高一物理圆周运动实例分析试卷及答案

高一物理圆周运动实例分析试卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.汽车在水平路面上转弯时，向心力来源于（）A.重力与支持力的合力B.滑动摩擦力C.静摩擦力D.重力、支持力与牵引力的合力2.铁路弯道处，外轨比内轨略高，这样做的目的是（）A.减小轮缘对外轨的挤压B.减小轮缘对内轨的挤压C.使火车按规定速度转弯时，内外轨均不受轮缘的挤压D.以上说法都不对3.洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服（）A.受到重力、弹力、静摩擦力和向心力作用B.在水平方向上只受弹力作用C.受到的静摩擦力随圆筒转速的增大而增大D.受到的弹力与重力是一对平衡力4.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v，则当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力大小是（）A.0B.mgC.3mgD.5mg5.如图所示，用细杆固定一小球在竖直平面内做圆周运动，杆长为L，小球质量为m，当小球在最高点时的速度为v，则杆对小球的作用力（）A.一定是向下的拉力B.一定是向上的支持力C.可能为零D.与小球速度v无关6.汽车以速度v通过一半圆形拱桥的顶端时，汽车受力的说法中正确的是（）A.汽车的向心力就是它所受的重力B.汽车的向心力是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圆心C.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D.以上说法均不正确7.一个物体在水平面上以恒定角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.物体受到的合外力为零B.物体所受合外力方向与速度方向始终垂直C.物体的线速度不变D.物体的加速度不变8.火车转弯做匀速圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是（）A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨均不磨损D.以上说法均不正确9.质量为m的飞机，以速率v在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于（）A.\(m\sqrt{g^{2}+\frac{v^{4}}{R^{2}}}\)B.\(m\frac{v^{2}}{R}\)C.\(m\sqrt{\frac{v^{4}}{R^{2}}-g^{2}}\)D.\(mg\)10.一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（）A.小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零B.小球过最高点时的最小速度是\(\sqrt{gR}\)C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相同二、多项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于圆周运动的说法正确的是（）A.匀速圆周运动是变速运动B.匀速圆周运动的加速度恒定不变C.做圆周运动的物体所受合外力一定指向圆心D.做圆周运动的物体，其线速度方向时刻在改变2.下列哪些现象是利用了物体做离心运动（）A.汽车转弯时要限制速度B.洗衣机脱水C.链球运动员将链球甩出去D.汽车在冰面上行驶时要减速慢行3.如图所示，在水平转台上放置有质量分别为m、2m、3m的三个物体A、B、C，它们与台面间的动摩擦因数均为μ，它们到转轴的距离分别为R、R、2R，当转台匀速转动时，A、B、C均相对转台静止，则（）A.C的向心加速度最大B.B所受的静摩擦力最小C.当转台转速增大时，C最先开始滑动D.当转台转速增大时，A比B先滑动4.关于向心力的说法正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D.向心力是物体所受的合外力在指向圆心方向上的分量5.下列关于竖直平面内的圆周运动说法正确的是（）A.绳模型中小球通过最高点的最小速度为\(\sqrt{gR}\)B.杆模型中小球通过最高点的最小速度可以为零C.绳模型中小球在最高点时，绳对球的拉力一定不为零D.杆模型中小球在最高点时，杆对球的作用力可以为零6.汽车在水平路面上匀速转弯，以下说法正确的是（）A.汽车的速度大小不变，所以汽车做匀速运动B.汽车的速度方向改变，所以汽车做变速运动C.汽车转弯时受到的静摩擦力提供向心力D.汽车转弯时受到的合力为零7.做匀速圆周运动的物体，下列哪些物理量是不变的（）A.线速度B.角速度C.周期D.向心加速度8.一个物体在水平面上做匀速圆周运动，其运动半径为R，线速度大小为v，则（）A.物体运动的角速度为\(\frac{v}{R}\)B.物体运动的周期为\(\frac{2\piR}{v}\)C.物体运动的向心加速度大小为\(\frac{v^{2}}{R}\)D.物体所受合外力大小为\(m\frac{v^{2}}{R}\)（设物体质量为m）9.关于圆周运动的临界问题，下列说法正确的是（）A.绳拉物体在竖直平面内做圆周运动，在最高点物体速度最小为\(\sqrt{gR}\)B.杆支撑物体在竖直平面内做圆周运动，在最高点物体速度最小可以为零C.汽车过拱形桥时，速度越大，对桥的压力越大D.火车转弯时，超过规定速度行驶，外轨会受到车轮的挤压10.以下关于圆周运动实例分析正确的是（）A.汽车过凹形桥时，车对桥的压力大于车的重力B.汽车过凸形桥时，车对桥的压力小于车的重力C.航天器中的宇航员处于失重状态，是因为不受重力作用D.离心运动是物体受到离心力的作用而产生的运动三、判断题（每题2分，共20分）1.匀速圆周运动是匀变速曲线运动。（）2.做圆周运动的物体，所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动。（）3.火车转弯时，若速度大于规定速度，内轨对轮缘有侧压力。（）4.汽车在水平路面上转弯时，速度越大，越容易发生侧滑。（）5.物体做离心运动是因为受到了离心力的作用。（）6.绳拉着小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点的速度可以为零。（）7.杆固定小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点的最小速度是\(\sqrt{gR}\)。（）8.做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，方向时刻改变。（）9.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小。（）10.汽车过拱形桥时，当速度达到\(\sqrt{gR}\)（R为桥的半径）时，汽车对桥的压力为零。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述汽车在水平路面上转弯时，向心力的来源及影响汽车转弯安全的因素。答案：向心力来源于静摩擦力。影响转弯安全的因素有速度大小，速度越大越危险；路面摩擦因数，摩擦因数越小越易侧滑；转弯半径，半径越小越难安全转弯。2.说明火车弯道处外轨比内轨略高的原理。答案：火车转弯时，外轨比内轨略高，火车重力与支持力的合力指向圆心，为火车转弯提供部分向心力。按规定速度行驶时，可减轻轮缘与轨道间的挤压，保障行车安全。3.分析绳模型中小球在竖直平面内做圆周运动经过最高点的临界情况。答案：绳模型中，小球在最高点时，重力提供向心力是临界情况。此时\(mg=m\frac{v^{2}}{R}\)，解得最小速度\(v=\sqrt{gR}\)，速度小于此值，小球不能通过最高点。4.阐述离心运动的概念及生活中利用离心运动的实例。答案：离心运动是物体受到的合外力突然消失或不足以提供所需向心力时，物体逐渐远离圆心的运动。生活实例如洗衣机脱水、离心分离机等。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论在竖直平面内用杆固定小球做圆周运动，小球在最高点的受力情况与速度的关系。答案：当\(v=0\)时，杆对球有向上的支持力\(N=mg\)；当\(0<v<\sqrt{gR}\)时，杆对球有向上的支持力\(N\)，且\(mg-N=m\frac{v^{2}}{R}\)；当\(v=\sqrt{gR}\)时，杆对球作用力为零；当\(v>\sqrt{gR}\)时，杆对球有向下的拉力\(F\)，且\(F+mg=m\frac{v^{2}}{R}\)。2.结合实际，讨论汽车在不同路况下（如湿滑路面、弯道半径不同）行驶时，应如何保障行车安全。答案：在湿滑路面，摩擦因数小，应降低车速，避免急刹车和急转弯。弯道半径小时，向心力需求大，同样要降低车速，增大转弯半径，平稳转向，防止侧滑甩尾。3.探讨航天器在轨道上运行时，宇航员处于失重状态的原因及相关现象。答案：航天器在轨道上运行时，万有引力提供向心力，宇航员与航天器具有相同的加速度，相对航天器间弹力为零，所以处于失重状态。相关现象如宇航员能悬浮在舱内，水滴呈球状等。4.分析在游乐园中，过山车在竖直圆轨道上运行时，经过最高点不掉下来的原因。答案：过山车在最高点时，速度足够大，重力与轨道对过山车的压力的合力提供向心力。只要速度满足\(mg+N=m\frac{v^{2}}{R}\)（N为轨道压力），就能使过山车有足够向心力完成圆周运动而不掉落。答案一、