高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)單元測(cè)試 第5章第7節(jié)

第五章第七節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．通過(guò)閱讀課本，幾個(gè)同學(xué)對(duì)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)行交流。甲說(shuō)：“洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)?！币艺f(shuō)：“火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，若行駛速度超過(guò)規(guī)定速度，則內(nèi)軌與車輪會(huì)發(fā)生擠壓?！北f(shuō)：“汽車過(guò)凸形橋時(shí)要減速行駛，而過(guò)凹形橋時(shí)可以較大速度行駛?！倍≌f(shuō)，“我在游樂(lè)園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象。”你認(rèn)為正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820236))A．甲和乙 B．乙和丙C．丙和丁 D．甲和丁答案：D解析：甲和丁所述的情況都是利用了離心現(xiàn)象，D正確；乙所述的情況，外軌會(huì)受到擠壓，汽車無(wú)論是過(guò)凸形橋還是凹形橋都要減速行駛，A、B、D選項(xiàng)均錯(cuò)。2．由上海飛往美國(guó)洛杉磯的飛機(jī)在飛越太平洋上空的過(guò)程中，如果保持飛行速度的大小和距離海平面的高度均不變，則以下說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820237))A．飛機(jī)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)B．飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略大于地球?qū)Τ丝偷囊．飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略小于地球?qū)Τ丝偷囊．飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力為零答案：C解析：由于人同飛機(jī)一同做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球?qū)θ说囊妥螌?duì)人的支持力的合力提供人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，即F引－F支＝meq\f(v2,R)。由此可以知道F引>F支，由牛頓第三定律F支＝F壓，所以C項(xiàng)正確。3．石家莊市高一下學(xué)期期末)如圖所示，當(dāng)汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度為10m/s時(shí)，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐膃q\f(3,4)。如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時(shí)，不受摩擦力作用，則汽車通過(guò)橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為g＝10m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820238))A．15m/s B．20m/sC．25m/s D．30m/s答案：B解析：當(dāng)v＝10m/s時(shí)，mg－eq\f(3,4)mg＝meq\f(v2,R) ①當(dāng)FN＝0時(shí)，mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R) ②由①②解得v1＝20m/s。4．臨朐一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)2013年6月11日至26日，“神舟十號(hào)”飛船圓滿完成了太空之行，期間還成功進(jìn)行了人類歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重狀態(tài)下的精美物理實(shí)驗(yàn)。如圖所示為處于完全失重狀態(tài)下的陀螺，下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820239))A．陀螺仍受重力的作用 B．陀螺受力平衡C．陀螺所受重力等于所需的向心力 D．陀螺不受重力的作用答案：AC解析：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中的物體，所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，并非不受重力作用，A、C正確，B、D錯(cuò)誤。5．中央電視臺(tái)《今日說(shuō)法》欄目報(bào)道了一起發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故。家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場(chǎng)面，第八次有輛卡車沖撞進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案。經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖所示。交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn)為正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820230))A．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鲭x心運(yùn)動(dòng)B．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鱿蛐倪\(yùn)動(dòng)C．公路在設(shè)計(jì)上可能內(nèi)東北)高外西南)低D．公路在設(shè)計(jì)上可能外西南)高內(nèi)東北)低答案：AC解析：由題圖可知發(fā)生事故時(shí)，卡車在做圓周運(yùn)動(dòng)，從圖可以看出卡車沖入民宅時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；如果外側(cè)高，卡車所受重力和支持力提供向心力，則卡車不會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生事故，故選項(xiàng)C正確。二、非選擇題6．在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h。汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0．6倍。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820231)1)如果汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？2)如果高速路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？答案：1)150m2)90m解析：1)汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fm＝0．6mg＝meq\f(v2,r)，由速度v＝30m/s，得彎道半徑r＝150m。2)汽車過(guò)拱橋，看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有：mg－FN＝meq\f(v2,R)，為了保證安全，車對(duì)路面間的彈力FN必須大于等于零，有mg≥meq\f(v2,R)，則R≥90m。能力提升一、選擇題1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，此時(shí)座位對(duì)飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過(guò)荷。過(guò)荷過(guò)重會(huì)造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時(shí)失明，甚至昏厥。受過(guò)專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響。取g＝10m/s2，則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時(shí)，圓弧軌道的最小半徑為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820232))A．100m B．111mC．125m D．250m答案：C解析：由題意知，8mg＝meq\f(v2,R)代入數(shù)值得R＝125m。2．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度等于eq\r(gRtanθ)，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820233))A．內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓C．這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力等于eq\f(mg,cosθ)D．這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于eq\f(mg,cosθ)答案：C解析：由牛頓第二定律F合＝meq\f(v2,R)，解得F合＝mgtanθ，此時(shí)火車受重力和鐵路軌道的支持力作用，如圖所示，F(xiàn)Ncosθ＝mg，則FN＝eq\f(mg,cosθ)，內(nèi)、外軌道對(duì)火車均無(wú)側(cè)壓力，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3．合肥市中國(guó)科技大學(xué)附中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動(dòng)可看做是做半徑為R的在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng)。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820234))A．eq\r(\f(gRh,L)) B．eq\r(\f(gRh,d))C．eq\r(\f(gRL,h)) D．eq\r(\f(gRd,h))答案：B解析：由題意知當(dāng)mgtanθ＝meq\f(v2,R)時(shí)其橫向摩擦力等于零所以v＝eq\r(gRtanθ)＝eq\r(\f(gRh,d))。4．在圖示光滑軌道上，小球滑下經(jīng)平直部分沖上圓弧部分的最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)圓弧的壓力為mg，已知圓弧的半徑為R，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820235))A．在最高點(diǎn)A，小球受重力和向心力B．在最高點(diǎn)A，小球受重力和圓弧的壓力C．在最高點(diǎn)A，小球的速度為eq\r(gR)D．在最高點(diǎn)A，小球的向心加速度為2答案：BD解析：小球在最高點(diǎn)受重力和壓力，由牛頓第二定律得FN＋mg＝ma，又FN＝mg，所以a＝2g5．湖南師大附中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體以水平初速度v0時(shí)，小物體對(duì)球頂恰無(wú)壓力，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820236))A．物體立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)B．物體落地時(shí)水平位移為eq\r(2)RC．物體的初速度v0＝eq\r(gR)D．物體著地時(shí)速度方向與地面成45°角答案：ABC解析：小物塊在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)半球剛好無(wú)壓力，表明從最高點(diǎn)開(kāi)始小物塊即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；由mg＝meq\f(v2,R)知，小物塊在最高點(diǎn)的速度大小v＝eq\r(gR)，又由于R＝eq\f(1,2)gt2，vy＝gt，x＝vt，故x＝eq\r(2)R，B、C對(duì)；tanθ＝eq\f(vy,v)＝eq\r(2)，θ>45°，D錯(cuò)。二、非選擇題6．如圖所示，是馬戲團(tuán)中上演的飛車節(jié)目，在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道。表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1＝eq\r(2gR)的速度過(guò)軌道最高點(diǎn)B，并以v2＝eq\r(3)v1的速度過(guò)最低點(diǎn)A。求在A、B兩點(diǎn)軌道對(duì)摩托車的壓力大小相差多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820237)答案：6mg解析：在B點(diǎn)，F(xiàn)B＋mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R)解之得FB＝mg，在A點(diǎn)，F(xiàn)A－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)解之得FA＝7mg，所以在A、B兩點(diǎn)軌道對(duì)車的壓力大小相差6mg。7．“東風(fēng)”汽車公司在湖北某地有一試車場(chǎng)，其中有一檢測(cè)汽車在極限狀態(tài)下車速的試車道，該試車道呈碗狀，如圖所示。有一質(zhì)量為m＝1t的小汽車在A車道上飛馳，已知該車道轉(zhuǎn)彎半徑R為150m，路面傾斜角為θ＝45°與水平面夾角)，路面與車胎摩擦因數(shù)μ為0．