試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)試卷第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)2.3圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理教科版（2019）必修第二冊(cè)一、單選題1．利用雙線可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)而不易偏離豎直面，如一根長(zhǎng)為2細(xì)線系一質(zhì)量為小球，兩線上端系于水平橫桿上，、兩點(diǎn)相距也為，若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，每根線承受的張力為（）A． B． C． D．2．為了解決高速列車在彎路上運(yùn)行時(shí)輪軌間的磨損問(wèn)題，保證列車能安全地通過(guò)彎道，常用的辦法是將彎道曲線外軌墊高。已知某曲線路段設(shè)計(jì)兩鐵軌間距離，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)，當(dāng)火車與鐵軌間無(wú)側(cè)向擠壓時(shí)的運(yùn)行速度稱為規(guī)定速度，則火車過(guò)彎的規(guī)定速度v與該路段的曲線半徑r之間應(yīng)符合以下哪種關(guān)系（）A． B．C． D．3．A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，都沒(méi)有滑動(dòng)，如圖所示．靜摩擦因素均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸為R，C離軸為2R.當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（

）A．當(dāng)圓臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，C物的向心加速度最大B．當(dāng)圓臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B的靜摩擦力最小C．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速逐漸增加時(shí)，A受到的靜摩擦力始終指向圓臺(tái)的轉(zhuǎn)軸D．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C比A先滑動(dòng)4．如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒固定不動(dòng)且軸線豎直，兩個(gè)質(zhì)量相同的球甲、乙緊貼著內(nèi)壁，分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R甲>R乙，則（）A．角速度ω甲<ω乙B．對(duì)筒壁的彈力N甲>N乙C．加速度a甲>a乙D．線速度v甲>v乙5．如圖所示，用水平傳送帶傳送一質(zhì)量為的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），A為終端皮帶輪，已知皮帶輪半徑為，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑。當(dāng)小物體可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)速最小是（重力加速度為）（）A． B． C． D．6．如圖所示，用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，角速度為ω，細(xì)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)繩始終與小圓相切。在細(xì)繩的另外一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球在桌面上恰好在以O(shè)為圓心的大圓上做圓周運(yùn)動(dòng)。小球和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，以下說(shuō)法正確的是A．小球?qū)⒆鲎兯賵A周運(yùn)動(dòng)B．細(xì)繩拉力為mω2C．小球與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝D．手對(duì)細(xì)繩做功的功率為7．如圖所示，用輕繩一端拴一小球，繞另一端點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若繩子不夠牢，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩子最易斷的位置是小球運(yùn)動(dòng)到（）A．最高點(diǎn)B．最低點(diǎn)C．兩側(cè)與圓心等高處D．無(wú)法確定8．如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐桶的軸線垂直于水平面，圓錐桶固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量分別為mA和mB（mA>mB）的小球緊貼內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．A球的角速度大于B球的角速度B．A球的線速度大于B球的線速度C．A球的周期大于B球運(yùn)動(dòng)的周期D．A球?qū)ν氨诘膲毫Υ笥贐球?qū)ν氨诘膲毫?．在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌，如圖所示，當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度v轉(zhuǎn)彎時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)火車的質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度也改變B．當(dāng)火車的速率大于v時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓C．當(dāng)火車的速率小于v時(shí)，火車將有向外側(cè)沖出軌道的危險(xiǎn)D．設(shè)計(jì)彎道處的外軌略高于內(nèi)軌主要是為了減少車輪與鐵軌間的摩擦10．已知某飛行員在一次俯沖中受到的支持力是重力大小的9倍，飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小為v，已知重力加速度大小為g，則飛機(jī)俯沖中做的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為（）A． B． C． D．11．棉花糖是廣受青少年非常喜愛(ài)的休閑食品。制作棉花糖時(shí)利用了（

）A．自由落體運(yùn)動(dòng)B．離心運(yùn)動(dòng)C．平拋運(yùn)動(dòng)D．勻速直線運(yùn)動(dòng)12．如圖所示，水平圓盤(pán)上放置一物體P，用一輕質(zhì)彈簧將該物體和圓盤(pán)中心O固連，此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)，圓盤(pán)能繞通過(guò)其中心的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)讓圓盤(pán)從靜止開(kāi)始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到P與圓盤(pán)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則在此過(guò)程中P與圓盤(pán)間的摩擦力大?。ǎ〢．先增大后減小 B．先減小后增加 C．一直增大 D．一直減小13．汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎和在傾斜路面轉(zhuǎn)彎的情景分別如圖甲、乙所示。傾斜路面外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些。設(shè)某質(zhì)量為m的汽車，分別在兩種路面轉(zhuǎn)彎時(shí)速度大小均為v，轉(zhuǎn)彎軌跡均可視為半徑為R的圓弧。這輛汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，所需向心力F的大小，下列表達(dá)式正確的是（）A． B．C． D．14．一輛載重卡車，在丘陵地區(qū)以不變的速率行駛，地形如圖所示，由于輪胎已舊，途中爆胎，你認(rèn)為A、B、C、D四處中，爆胎可能性最大的一處是（）A．A處 B．B處 C．C處 D．D處15．如圖所示，旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，水珠會(huì)從傘的邊緣沿切線方向飛出，這屬于(

)A．失重現(xiàn)象 B．超重現(xiàn)象 C．離心現(xiàn)象 D．蒸發(fā)現(xiàn)象二、填空題16．汽車在水平轉(zhuǎn)彎時(shí)由________提供向心力，如果發(fā)生側(cè)翻通常向彎道的________（選填“內(nèi)側(cè)”或者“外側(cè)”）翻倒，而引起汽車側(cè)翻的主要原因有________．A．汽車速度太小B．汽車轉(zhuǎn)彎半徑太小C．汽車輪胎與路面間的摩擦因數(shù)太大．17．如圖所示，拱橋橋頂部分路面是部分圓周，汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)速度為v時(shí)，車對(duì)橋的壓力為車重的。如果汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)時(shí)對(duì)橋頂恰無(wú)壓力，則汽車速度大小為_(kāi)______。18．如圖所示，一輛汽車在水平路面上行駛時(shí)對(duì)路面的壓力_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）汽車所受的重力；通過(guò)拱形路面最高處時(shí)對(duì)路面的壓力_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）汽車所受的重力．三、實(shí)驗(yàn)題19．小于同學(xué)為了測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。拉力傳感器豎直固定，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線上端系在傳感器的固定掛鉤上，下端有一小鋼球，鋼球底部固定有遮光片，在拉力傳感器的正下方安裝有光電門(mén)，小鋼球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)恰能通過(guò)光電門(mén)（假設(shè)遮光片通過(guò)光電門(mén)的速度即為小球此時(shí)的速度）。小于同學(xué)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球的直徑為D，用刻度尺測(cè)量小鋼球到懸點(diǎn)的擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)；（2）拉起小鋼球，使細(xì)線與豎直方向成不同角度后由靜止釋放，小鋼球每次均在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，記錄小鋼球每次通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間和對(duì)應(yīng)的拉力傳感器示數(shù)F；（3）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖像，已知圖像與縱軸交點(diǎn)為a，圖像斜率為k，則通過(guò)以上信息可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣缺磉_(dá)式為g=_____（用題目中所給物理量的符號(hào)表示）；（4）由于實(shí)驗(yàn)中對(duì)速度的近似測(cè)量，導(dǎo)致當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的測(cè)量值比實(shí)際值______（選填“偏大”“偏小”“不變”）。四、解答題20．如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤(pán)可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)上放著A、B兩個(gè)物塊，轉(zhuǎn)盤(pán)中心O處固定一力傳感器，它們之間用細(xì)線連接。已知mA=mB=1kg，兩組線長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.25m。細(xì)線能承受的最大拉力均為Fm=8N。A與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩物塊和力傳感器均視為質(zhì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)盤(pán)靜止時(shí)細(xì)線剛好伸直，傳感器的讀數(shù)為零。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器上就會(huì)顯示相應(yīng)的讀數(shù)F，g取。求：（1）當(dāng)AB間細(xì)線的拉力為零時(shí)，物塊B能隨轉(zhuǎn)盤(pán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度；（2）隨著轉(zhuǎn)盤(pán)角速度增加，OA間細(xì)線剛好產(chǎn)生張力時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度；（3）試通過(guò)計(jì)算寫(xiě)出傳感器讀數(shù)隨轉(zhuǎn)盤(pán)角速度變化的函數(shù)關(guān)系式。21．在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h，汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍．如果汽車在這種高速公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？事實(shí)上在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，路面與水平面間的夾角為θ，且tanθ＝0.2；而拐彎路段的圓弧半徑R＝200m．若要使車輪與路面之間的側(cè)向摩擦力等于零，則車速v應(yīng)為多少？(取g＝10m/s2)22．如圖所示，用長(zhǎng)為2m的輕質(zhì)細(xì)線拴一質(zhì)量為2kg的小球，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，擺線與豎直方向的夾角θ是37°，不計(jì)空氣阻力。（g＝10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）擺線對(duì)小球拉力大??；（2）小球的角速度大小。23．一細(xì)桿與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，水的質(zhì)量m=0.5kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l=50cm。（取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力）（1）若在最高點(diǎn)水不流出來(lái)，求桶的最小速率；（2）若在最高點(diǎn)水桶的速率v=3m/s，求水對(duì)桶底的壓力。答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)參考答案：1．B【解析】【詳解】小球恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí)有解得根據(jù)動(dòng)能定理得由牛頓第二定律得聯(lián)立以上公式得故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選B。2．C【解析】【分析】【詳解】設(shè)內(nèi)、外軌間距與水平面之間的夾角為，當(dāng)火車火車轉(zhuǎn)彎與鐵軌間無(wú)側(cè)向擠壓時(shí)，其重力與支持力的合力提供向心力，如圖示，根據(jù)牛頓第二定律，有可得規(guī)定速度由于傾角很小，則有所以規(guī)定速度可知火車過(guò)彎時(shí)其規(guī)定速度v的平方與該路段的曲線半徑r成正比。故選C。3．C【解析】【分析】【詳解】A．三個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，對(duì)任意一個(gè)受力分析，如圖支持力與重力平衡由于A、B、C三個(gè)物體共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω相等，根據(jù)題意根據(jù)可知A正確；B．由向心力公式得三物體的向心力分別為所以B的靜摩擦力最小，B正確；C．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速逐漸增加時(shí)，A受到的靜摩擦力應(yīng)有切向的分力，還有徑向的分力，所以靜摩擦力不指向圓臺(tái)的轉(zhuǎn)軸，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，三個(gè)物體受到的靜摩擦力都增大，而三個(gè)物體的最大靜摩擦力分別為可見(jiàn)，當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C的靜摩擦力最先達(dá)到最大值，C比A先滑動(dòng)，D正確。故選C。4．AD【解析】【詳解】AB．兩球所受的重力大小相等，根據(jù)力的合成，知兩支持力大小、合力大小相等，合力沿水平方向，提供向心力。根據(jù)得r大則角速度小，所以球甲的角速度小于球乙的角速度，A正確，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式可知，由于合力相同，故向心加速度相同，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)公式解得合力、質(zhì)量相等，r大線速度大，所以球甲的線速度大于球乙的線速度，D正確。故選AD。5．A【解析】【詳解】當(dāng)小物體可被水平拋出時(shí)，在終端皮帶輪的最高點(diǎn)處有又因?yàn)楣蔄輪的轉(zhuǎn)速故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6．C【解析】【詳解】A．手握著細(xì)繩做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)繩始終與小圓相切，所以細(xì)繩另外一端的小球做的也是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)大圓半徑為R，由圖分析可知R＝設(shè)繩中張力為T(mén)，則Tcosφ＝mRω2，cosφ＝故T＝故B錯(cuò)誤；C．小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故小球與桌面間的摩擦力f＝μmg＝Tsinφ由于T＝，sinφ＝所以μ＝故C正確；D．手對(duì)細(xì)繩做功的功率等于細(xì)繩對(duì)小球做功的功率，故P＝Tvsinφ＝故D錯(cuò)誤。故選C。7．B【解析】【詳解】小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各個(gè)位置所需的向心力大小一樣；小球在上半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)是拉力加上重力沿繩方向的分量等于向心力，小球在下半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)是拉力減去重力沿繩方向的分量等于向心力，則小球在下半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)繩中拉力較大；小球在下半圓運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，重力沿繩方向的分量最大，則在圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)時(shí)，繩中拉力最大；綜上，繩子最易斷的位置是小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)。故B項(xiàng)正確，ACD三項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。8．A【解析】【詳解】A．對(duì)小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律解得因?yàn)樗訟錯(cuò)誤；B．對(duì)小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律解得因?yàn)樗訠正確；C．根據(jù)角速度與周期的關(guān)系可知周期關(guān)系C正確；D．小球在豎直方向上滿足因?yàn)樗越Y(jié)合牛頓第三定律可知A球?qū)ν氨诘膲毫Υ笥贐球?qū)ν氨诘膲毫?，D正確。本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選A。9．B【解析】【詳解】A．當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度v轉(zhuǎn)彎時(shí)，滿足即與貨車的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BC．若速度大于規(guī)定速度v時(shí)，重力和支持力的合力不夠提供向心力，此時(shí)外軌對(duì)火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓外軌，此時(shí)火車將有向外側(cè)沖出軌道的危險(xiǎn)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．內(nèi)外軌道有高度差，主要是為了火車拐彎時(shí)不側(cè)向擠壓車輪輪緣，靠重力和支持力的合力提供向心力，故D錯(cuò)誤；故選B。10．C【解析】【詳解】設(shè)飛機(jī)俯沖中做的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律可得由題意可知聯(lián)立解得故選C。11．B【解析】【分析】【詳解】制作“棉花糖”的過(guò)程中，糖熔化后被甩出，利用離心運(yùn)動(dòng)。故選B。12．B【解析】【詳解】由合力提供向心力得由于彈力F不變，角速度增大，則摩擦力減小直到為0；之后角速度繼續(xù)增大，則摩擦力反向增大。故選B。13．B【解析】【詳解】輛汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，豎直方向重力和地面的支持力平衡，則所需向心力F的大小故選B。14．D【解析】【詳解】在坡頂，由牛頓第二定律得解得即,在坡谷，由牛頓第二定律得解得即，由上分析可知?jiǎng)t在B、D兩點(diǎn)比A、C兩點(diǎn)容易爆胎，而D點(diǎn)半徑比B點(diǎn)小，則D點(diǎn)最容易爆胎，故選D．【點(diǎn)睛】以車為研究對(duì)象，在這些點(diǎn)由重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，研究支持力與半徑的關(guān)系，確定何處支持力最大，最容易爆胎。15．C【解析】【詳解】當(dāng)旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，從而遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。16．

摩擦力

外側(cè)

B【解析】【詳解】汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由靜摩擦力提供，如果速度過(guò)大，所需要的向心力就大，靜摩擦力不足以提供向心力則出現(xiàn)離心現(xiàn)象．如果發(fā)生側(cè)翻通常向彎道的外側(cè)翻倒，引起汽車側(cè)翻的主要原因有：汽車的速度太大，或汽車的轉(zhuǎn)彎半徑太小等．故選項(xiàng)B正確．17．1.5v【解析】【詳解】根據(jù)牛頓第二定律得當(dāng)壓力為零時(shí)有聯(lián)立解得【點(diǎn)睛】汽車在橋頂靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出速度的大??；當(dāng)車對(duì)橋頂壓力為零時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度大小。18．

等于

小于【解析】【詳解】[1]汽車在水平路面上行駛時(shí)對(duì)路面的壓力等于其重力；[2]汽車通過(guò)凸圓弧形路面頂部時(shí)，由汽車的重力和橋面的支持力的合力提供汽車的向心力，即根據(jù)牛頓第三定律得解得19．

偏大【解析】【分析】【詳解】(3)[1]在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有，聯(lián)立可得結(jié)合圖象的斜率截距a=mg，解(4)[2]由于實(shí)驗(yàn)中對(duì)速度的近似測(cè)量，即中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度小于中間位置的瞬時(shí)速度，導(dǎo)致速度測(cè)量值偏小，根據(jù)以上分析可知重力加速度g的測(cè)