高中物理【生活中的圆周运动】综合练习题

高中物理【生活中的圆周运动】综合练习题

A级合格考达标练

L下列措施中不属于防止离心现象造成危害的是（

A.公路上铺设减速带

C.链球运动场地安装防护网D.公路弯道处设有限速标志

髭画公路上的减速带是为了防止汽车超速而产生危险,不属于防止离心现象造成危害;砂轮外侧加防

护罩是为了避免砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出；链球运动场地安装防护网是为了防止链球

离心飞出而造成危害;弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象,造成翻车或侧滑。故选Ao

2.己知某处弯道铁轨是一段圆弧,转弯半径为R,重力加速度为g,列车转弯过程中倾角（车厢底面与水

平面夹角）为。,则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度（轨道不受侧向挤压）为（）

A.JgRsinGB.yJgRcosθ

C.JgRtanθD.y[gR

≡⅛C

解析

受力分析如图所示,当内外轨道不受侧向挤压时,列车受到的重力和轨道支持力的合力充当向心力,故

v2______

吊=Zngtan。,吊二优才解得v=y∕gRtanθo

3.（多选）如图所示,宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态,下列说法正确的

是（）

A.宇航员仍受重力的作用

B.宇航员受力平衡

C.宇航员所受重力等于所需的向心力

D.宇航员不受重力的作用

⅞⅜∣AC

解画做匀速圆周运动的空间站中的宇航员,所受重力全部提供其做圆周运动的向心力,处于完全失重

状态,并非宇航员不受重力作用,选项A、C正确,选项B、D错误。

4.摆式列车是集计算机技术、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。当列车转弯时,在电脑

控制下,车厢会自动倾斜;直线行驶时,车厢又恢复原状,实现高速行车,并能达到既安全又舒适的要求。

假设有一高速列车在水平面内行驶,以180km/h的速度拐弯,由列车上的传感器测得一个质量为50

kg的乘客在拐弯过程中所受合力为500N,则列车的拐弯半径为（）

A.150mB.200m

C.250mD.300m

____2250χl8°

I解析I由F="号得R=写-=-50部m=250m,故C正确。

5.如图所示,公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面,也叫“过水路面”。现有一“过

水路面”的圆弧半径为50m,一辆质量为800kg的小汽车驶过“过水路面”。当小汽车通过“过水路面”

的最低点时速度为5m/Sog取10m∕s2,问此时汽车对路面的压力为多大？

答案∣8400N

I解析

mg

汽车在“过水路面''的最低点时受力如图所示

由牛顿第二定律得FN-Wg=嗒解得FN="?+〃吊=（800×10+800×∣∣^N=8400N,根据牛顿第三

定律,汽车对路面的压力FN'=FN=8400N»

B级等级考提升练

6.（多选）如图所示,都江堰水利工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百

丈堤、人字堤等附属工程构成,科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、自动排沙（鱼嘴

分水堤二八分沙）、控制进水流量（宝瓶口与飞沙堰）等问题,消除了水患。1998年灌溉面积达到66.87

万公顷,灌溉区域己达40余县。其排沙主要原理是（）

A.沙子更重,水的冲力有限

B.弯道离心现象,沙石更容易被分离

C.沙石越重,越难被分离

D.沙石越重,越易被分离

客剽BD

解困排沙的原理是当水流流过弯道时,由于水运动的速度比沙石大,所以水更容易向凹岸做离心运动,

在弯道处沙石与水更容易被分离,A错误,B正确;沙石越重,运动的速度越小,则越容易与水分离,C错

误,D正确。

7.在世界一级方程式锦标赛中,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,其原因是（）

A.赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘

B.赛车行驶到弯道时,没有及时加速

C.赛车行驶到弯道时,没有及时减速

D.在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小

⅞⅞C

啦赛车在水平弯道上行驶时,摩擦力提供向心力,而且速度越大,需要的向心力越大,如不及时减速，

当摩擦力不足以提供向心力时,赛车就会做离心运动,冲出跑道,故选项C正确。

8.（多选）

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道连线与水平面夹角为"弯道处的圆弧半径为

R,若质量为m的火车以速度V通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是（）

A.轨道半径R=-

9

Bj=JgRtanO

C.火车速度小于U时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内

D.火车速度大于V时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外

答案IBD

I解析

mg

„2

火车转弯时受力如图所示,火车转弯的向心力由重力和支持力的合力提供,则，咫tan0=w⅛,故转弯半

K

径R=看B转弯时的速度面而,故A错误,B正确;火车速度小于V时,需要的向心力减小,此时

内轨对车轮产生一个向外的作用力,即车轮挤压内轨,故C错误;若火车速度大于1，时,需要的向心力

变大,外轨对车轮产生一个向里的作用力,即车轮挤压外轨,故D正确。

9.一辆运输西瓜的小汽车（可视为质点）,以大小为V的速度经过一座半径为R的拱形桥。在桥的最高

点,其中一个质量为机的西瓜4位置如图所示）受到周围的西瓜对它的作用力的大小为（）

RmV2

B∙^F

rʌmv2

Cjng下D.mg+-

ggc

I解析I西瓜和汽车一起做匀速圆周运动,竖直方向上的合力提供向心力,有mg-F=m（∙,解得F=mg-哭

故C正确。

10.

如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和反它们与

盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动

情况是（）

A.两物体均沿切线方向滑动

B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远

C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动

D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远

⅞⅞D

解近］A、B两物体刚好还未发生滑动时,物体A需要的向心力FA=FfmaX+Fτ=wftr½,物体B需要的向

心力尸B=FfmaX-FT=，加∕τ⅛,因此£»＞外,烧断细线后,细线上拉力FT消失,对A有Bnm物体A做

离心运动;对B有Ffma物体B随盘一起转动,选项D正确,选项A、B、C均错误。

11.（多选）如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40

m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心0、0,距离L=Ioom。赛车沿弯道路线行驶时,路面

对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上

做匀速圆周运动。要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g取IO

m∕s2,7t=3.14),则赛车()

A.在绕过小圆弧弯道后加速

B.在大圆弧弯道上的速率为45m/s

C.在直道上的加速度大小为5.63m∕s2

D.通过小圆弧弯道的时间为5.58s

⅞⅞AB

解画如图所示,设直道分别为AB和CO段,作BE平行于O0；根据几何知识可得BE=IOOm,AE=50

m,AB=5θV3m,大圆弧为匀速圆周运动,速度为出,根据牛顿第二定律225∕g=M⅛-,可得VA=45m/s,

K

小圆弧各处速度为ι⅛,2.25,"g="m^,'5∏∙⅞∙ns=30ΓΠ∕S,VC=VB<W=V。,转过小圆弧弯道后加速,A、B选项

正确;根据运动学公式a=?；；"九=6.50m∕s2,C选项错误;通过小圆弧的时间为r=∣×答^=2.79s,D选项

错误。

12.一辆质量为80Okg的汽车在圆弧半径为50m的拱桥上行驶。(g取10m∕s2)

(1)若汽车到达桥顶时速度为Vi=5m/s,汽车对桥面的压力是多大？

(2)汽车以多大速度经过桥顶时,恰好对桥面没有压力？

(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的,因此汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速,拱桥圆弧

的半径大些比较安全,还是小些比较安全？

(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大,汽车要

在桥面上腾空,速度至少为多大?(已知地球半径为6400km)

⅞⅞∣(1)7600N(2)22.4ɪn/s(3)半径大些比较安全(4)8000m/s

解析

如图所示,汽车到达桥顶时,受到重力Wg和桥面对它的