2019-2020学年高一人教版物理必修2同步测试卷：5.7生活中的圆周运动

1、第七节生活中的圆周运动1 .（离心运动的理解）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8 .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，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动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数值变小时将做离心运动2.（航天器中的失重现象）（多选）航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中，关于航天员，下列说法中正确 的是（）A.航天员仍受重力作用B.航天员受的重力提供其做匀速圆周运动的向心力C.航天员处于超重状态D.航天员对座椅的压力为零3 .（凹桥模型）秋千的吊绳有些磨损，在摆动

2、过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千（）A.在下摆过程中B .在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时4 .（拱桥模型）在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥,三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是（）A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小5 .（汽车转弯问题）在高速公路的拐弯处， 通常路面

3、都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动。设内、外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L。已知重力加速度为 g,要使车轮与路面之间的横向 （即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于（）6 .（绳模型）（多选）如图所示，用长为l的细绳拴着质量为 m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）A.B.C.D.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力gl小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 小球在最高点时绳子的拉力不可能为零7

4、 .（绳模型）如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道 半径为R,人体重为mg要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大A.8.0 B. gR C. ,''2gR D. ;3gR（拱桥模型）城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥A.B.C.小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为2 vi Fn= mg- mRD.小汽车到达桥顶时的速度必须大于gRAB横跨在水平路面上，一辆质量为 m的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为vi,若小汽车在上

5、桥过程中保持速率不变，则小汽车通过桥顶时处于失重状态 小汽车通过桥顶时处于超重状态9 .（杆模型）如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕卞f的另一端 O做圆周运动。小球运动到最高点时速度为 v=,L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是 （）一 1A. 2mg的拉力C.令_3D.2mg的压力10 .（火车拐弯）（多选）火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车以规定速度通过时，内外轨道均不受侧向挤压，如图。现要降低火车转弯时的规定速度，须对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行的是（）外即先9车轮内轨A.减小内外轨的高度差B.增加内外轨的高度差C.减小弯道半径D.增大弯道半径11

6、.（轻杆模型）（多选）如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（A.小球通过最高点时的最小速度是.RgB.小球通过最高点时的最小速度为零C.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力12 .（拱桥模型）如图所示，是一座半径为 40m的圆弧形拱形桥。一质量为1.0 X103 kg的汽车，行驶到拱形桥顶端时，汽车运动速度为10 m/s ,则此时汽车运动的向心加速度为多大？向心力为多大？汽车对桥面的压力是多少？（取 g= 10 m/s 2）13 .(拐弯问题)某游乐场里的赛车场地为圆形，

7、半径为100m, 一赛车和车手的总质量为100 kg ,轮胎与地面间的最大静摩擦力为 600 No ( g取10 m/s 2)(1)若赛车的速度达到 72 km/h ,这辆车在运动过程中会不会发生侧滑？(2)若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为30° ,赛车的速度多大时，车手感觉不到自己有相对车的侧向的运动趋势？14 .(杆模型)长L=0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A, A的质量 件2 kg。现让A在竖直平面内绕轻杆另一端O点做匀速圆周运动，如图所示。在A通过最高点时，求下列两种情况下 A对杆的作用力大小。(g= 10 m/s2)A的速率为1 m/s ;(2) A的速率为4

8、m/s 。答案1 .（离心运动的理解）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，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动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数值变小时将做离心运动答案 D解析 物体一直不受外力作用，物体应保持静止状态或匀速直线运动状态，A错误；做匀速圆周运动的物体，所受的合外力等于向心力，当外界提供的向心力增大时，物体所需的向心力并没有增大，物体将做近心运动，B错误；做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化，物体可能仍做圆周运动，例如变

9、速圆周运动，也可能做近心 运动或离心'运动，C错误；根据离心运动的条件可知，D正确。2 .（航天器中的失重现象）（多选）航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中，关于航天员，下列说法中正确 的是（）A.航天员仍受重力作用B.航天员受的重力提供其做匀速圆周运动的向心力C.航天员处于超重状态D.航天员对座椅的压力为零答案 ABD解析航天飞机在绕地球做匀速圆周运动时，依然受地球的吸引力，而且正是这个吸引力提供航天飞机绕地球2做匀速圆周运动的向心力，航天员的加速度与航天飞机的相同，也是重力提供向心力，即mg=琮，A、B正确；此时航天员不受座椅弹力，即对座椅无压力，处于完全失重状态， D正确，C错

10、误。3 .（凹桥模型）秋千的吊绳有些磨损，在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千（）A.在下摆过程中B .在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时答案 D 2 v ,解析 当秋千摆到最低点时速度最大，由F-mg=叶知，吊绳中拉力 F最大，吊绳最容易断裂，D正确。4 .（拱桥模型）在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤 上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是（）A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些B.玩具车运动通过拱桥顶端

11、时的示数大一些C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小答案 D2 解析 玩具车运动到最高点时，受向下的重力和向上的支持力作用，根据牛顿第二定律有mg- Fn= nR,即Fn= mg- nvR<mg可知玩具车此时处于失重状态， C错误；玩具车静止在拱桥顶端时，示数即总重力，运动通过拱桥 顶端时，系统有向下的加速度 （向心加速度），支持力小于总重力，即示数小于总重力，且速度越大，向心加速度越 大，示数越小，A B错误，D正确。5 .（汽车转弯问题）在高速公路的拐弯处， 通常路面都是外高内低。 如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左

12、侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动。设内、外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L。已知重力加速度为 g,要使车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于 （）答案 B解析 设路面的倾角为 0 ,根据牛顿第二定律得 mgan 0 =琮，又由数学知识可知tan 0 =£,联立解得v=yRh, B 正确。6 .（绳模型）（多选）如图所示，用长为l的细绳拴着质量为 m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）yrI/ I :I 11 o iA.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳

13、子的拉力不可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为.glD.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力答案 CD解析小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，A错误；小球在圆周最高点时，如果向心力完全由重力充当，则绳子的拉力为零，B错误；小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，重力提供向心力，v=qgr, c正确；小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故D正确。7 .（绳模型）如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道 半径为R

14、,人体重为mg要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大A. 0 B. gR C. ,12gR D. ,'3gR答案 C2解析 由题意知，乘客受到座椅的压力 F= mg则F+mg= 2mg=瑞，故最高点处速度大小 丫=，2正 C正确。R的圆弧形的立交桥8 .（拱桥模型）城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从 A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为vi,若小汽车在上桥过程中保才I速率不变，则（）A.小汽车通过桥顶时处于失重状态9 .小汽车通过桥顶时处于超重状态2ViC.小汽

15、车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为Fn= mg- mRD.小汽车到达桥顶时白速度必须大于gR2V1, /口mg- Fn= mR,解得 Fn答案 A解析 由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得2Vi=mg- mR< mg 故其处于失重状态,2一v-A正确，B错反；Fn= mg- mR只在小汽车通过桥顶时成立，而在其上桥过程中2不成立，C错误；由mg- Fn= mR, Fn>0,解得viW，gR, D错误。10 （杆模型）如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端， 在竖直面内绕卞f的另一端 O做圆周运动。小球运动到 最高点时速度为 v= '/3g

16、, L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（）一 1A. 2mg的拉力cC.令_3D.2mg的压力答案 B解析 当重力完全充当向心力时，球对杆的作用力为零，mg= mvR,解得v' =qgL而、ygL<gL时，故5工口,超v2 “ i1杆对球是支才I力，即 mg- Fn= mL，解得Fn= 2mg由牛顿第三定律，球对杆的压力为2mg故选B。11 .（火车拐弯）（多选）火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车以规定速度通过时，内外轨道均不受侧向挤压，如图。现要降低火车转弯时的规定速度，须对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行的是A.减小内外轨的高度差C.减小弯道半径B.增加内外

17、轨的高度差D.增大弯道半径答案 AC解析 当火车以规定速度通过弯道时，火车的重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：即Fn=mgan 0 =2v有 故v= RgRan 8 ,若使火车经过弯道时的速度 v减小，则可以减小倾角8,即减小内外轨的高度差，或者减小弯道半径R,故A C正确，B D错误。11.（轻杆模型）（多选）如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动,卜列说法正确的是（）A.B.C.小球通过最高点时的最小速度是，Rg小球通过最高点时的最小速度为零小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力A错

18、误，B正确。小球答案 BD解析圆形管外侧、内侧都可以对小球提供弹力，故小球通过最高点的最小速度为零,C错误，D在水平线ab以下时，合外力必须有指向圆心方向的分力提供向心力，故外侧管壁一定对小球有作用力, 正确。12.（拱桥模型）如图所示，是一座半径为 40m的圆弧形拱形桥。一质量为 1.0X103 kg的汽车，行驶到拱形桥 顶端时，汽车运动速度为10 m/s ,则此时汽车运动的向心加速度为多大？向心力为多大？汽车对桥面的压力是多少？（取 g= 10 m/s 2）答案 解析2 v a=rF= mg- Fn,2.5 m/s 2 2.5 X 103 N 7.5X103 N汽车的向心加速度:g m/s

19、 2= 2.5 m/s 2。40汽车的向心力F= ma= 1.0 x 10 3X2.5 N =2.5 x 10 3 N。在桥的最高点，汽车的向心力由重力和桥的支持力的合力提供，如图所示,则 Fn= mg- F= 1.0 x 10 3X10 N 2.5 x 10 3 N =7.5 x 103 N,根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力F压= Fn= 7.5 X103 No13 .（拐弯问题）某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100m, 一赛车和车手的总质量为100 kg ,轮胎与地面间的最大静摩擦力为 600 No （ g取10 m/s2）(1)若赛车的速度达到 72 km/h ,这辆车在运动过程中会不会发生侧滑?