第二章 圆周运动 第四节 离心现象及其应用--2026粤教版高中物理必修第二册章节练（含解析）

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2026粤教版高中物理必修第二册
第二章　圆周运动
第四节　离心现象及其应用
基础过关练
题组一　离心现象
1.关于离心运动,下列说法中正确的是 (　　)
A.物体一直不受外力作用时,可能做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体,只要受离心力作用便做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动
2.(2025广东广州大同中学期中)如图所示,光滑的水平面上,小球在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球到达P点时F突然发生变化,则下列关于小球运动的说法中正确的是 (　　)
A.若F突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若F突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.若F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动
D.若F突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
题组二　离心现象的应用
3.(多选题)(2024广东韶关期末)下列生活实例中,属于应用离心现象的例子是 (　　)
A.洗衣机的脱水筒转速加快,水从衣物上分离,被甩出脱水筒
B.铅球运动员将铅球斜向上抛出
C.小明站在地面上用手拍打身上的衣服时,可以把衣服上的灰尘拍下来
D.在下雨天我们旋转雨伞,可以甩掉雨伞上的水滴
4.下列哪些现象利用了离心现象 (　　)
A.工作的洗衣机脱水筒转速很大
B.转速很大的砂轮半径做得不能太大
C.在修建铁路时,转弯处内轨要低于外轨
D.汽车转弯时要限制速度
5.(多选题)(2024广东深圳高级中学期中)如图,滚筒洗衣机脱水时,滚筒绕水平转动轴转动。滚筒上有很多漏水孔,滚筒转动时,附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出,达到脱水的目的。可以认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动,则 (　　)
A.湿衣服所受摩擦力等于其重力
B.湿衣服上的水在最低点时更容易甩出
C.湿衣服上的水在最高点时更容易甩出
D.若希望更快地甩干衣物,可以增大洗衣机转速
能力提升练
题组一　日常生活中的离心运动
1.(多选题)(2024广西河池十校联考)如图所示为甩水拖把的示意图。将拖把的托盘连同周边的拖布条全部放入脱水筒,使上方的固定套杆和旋转杆竖直,手握固定套杆让把手从旋转杆的顶端向下运动,固定套杆就会给旋转杆施加驱动力,驱动旋转杆、托盘和脱水筒一起转动,固定套杆每下降10 cm,旋转杆带动脱水筒转动1圈;当固定套杆静止不动或向上运动时,固定套杆对旋转杆既不施加动力、也不施加阻力。某型号的甩水拖把部件的数据为:托盘半径为8 cm,拖布条长度为6 cm,脱水筒的半径为9 cm。固定套杆从最高处沿旋转杆下降40 cm到达最低处的过程中,旋转杆恰好转动了4圈。某次脱水时,固定套杆从最高处由静止开始匀加速持续向下运动,脱水筒从静止开始转动,历时3 s,固定套杆刚好运动到底端,此时,刚好有水从拖布条脱出。则下列说法正确的是 (　　)
A.紧贴脱水筒内壁的布条表面附着的水先被脱出
B.脱水筒内壁与托盘外缘处的向心加速度之比为1∶1
C.脱水筒内壁与托盘外缘处的向心加速度之比为9∶8
D.拖布条表面附着的水刚被脱出时,脱水筒内壁处的线速度大小为 m/s
题组二　工业生产中的离心运动
2.(2025广东广州广雅中学月考)啤酒之所以清澈透亮,是因为通过离心分离技术清除了易浑浊的杂质,离心分离技术可以高效分离存在密度差的两种物体,还可把细菌、病毒等超细微粒从水状悬浮液中分离出来。如图是模拟实验示意图,通过高速旋转的离心机把清水中大小相同的实心木球和铁球分离开。当回转轴以稳定的角速度高速旋转时,下列说法正确的是　 (　　)
A.木球会在靠近回转轴的①位置,铁球会在靠近外壁的②位置
B.木球会在靠近外壁的②位置,铁球会在靠近回转轴的①位置
C.木球、铁球都会做离心运动,最终都靠在外壁的②位置
D.啤酒中无论密度大还是小的杂质都会被离心力甩到②位置
3.(2025山东师大附中期中)高速离心机用于快速沉淀或分离物质。如图所示,试管固定在高速离心机上,当离心机的转速为n时,在水平试管中质量为m的某固体颗粒到轴心的距离为r。已知试管中充满液体,颗粒与试管内壁不接触。下列说法正确的是 (　　)
A.颗粒运动的角速度为
B.颗粒运动所需的向心力大小为2πmrn2
C.若适当增加离心机的转速,则颗粒将向转轴方向移动
D.若适当减小离心机的转速,则液体对颗粒的作用力将减小
答案与分层梯度式解析
第二章　圆周运动
第四节　离心现象及其应用
基础过关练
1.D　物体一直不受外力作用时,可能静止或做匀速直线运动,不做离心运动,选项A错误;做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时,合力大于所需向心力,做近心运动,选项B错误;做匀速圆周运动的物体,只有当外界提供的向心力突然消失或变小时才会做离心运动,选项C错误,D正确。
2.A　若F突然消失,小球不再受向心力作用,将沿线速度方向即圆的切线方向飞出,选项A正确;若F突然变小,小球受的合力小于需要的向心力,小球将做离心运动,但由于力F仍然存在,故小球仍做曲线运动,选项B、D错误;若F突然变大,小球受的合力大于需要的向心力,小球将逐渐向圆心靠近,选项C错误。
3.AD　洗衣机脱水筒高速转动,水和衣服之间的附着力不足以提供向心力时,水做离心运动,被从衣服上甩掉,属于应用离心现象,A正确;铅球运动员将铅球斜向上抛出,是借助惯性使铅球飞出,B错误;用手拍打身上的衣服时,可以把衣服上的灰尘拍下来,是利用灰尘的惯性,C错误;通过旋转雨伞来甩掉伞上的水滴,转动时水滴所需要的向心力增加,当雨伞对水滴的吸附力不足以提供向心力时,水滴做离心运动,D正确。
归纳总结　合力与向心力的关系对圆周运动的影响
若F合=mω2r,物体做匀速圆周运动;若F合mω2r,物体做近心运动。
4.A　洗衣机的脱水筒工作时将湿衣服中的水甩出去,应用了离心现象,故A正确;转速很大的砂轮半径做得不能太大,是为了防止由于离心现象而使砂轮破裂,故B错误;在修建铁路时转弯处内轨要低于外轨,是为了使重力和支持力的合力提供向心力,减小对外轨的挤压,故C错误;汽车转弯时要限制速度,以减小汽车所需的向心力,防止离心运动造成的伤害,故D错误。
5.BD　只有在与圆心等高处,湿衣服所受摩擦力才等于其重力,A错误;滚筒洗衣机的脱水筒匀速旋转,衣服在最高点和最低点时附着在潮湿衣服上的水的重力和衣服与水之间的附着力的合力提供向心力,在最高点有mg+F1=mω2r,在最低点有F2-mg=mω2r,联立可得F2>F1,所以在最低点时,所需要的附着力较大,更容易被甩出,B正确,C错误;转速越大,衣服上的水所受合外力越不足以提供运动需要的向心力,水做离心运动,衣服更容易被甩干,D正确。
能力提升练
1.AC　由F=mω2r可知,质量和角速度一定时,转动半径越大,所需要的向心力越大,所以紧贴脱水筒内壁的布条表面附着的水先被脱出,选项A正确;由a=ω2r可知脱水筒内壁与托盘外缘的向心加速度之比等于半径之比,为9∶8,选项B错误,C正确;由题意知,3 s内旋转杆下降40 cm,脱水筒转过4圈,则脱水筒内壁转过的弧长为l=4×2πr筒= m,固定杆匀加速向下运动,脱水筒内壁线速度大小均匀增加,转过的弧长与线速度大小、时间的关系可类比匀变速直线运动的规律,所以l=,故拖布条表面附着的水刚被脱出时,脱水筒内壁处线速度大小为v== m/s,选项D错误。
2.A　由于铁球密度大,容易发生离心运动,故铁球会到靠近外壁的②位置;而木球密度小,不易发生离心运动,故木球会在靠近转轴的①位置,A正确,B、C、D错误。
3.D　由ω=2πn得,颗粒运动的角速度为2πn,选项A错误;由向心力公式可得Fn=mω2r=m(2πn)2r=4π2mrn2,选项B错误;若适当增加离心机的转速,颗粒将做离心运动,将向远离转轴的方向移动,选项C错误;若适当减小离心机的转速,颗粒所需的向心力减小,液体对颗粒的作用力将减小,选项D正确。
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