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，故A错误；
B．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故B正确；
C．变压器的铁芯所使用的材料是硅钢，主要原因是硅钢是铁磁性材料并且具有较大的电阻率，从而为了减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故C正确；
D．在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，冷却后形成无缝钢管，这种技术采用的是离心运动的原理，故D正确。
故选C。
10．【答案】AB
【详解】题图甲中汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，结合牛顿第三定律可知汽车对桥的压力大于汽车的重力，A正确；题图乙中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按设计速度转弯时，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮缘与轨道间无挤压，B正确；题图丙中“水流星”在最高点时不一定处于完全失重状态，且“水流星”始终受重力作用，C错误；题图丁中衣服对水滴的附着力小于水滴做圆周运动所需要的向心力，因此水滴做离心运动，D错误.
11．【答案】AB
【解析】汽车通过凹形桥的最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超重状态,结合牛顿第三定律可知汽车对桥的压力大于汽车的重力,A正确;在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,当火车按设计速度转弯时,恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力,此时轮缘与轨道间无挤压,B正确;“水流星”在最高点时重力完全提供向心力,所以受重力作用,C错误;衣服对水滴的附着力小于水滴做圆周运动所需要的向心力,因此做离心运动,D错误.
12．【答案】×
【详解】
做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径垂直的方向飞出，此说法错误．
13．【答案】见解析
【详解】
不骑行时，感应灯不会亮，由题图可知，在安装灯的感应装置时，B端应比A端更靠近气嘴。当自行车的车速较大时，重物做圆周运动所需要的向心力较大，受到的合力不足以提供所需向心力时，重物将会做离心运动，使得触点接触，灯发光，所以车速较大的时候发光。
14．【答案】见解析
【详解】
涉及到的对象均在水平面做匀速圆周运动，可简化为如图所示模型，由合外力作为向心力可得
可得，即飞椅或链球速度越大，越大。
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