高中物理 第5章 第7節(jié)生活中的圓周運動同步檢測 新人教版必修2

【成才之路】-學(xué)年高中物理第5章第7節(jié)生活中的圓周運動同步檢測新人教版必修2基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．通過閱讀課本，幾個同學(xué)對生活中的圓周運動的認(rèn)識進行交流。甲說：“洗衣機甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時會做離心運動。”乙說：“火車轉(zhuǎn)彎時，若行駛速度超過規(guī)定速度，則內(nèi)軌與車輪會發(fā)生擠壓。”丙說：“汽車過凸形橋時要減速行駛，而過凹形橋時可以較大速度行駛?！倍≌f，“我在游樂園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象?！蹦阏J(rèn)為正確的是()A．甲和乙 B．乙和丙C．丙和丁 D．甲和丁答案：D2．如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運動情況的說法不正確的是()A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動C．若拉力突然變小，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPb做離心運動D．若拉力突然變大，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做近心運動答案：B解析：由F＝eq\f(mv2,R)知，拉力變小，F(xiàn)提供的向心力不足，R變大，小球做離心運動；反之，F(xiàn)變大，小球做近心運動。3．(昆明一中～學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖，是用模擬實驗來研究汽車通過拱形橋的最高點時對橋面的壓力。在較大的平直木板上相隔一定距離釘幾個釘子，將三合板彎曲成拱橋形卡入釘子內(nèi)形成拱形橋，三合板上表面事先鋪上一層牛仔布以增加摩擦，這樣玩具慣性車就可以在橋面上跑起來了。把這套系統(tǒng)放在電子秤上做實驗，關(guān)于實驗中電子秤的示數(shù)下列說法正確的是()A．玩具車靜止在拱橋頂端時的示數(shù)小一些B．玩具車運動通過拱橋頂端時的示數(shù)大一些C．玩具車運動通過拱橋頂端時處于超重狀態(tài)D．玩具車運動通過拱橋頂端時速度越大(未離開拱橋)，示數(shù)越小答案：D4．中央電視臺《今日說法》欄目報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(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月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖撞進李先生家，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()A．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做離心運動B．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做向心運動C．公路在設(shè)計上可能內(nèi)(東北)高外(西南)低D．公路在設(shè)計上可能外(西南)高內(nèi)(東北)低答案：AC解析：由題圖可知發(fā)生事故時，卡車在做圓周運動，從圖可以看出卡車沖入民宅時做離心運動，故選項A正確，選項B錯誤；如果外側(cè)高，卡車所受重力和支持力提供向心力，則卡車不會做離心運動，也不會發(fā)生事故，故選項C正確。5．(廣東實驗中學(xué)～學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，用長為L的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法中正確的是()A．小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力B．小球在最高點時繩子的拉力不可能為零C．若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則其在最高點的速率為eq\r(gL)D．小球通過最低點時繩子的拉力一定大于小球重力mg答案：CD二、非選擇題6．美國阿肯色州一家游樂園附近發(fā)生電力故障，導(dǎo)致正在運行的過山車停住(如圖)，12名乘客都在軌道頂端，腦袋朝下掛在空中，當(dāng)?shù)叵啦块T架起云梯，花費了半個小時，才解救出被困的游客。但坐過過山車的人知道，在運行到軌道最高點時并沒有倒掛的感覺，并且覺得牢牢地坐在座位上。若過山車的軌道半徑R＝20m。人在最高點若沒有倒掛感覺，過山車速度至少為多少？答案：14m/s解析：乘客運動到軌道的最高點時，不感覺倒掛的條件是重力充當(dāng)向心力，保險帶不起作用，因此滿足mg＝eq\f(mv2,R)，即v＝eq\r(gR)＝eq\r(9.8×20)m/s＝14m/s即過山車在軌道最高點的速度至少為14m/s。7．(贛州市十二縣(市)12～13學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)在用高級瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計時速是108km/h。汽車在這種路面上行駛時，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。(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)計了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計時速安全通過圓弧拱橋，這個圓弧拱橋的半徑至少是多少？答案：(1)150m(2)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動，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達到最大值時，由向心力公式可知這時的半徑最小，有Fm＝0.6mg＝meq\f(v2,r)，由速度v＝30m/s，得彎道半徑r＝150m。(2)汽車過拱橋，看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，到達最高點時，根據(jù)向心力公式有：mg－FN＝meq\f(v2,R)，為了保證安全，車對路面間的彈力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．(合肥一中高一檢測)飛機俯沖拉起時，飛行員處于超重狀態(tài)，此時座位對飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過荷。過荷過重會造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時失明，甚至昏厥。受過專門訓(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)飛機在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時，圓弧軌道的最小半徑為()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．冰面對溜冰運動員的最大摩擦力為運動員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運動員，若依靠摩擦力充當(dāng)向心力，其安全速度為()A．v＝keq\r(Rg) B．v≤eq\r(kRg)C．v≤eq\r(2kRg) D．v≤eq\r(\f(Rg,k))答案：B解析：由kmg＝meq\f(v2,R)得運動員做圓周運動的最大安全速度v＝eq\r(kRg)，故選項B正確。3．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)彎時速度等于eq\r(gRtanθ)，則()A．內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C．這時鐵軌對火車的支持力等于eq\f(mg,cosθ)D．這時鐵軌對火車的支持力大于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)、外軌道對火車均無側(cè)壓力，故C正確，A、B、D錯誤。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A時，對圓弧的壓力為mg，已知圓弧的半徑為R，則()A．在最高點A，小球受重力和向心力B．在最高點A，小球受重力和圓弧的壓力C．在最高點A，小球的速度為eq\r(gR)D．在最高點A，小球的向心加速度為2答案：BD解析：小球在最高點受重力和壓力，由牛頓第二定律得FN＋mg＝ma又FN＝mg，所以a＝2g5.(海南中學(xué)～學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，可視為質(zhì)點的、質(zhì)量為m的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形軌道內(nèi)做圓周運動，下列有關(guān)說法中正確的是()A．小球能夠通過最高點時的最小速度為0B．小球能夠通過最高點時的最小速度為eq\r(gR)C．如果小球在最高點時的速度大小為2eq\r(gR)，則此時小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧．如果小球在最高點時的速度大小為eq\r(gR)，則小球通過最高點時與管道間無相互作用力答案：ACD解析：因為管道內(nèi)壁可以提供支持力，故最高點的最小速度可以為零。若在最高點v>0且較小時，球做圓周運動所需的向心力由球的重力跟管道內(nèi)壁對球向上的力FN1的合力共同提供，即mg－FN1＝meq\f(v2,R)，當(dāng)FN1＝0時，v＝eq\r(gR)，此時只有重力提供向心力。由此知，速度在0<v<eq\r(gR)時，球的向心力由重力和管道內(nèi)壁對球向上的彈力提供。當(dāng)v>eq\r(gR)時，球的向心力由重力跟管道外壁對球的向下的彈力FN2共同提供，綜上所述，A、C、D正確。二、非選擇題6．如圖所示，是馬戲團中上演的飛車節(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)做圓周運動。已知人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1＝eq\r(2gR)的速度過軌道最高點B，并以v2＝eq\r(3)v1的速度過最低點A。求在A、B兩點軌道對摩托車的壓力大小相差多少？答案：6mg解析：在B點，F(xiàn)B＋mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R)解之得FB＝mg，在A點，F(xiàn)A－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)解之得FA＝7mg，所以在A、B兩點軌道對車的壓力大小相差6mg。7．“東風(fēng)”汽車公司在湖北某地有一試車場，其中有一檢測汽車在極限狀態(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°(