生活中的圆周运动检测-2022年【新教材】人教版高中物理必修（Word版含解析）

第六章圆周运动第四节生活中的圆周运动基础达标（含解析）一、单选题1．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，只要受离心力作用便做离心运动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．如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，当质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力的作用，下面分析正确的（）A．此时火车转弯所需向心力由支持力来提供B．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用C．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有侧压力作用3．如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心O的距离为5cm。现使圆盘绕过圆心O的水平轴以10rad/s的角速度匀速转动，重力加速度g取10m/s2，当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力为F1，当小球运动到O点正下方时圆盘对小球的作用力为F2，则（）A．F1=1NF2=3N B．F1=2NF2=4NC．F1=2NF2=3N D．F1=1NF2=4N4．如图所示，甲、乙两运动员在水平冰面上训练滑冰，恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r1和r2（r2>r1）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（）A．在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的长B．在做圆周运动时，甲、乙的角速度大小相等C．在冲刺时，甲一定先到达终点线D．在冲刺时，乙到达终点线时的速度较大5．质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋（如图所示），其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为（）

A． B．mgC． D．6．如图所示，质量不计的细线一端固定，另一端悬一个质量为m的小球。现使小球在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为θ。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．小球受到重力、拉力和向心力的作用B．小球所受向心力为细线对小球的拉力C．小球所受向心力大小为D．小球的向心加速度大小为gtanθ7．如图甲所示，轻杆一端固定在转轴O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球在最高点受到杆的弹力大小为F，速度大小为v，其图象如乙图所示，则（）A．时，杆对小球的弹力方向向上B．当地的重力加速度大小为C．小球的质量为D．时，小球受到的弹力与重力大小不相等8．鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示．当翼面与水平面成θ角并以速率v匀速水平盘旋时的半径为（）A． B．C． D．9．如图甲所示，战国时期开始出现的拨浪鼓现在为一种小型儿童玩具，其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为、的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量不同的小球、，其中。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接、的细绳与竖直方向的夹角分别为和，下列判断正确的是（）A．一定有 B．一定有C．一定有 D．和的大小关系与悬球质量有关10．陶器，是用黏土或陶土经捏制成形后烧制而成的器具。陶器历史悠久，在古代是一种生活用品。如图所示，一半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，、是陶罐上同一竖直面内质量相等的两质点，下列说法正确的是（）A．的线速度大于的 B．、所受合力大小不同、方向相反C．、均绕点做匀速圆周运动 D．的向心加速度小于的11．为欢度春节，某酒店的旋转门上A、B两点粘贴着小型装饰物（视为质点）可绕中心轴转动，到中心轴的距离为到中心轴距离的两倍，处装饰物的质量为处装饰物质量的两倍，如图所示。当旋转门匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A、B两处装饰物的周期之比为B．A、B两处装饰物的向心加速度大小之比为C．A、B两处装饰物的线速度大小之比为D．A、B两处装饰物受到的向心力大小之比为12．如图所示，底部装有4个轮子的行李箱a竖立在公交车内，而行李箱b平卧放置在公交车内，箱子四周均有一定空间。当公交车（）A．缓慢起动过程，a、b均相对于公交车向后运动B．急刹车过程，行李箱a相对于公交车向前运动C．缓慢转弯过程，a、b均相对于公交车向外侧运动D．急转弯过程，行李箱a相对于公交车向内侧运动13．如图所示，某机械上的偏心轮绕竖直轴转动，a、b是轮上质量相等的两个质点，下列描述a、b运动的物理量大小相等的是（）A．线速度 B．角速度C．向心力 D．向心加速度14．如图所示，质量为的木块，静置于离转轴水平转动的转盘上。木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的倍（）。以下说法正确的是（）

A．木块受到摩擦力总是沿轻绳方向B．在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力跟木块到轴的距离成正比C．转盘以角速度匀速转动时木块受到摩擦力为D．要保持木块与转盘相对静止，转盘转动的角速度不能大于15．如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（）A．角速度> B．线速度vA>vBC．向心加速度aA<aB D．向心力FA=FB16．在地球上的P点和Q点分别放有质量相等的物体，P、Q到地心的距离相等，则放在P点的小球（）A．线速度大 B．角速度大 C．所受重力大 D．所需向心力大二、解答题17．如图所示，长的轻绳一端固定，另一端系一质量的小球（视为质点），用水平向左的力缓慢拉小球，当轻绳与竖直方向的夹角时，小球处于静止状态，现突然撤去拉力.取重力加速度大小。（1）求撤去拉力瞬间轻绳对小球的拉力大小；（2）若撤去拉力后，小球摆到最低点时的速度大小为，求小球在最低点时轻绳受到的拉力大小。

18．如图所示，内壁光滑、两端封闭的试管长为5cm，内有质量为1g的小球，试管一端装在转轴O上。试管在竖直平面内做匀速圆周运动。已知转动过程中，试管底部受到小球压力的最大值是最小值的3倍，求转动的角速度。（g取10m/s2）19．如图所示；轻杄长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时，求：（1）A、B两球的线速度大小vA、vB；（2）水平转轴对杆的作用力F。参考答案1．D【解析】A．物体一直不受外力作用时，可能做自由落体运动或抛体运动，不是离心运动，A错误；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，合力大于所需向心力，做向心运动，B错误；CD．做匀速圆周运动的物体，只有当外界提供的向心力突然消失或数值变小时才会做离心运动，C错误，D正确。故选D。2．B【解析】AD．当火车以速度v通过弯道时，内、外轨道均不受侧压力的作用，是由支持力与重力的合力作为向心力，AD错误；B．若火车速度大于v时，有做离心运动的趋势，外轨将受到侧压力作用，B正确；C．若火车速度小于v时，有做向心运动的趋势，内轨将受到侧压力作用，C错误。故选B。3．A【解析】小球做匀速圆周运动，在最高点，重力和所需的向心力方向均向下，故F1一定在竖直方向，由牛顿第二定律可得解得，即大小为1N，方向竖直向上，在最低点，重力方向竖直向下，所需向心力竖直向上，故F2一定竖直向上，由牛顿第二定律可得解得，A正确。故选A。4．D【解析】A．由向心力公式可知，甲圆周运动半径较小，运动周期较小，同样做半个圆周运动，故在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的短，A错误；B．由可知，甲的角速度较大，B错误；CD．由可知，甲的线速度较小，即直线冲刺过程的初速度v0较小，由可知，甲的末速度v较小，即乙到达终点线时的速度较大，由可知，甲冲刺过程用时t较长，即乙一定先到达终点线，C错误，D正确。故选D。5．A【解析】

设飞机受到空气的作用力为F，受力分析如图所示，合外力作为向心力，可得解得空气对飞机的作用力大小为A正确。故选A。6．D【解析】A．小球受重力、线的拉力两个力作用，向心力不是小球所受到的力，向心力是重力和拉力的合力，是做圆周运动需要的力，故A错误；B．小球做圆周运动，靠细线的拉力和小球重力的合力提供向心力，故B错误；CD．小球所受的合力所以故C错误D正确。故选D。7．C【解析】B．当F=0时，，恰好由重力作为向心力，满足联立可得当地重力加速度大小为B错误；C．当时，F=c，小球恰好处于平衡状态，可得F=mg可得小球的质量C正确；A．当所需的向心力大于重力，故杆对小球的弹力方向向下，A错误；D．当时，由牛顿第二定律可得代入数据可解得F=mg，小球受到的弹力与重力大小相等，D错误。故选C。8．B【解析】以老鹰为对象，受力如图所示则由牛顿第二定律可知解得故选B。9．A【解析】设拨浪鼓半径为，细绳长为，小球在水平面内做匀速圆周运动，设细绳与竖直方向的夹角为，有解得可知细绳与竖直方向的夹角与小球的质量无关，根据题述可知两小球做圆周运动的角速度相同，由于，根据公式可判断出。故选A。10．B【解析】由图可知，、各自绕上与之等高的点做匀速圆周运动，角速度相等，的转动半径大，则线速度大，向心加速度大，两质点质量相同，则向心力不同，即所受合力大小不同，且方向相反，选项B正确，ACD错误。故选B。11．C【解析】A．A、B两处装饰物绕同一轴转动，则周期相等，选项A错误；B．根据a=ω2r可知，A、B两处装饰物的向心加速度大小之比为2:1，选项B错误；C．根据v=ωr可知，A、B两处装饰物的线速度大小之比为2:1，选项C正确；D．根据F=ma可知，A、B两处装饰物受到的向心力大小之比为1:1，选项D错误。故选C。12．B【解析】设行李箱a竖立时与汽车发生相对运动的加速度为a1，行李箱b平放时与汽车发生相对运动的加速度为a2，根据实际情况可知a1＜a2。A．缓慢起动时，汽车的加速度比较小，如果小于a1，则两只行李箱不会相对车子运动，故A错误；B．急刹车时，汽车减速运动的加速度很大，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；C．缓慢转弯时，只要转动的向心加速度小于a1，两只行李箱不会相对车子向外侧运动，故C错误；D．急转弯时，行李箱a一定会相对车子向外侧运动，不会相对车子向内侧运动，故D错误。故选B。13．B【解析】两点同轴转动，故角速度相等，而半径不同，则，线速度大小不等，向心加速度不等，则向心力不等。故选B。14．C【解析】A．当转盘加速转动时，木块加速转动，则沿切线方向存在加速度，由摩擦力提供，此时摩擦力不沿轻绳方向，故A错误；B．在转速一定的条件下，根据牛顿第二定律有木块受到的摩擦力跟木块到轴的距离不是正比关系，故B错误；C．转盘以角速度匀速转动时，根据牛顿第二定律有解得木块受到摩擦力为，故摩擦力大小为，故C正确；D．要保持木块与转盘相对静止，当摩擦力达到最大时，根据牛顿第二定律有解得，故D错误。故选C。15．B【解析】A、B两物体共轴转动，角速度相等，由v=rω知，A转动的半径较大，则A的线速度较大，向心加速度，故A的向心加速度大；，A的向心力大，故B正确ACD错误。故选B。16．C【解析】AB．地球上的物体随地球自转，角速度相等，根据知，P点的半径小，所以P点的线速度小，AB错误；C．随着纬度升高，重力加速度增大，则P点的重力加速度比Q点大，根据可知，P点的小球所受重力大，C正确；D．根据可知，P点的半径小，所以P点的向心力小，D错误。故选C。17．（1）；（2）