生活中的圓周運動檢測-2022年【新教材】人教版高中物理必修（Word版含解析）

第六章圓周運動第四節生活中的圓周運動基礎達標（含解析）一、單選題1．關于離心運動，下列說法中正確的是（）A．物體一直不受外力作用時，可能做離心運動B．做勻速圓周運動的物體，在外界提供的向心力突然變大時做離心運動C．做勻速圓周運動的物體，只要受離心力作用便做離心運動D．做勻速圓周運動的物體，當外界提供的向心力突然消失或數值變小時將做離心運動2．如圖，鐵路在彎道處的內外軌道高低是不同的，當質量為m的火車以速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力的作用，下面分析正確的（）A．此時火車轉彎所需向心力由支持力來提供B．若火車速度大于v時，外軌將受到側壓力作用C．若火車速度小于v時，外軌將受到側壓力作用D．無論火車以何種速度行駛，對內側軌道都有側壓力作用3．如圖所示，一豎直圓盤上固定著一個質量為的小球（可視為質點），小球與圓盤圓心O的距離為5cm。現使圓盤繞過圓心O的水平軸以10rad/s的角速度勻速轉動，重力加速度g取10m/s2，當小球運動到O點正上方時圓盤對小球的作用力為F1，當小球運動到O點正下方時圓盤對小球的作用力為F2，則（）A．F1=1NF2=3N B．F1=2NF2=4NC．F1=2NF2=3N D．F1=1NF2=4N4．如圖所示，甲、乙兩運動員在水平冰面上訓練滑冰，恰好同時到達虛線PQ，然后分別沿半徑為r1和r2（r2>r1）的滑道做勻速圓周運動，運動半個圓周后勻加速沖向終點線。設甲、乙兩運動員質量相等，他們做圓周運動時所受向心力大小相等，直線沖刺時的加速度大小也相等。下列判斷中正確的是（）A．在做圓周運動時，甲所用的時間比乙的長B．在做圓周運動時，甲、乙的角速度大小相等C．在沖刺時，甲一定先到達終點線D．在沖刺時，乙到達終點線時的速度較大5．質量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋（如圖所示），其做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則此時空氣對飛機的作用力大小為（）

A． B．mgC． D．6．如圖所示，質量不計的細線一端固定，另一端懸一個質量為m的小球。現使小球在水平面做勻速圓周運動，此時細線與豎直方向夾角為θ。重力加速度為g，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A．小球受到重力、拉力和向心力的作用B．小球所受向心力為細線對小球的拉力C．小球所受向心力大小為D．小球的向心加速度大小為gtanθ7．如圖甲所示，輕桿一端固定在轉軸O點，另一端固定一小球，現讓小球在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，小球在最高點受到桿的彈力大小為F，速度大小為v，其圖象如乙圖所示，則（）A．時，桿對小球的彈力方向向上B．當地的重力加速度大小為C．小球的質量為D．時，小球受到的彈力與重力大小不相等8．鷹在高空中盤旋時，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如圖所示．當翼面與水平面成θ角并以速率v勻速水平盤旋時的半徑為（）A． B．C． D．9．如圖甲所示，戰國時期開始出現的撥浪鼓現在為一種小型兒童玩具，其簡化模型如圖乙所示，撥浪鼓邊緣上與圓心等高處關于轉軸對稱的位置固定有長度分別為、的兩根不可伸長的細繩，兩根細繩另一端分別系著質量不同的小球、，其中。現勻速轉動手柄使兩小球均在水平面內勻速轉動，連接、的細繩與豎直方向的夾角分別為和，下列判斷正確的是（）A．一定有 B．一定有C．一定有 D．和的大小關系與懸球質量有關10．陶器，是用黏土或陶土經捏制成形后燒制而成的器具。陶器歷史悠久，在古代是一種生活用品。如圖所示，一半球形陶罐固定在可以繞豎直軸轉動的水平轉臺上，轉臺轉軸與過陶罐球心的對稱軸重合。轉臺以一定角速度勻速轉動，、是陶罐上同一豎直面內質量相等的兩質點，下列說法正確的是（）A．的線速度大于的 B．、所受合力大小不同、方向相反C．、均繞點做勻速圓周運動 D．的向心加速度小于的11．為歡度春節，某酒店的旋轉門上A、B兩點粘貼著小型裝飾物（視為質點）可繞中心軸轉動，到中心軸的距離為到中心軸距離的兩倍，處裝飾物的質量為處裝飾物質量的兩倍，如圖所示。當旋轉門勻速轉動時，下列說法正確的是（）A．A、B兩處裝飾物的周期之比為B．A、B兩處裝飾物的向心加速度大小之比為C．A、B兩處裝飾物的線速度大小之比為D．A、B兩處裝飾物受到的向心力大小之比為12．如圖所示，底部裝有4個輪子的行李箱a豎立在公交車內，而行李箱b平臥放置在公交車內，箱子四周均有一定空間。當公交車（）A．緩慢起動過程，a、b均相對于公交車向后運動B．急剎車過程，行李箱a相對于公交車向前運動C．緩慢轉彎過程，a、b均相對于公交車向外側運動D．急轉彎過程，行李箱a相對于公交車向內側運動13．如圖所示，某機械上的偏心輪繞豎直軸轉動，a、b是輪上質量相等的兩個質點，下列描述a、b運動的物理量大小相等的是（）A．線速度 B．角速度C．向心力 D．向心加速度14．如圖所示，質量為的木塊，靜置于離轉軸水平轉動的轉盤上。木塊用一輕繩拴著，輕繩穿過轉盤中央的細管，與質量也為的小球相連，木塊與轉盤間的最大靜摩擦力為其重力的倍（）。以下說法正確的是（）

A．木塊受到摩擦力總是沿輕繩方向B．在轉速一定的條件下，木塊受到的摩擦力跟木塊到軸的距離成正比C．轉盤以角速度勻速轉動時木塊受到摩擦力為D．要保持木塊與轉盤相對靜止，轉盤轉動的角速度不能大于15．如圖所示，質量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉動的圓筒的豎直內壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是（）A．角速度> B．線速度vA>vBC．向心加速度aA<aB D．向心力FA=FB16．在地球上的P點和Q點分別放有質量相等的物體，P、Q到地心的距離相等，則放在P點的小球（）A．線速度大 B．角速度大 C．所受重力大 D．所需向心力大二、解答題17．如圖所示，長的輕繩一端固定，另一端系一質量的小球（視為質點），用水平向左的力緩慢拉小球，當輕繩與豎直方向的夾角時，小球處于靜止狀態，現突然撤去拉力.取重力加速度大小。（1）求撤去拉力瞬間輕繩對小球的拉力大小；（2）若撤去拉力后，小球擺到最低點時的速度大小為，求小球在最低點時輕繩受到的拉力大小。

18．如圖所示，內壁光滑、兩端封閉的試管長為5cm，內有質量為1g的小球，試管一端裝在轉軸O上。試管在豎直平面內做勻速圓周運動。已知轉動過程中，試管底部受到小球壓力的最大值是最小值的3倍，求轉動的角速度。（g取10m/s2）19．如圖所示；輕杄長3L，在桿兩端分別固定質量均為m的球A和B，光滑水平轉軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統一定能量后，桿和球在豎直平面內轉動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力。忽略空氣阻力，重力加速度為g。則球B在最高點時，求：（1）A、B兩球的線速度大小vA、vB；（2）水平轉軸對桿的作用力F。參考答案1．D【解析】A．物體一直不受外力作用時，可能做自由落體運動或拋體運動，不是離心運動，A錯誤；B．做勻速圓周運動的物體，在外界提供的向心力突然變大時，合力大于所需向心力，做向心運動，B錯誤；CD．做勻速圓周運動的物體，只有當外界提供的向心力突然消失或數值變小時才會做離心運動，C錯誤，D正確。故選D。2．B【解析】AD．當火車以速度v通過彎道時，內、外軌道均不受側壓力的作用，是由支持力與重力的合力作為向心力，AD錯誤；B．若火車速度大于v時，有做離心運動的趨勢，外軌將受到側壓力作用，B正確；C．若火車速度小于v時，有做向心運動的趨勢，內軌將受到側壓力作用，C錯誤。故選B。3．A【解析】小球做勻速圓周運動，在最高點，重力和所需的向心力方向均向下，故F1一定在豎直方向，由牛頓第二定律可得解得，即大小為1N，方向豎直向上，在最低點，重力方向豎直向下，所需向心力豎直向上，故F2一定豎直向上，由牛頓第二定律可得解得，A正確。故選A。4．D【解析】A．由向心力公式可知，甲圓周運動半徑較小，運動周期較小，同樣做半個圓周運動，故在做圓周運動時，甲所用的時間比乙的短，A錯誤；B．由可知，甲的角速度較大，B錯誤；CD．由可知，甲的線速度較小，即直線沖刺過程的初速度v0較小，由可知，甲的末速度v較小，即乙到達終點線時的速度較大，由可知，甲沖刺過程用時t較長，即乙一定先到達終點線，C錯誤，D正確。故選D。5．A【解析】

設飛機受到空氣的作用力為F，受力分析如圖所示，合外力作為向心力，可得解得空氣對飛機的作用力大小為A正確。故選A。6．D【解析】A．小球受重力、線的拉力兩個力作用，向心力不是小球所受到的力，向心力是重力和拉力的合力，是做圓周運動需要的力，故A錯誤；B．小球做圓周運動，靠細線的拉力和小球重力的合力提供向心力，故B錯誤；CD．小球所受的合力所以故C錯誤D正確。故選D。7．C【解析】B．當F=0時，，恰好由重力作為向心力，滿足聯立可得當地重力加速度大小為B錯誤；C．當時，F=c，小球恰好處于平衡狀態，可得F=mg可得小球的質量C正確；A．當所需的向心力大于重力，故桿對小球的彈力方向向下，A錯誤；D．當時，由牛頓第二定律可得代入數據可解得F=mg，小球受到的彈力與重力大小相等，D錯誤。故選C。8．B【解析】以老鷹為對象，受力如圖所示則由牛頓第二定律可知解得故選B。9．A【解析】設撥浪鼓半徑為，細繩長為，小球在水平面內做勻速圓周運動，設細繩與豎直方向的夾角為，有解得可知細繩與豎直方向的夾角與小球的質量無關，根據題述可知兩小球做圓周運動的角速度相同，由于，根據公式可判斷出。故選A。10．B【解析】由圖可知，、各自繞上與之等高的點做勻速圓周運動，角速度相等，的轉動半徑大，則線速度大，向心加速度大，兩質點質量相同，則向心力不同，即所受合力大小不同，且方向相反，選項B正確，ACD錯誤。故選B。11．C【解析】A．A、B兩處裝飾物繞同一軸轉動，則周期相等，選項A錯誤；B．根據a=ω2r可知，A、B兩處裝飾物的向心加速度大小之比為2:1，選項B錯誤；C．根據v=ωr可知，A、B兩處裝飾物的線速度大小之比為2:1，選項C正確；D．根據F=ma可知，A、B兩處裝飾物受到的向心力大小之比為1:1，選項D錯誤。故選C。12．B【解析】設行李箱a豎立時與汽車發生相對運動的加速度為a1，行李箱b平放時與汽車發生相對運動的加速度為a2，根據實際情況可知a1＜a2。A．緩慢起動時，汽車的加速度比較小，如果小于a1，則兩只行李箱不會相對車子運動，故A錯誤；B．急剎車時，汽車減速運動的加速度很大，行李箱a一定相對車子向前運動，故B正確；C．緩慢轉彎時，只要轉動的向心加速度小于a1，兩只行李箱不會相對車子向外側運動，故C錯誤；D．急轉彎時，行李箱a一定會相對車子向外側運動，不會相對車子向內側運動，故D錯誤。故選B。13．B【解析】兩點同軸轉動，故角速度相等，而半徑不同，則，線速度大小不等，向心加速度不等，則向心力不等。故選B。14．C【解析】A．當轉盤加速轉動時，木塊加速轉動，則沿切線方向存在加速度，由摩擦力提供，此時摩擦力不沿輕繩方向，故A錯誤；B．在轉速一定的條件下，根據牛頓第二定律有木塊受到的摩擦力跟木塊到軸的距離不是正比關系，故B錯誤；C．轉盤以角速度勻速轉動時，根據牛頓第二定律有解得木塊受到摩擦力為，故摩擦力大小為，故C正確；D．要保持木塊與轉盤相對靜止，當摩擦力達到最大時，根據牛頓第二定律有解得，故D錯誤。故選C。15．B【解析】A、B兩物體共軸轉動，角速度相等，由v=rω知，A轉動的半徑較大，則A的線速度較大，向心加速度，故A的向心加速度大；，A的向心力大，故B正確ACD錯誤。故選B。16．C【解析】AB．地球上的物體隨地球自轉，角速度相等，根據知，P點的半徑小，所以P點的線速度小，AB錯誤；C．隨著緯度升高，重力加速度增大，則P點的重力加速度比Q點大，根據可知，P點的小球所受重力大，C正確；D．根據可知，P點的半徑小，所以P點的向心力小，D錯誤。故選C。17．（1）；（2）