2.3圆周运动的实例分析+同步练习-2023-2024学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

试卷第=page99页，共=sectionpages11页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2.3圆周运动的实例分析同步练习一、单选题1．如图所示，用不可伸长的细线悬挂一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。只增大小球运动的角速度或者只增大小球质量，使小球仍然在水平面内做匀速圆周运动。若空气阻力可忽略不计，下列说法正确的是（）A．小球质量不变，只增大角速度，则细线的拉力不变B．小球质量不变，只增大角速度，则细线的拉力减小C．小球角速度不变，只增大质量，则细线的拉力不变D．小球角速度不变，只增大质量，则细线的拉力增大2．如图所示，一空心圆锥开口向上放置着，圆锥绕竖直方向的中心轴匀速转动，在光滑的圆锥内表面有一物体m与壁保持相对静止，则物体m所受的力为（）A．重力、弹力、下滑力，共三个力 B．重力、弹力、向心力，共三个力C．重力、弹力、离心力，共三个力 D．重力、弹力，共两个力3．高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（）A．当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力B．若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量C．若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度D．当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨4．如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点相对大圆盘不动，关于小强的受力，下列说法正确的是（）A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用，处于平衡状态B．小强随圆盘做匀速圆周运动，圈盘对他的摩擦力充当向心力C．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力D．若使圆盘的转速均匀减小时，小强在P点受到的摩擦力保持不变5．一辆卡车在丘陵地带匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中容易爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（）A．a处 B．b处 C．c处 D．d处6．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，人的质量为，不计钢绳的重力，下列说法正确的是（）A．人对座椅的压力为 B．座椅对人的支持力为C．人受到的合外力为 D．人受到的合外力为7．滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员从A到B的过程中（）A．所受合外力为零B．滑到坡底时滑雪板对滑道的压力最大C．滑道对滑雪板的支持力大小不变D．所受摩擦力大小不变8．2022年2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌.如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动（不考虑冰刀嵌入冰内部分），已知武大靖质量为m，转弯时冰刀平面与冰面间夹角为θ，冰刀与冰面间的动摩擦因数为μ，弯道半径为R，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则武大靖在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为（

）A． B．C． D．二、多选题9．一质量为m的小物体（可视为质点，且相对传送带静止）在水平传送带上被传送，A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮的半径为r，重力加速度大小为g，传送带与皮带轮间不会打滑，当小物体可被水平抛出时（）A．皮带的最小速度为 B．皮带的最小速度为C．A轮每秒的转数最少是 D．A轮每秒的转数最少是10．胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线下列说法正确的是（）A．若汽车速率不变，经过图中A处最容易超压报警B．若汽车速率不变，经过图中B处最容易超压报警C．若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应增大汽车的速度D．若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应减小汽车的速度11．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态B．图b，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘有侧向挤压作用C．图c，材质相同的A、B两物体相对转台静止，一起绕竖直中心轴匀速转动，若旋转半径，质量，则A、B两物体受到的摩擦力D．图d是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度保持不变12．火车转弯时，铁轨的外轨比内轨高，这样做的好处是，火车转弯时如果以规定的速率行驶，刚好可以依靠轨道对火车的支持力和火车的重力的合力提供火车转弯做匀速圆周运动所需要的向心力，从而避免火车车轮与铁轨之间出现侧向挤压，下列相关说法中正确的是（）A．当火车以速率行驶时，火车的重力与轨道支持力是一对平衡力B．当火车的速率时，火车对外轨有向外侧的压力C．当火车的速率时，火车对内轨有向内侧的压力D．当火车的速率时，火车对内轨有向内侧的压力三、实验题13．小于同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端系在传感器的固定挂钩上，下端有一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，小钢球通过最低点时恰能通过光电门（假设遮光片通过光电门的速度即为小球此时的速度）。小于同学进行了下列实验步骤：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为L；（2）拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度后由静止释放，小钢球每次均在竖直平面内运动，记录小钢球每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数F；（3）根据记录的数据描绘出如图乙所示的图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=_____（用题目中所给物理量的符号表示）；（4）由于实验中对速度的近似测量，导致当地重力加速度g的测量值比实际值______（选填“偏大”“偏小”“不变”）。14．某研究型课外学习小组利用如图所示的圆锥摆验证圆周运动的向心力大小与角速度的关系。实验前用天平测得小钢球的质量为m，然后将细线的一端固定在铁架台上，下端悬挂小钢球，具体验证方法如下：（1）将钢球拉离竖直方向一个角度，给小球以合适的初速度，让其做圆锥摆运动，测量球转过n圈所用的时间t，并测量小球做圆周运动的直径d，根据公式，理论上小球做该圆周运动所需要的向心力大小Fn=_______；（2）测出摆长在竖直方向上的投影高度h，查询当地重力加速度g的值，那么小球实际受到的向心力大小=_______；（3）在一次实验操作中，测得小球质量m=50g，n=30，t=38.0s，d=20cm，h=40cm，当地重力加速度g=9.8m/s2，由测得数据可算得=_______N、=_______N（计算结果保留4位有效数字），根据实验结果就可以验证向心力大小与角速度的关系。四、解答题15．如图所示，质量为的支座上有一水平细轴，轴上套有一长为的轻细绳，绳的另一端栓一质量为的小球，让球在竖直面内做匀速圆周运动，当小球运动到最高点时，支座恰好离开地面。求：（1）则此时小球的线速度是多少；（2）小球在最低点时，整个装置对地面的压力。16．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，已知细绳与竖直方向成角，求：（1）小球的向心力大小（2）小球运动的线速度大小（3）小球运动的周期17．如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量为m的光滑小球A和质量为2m的光滑小球B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度增大到某个值时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g求：（1）两小球均静止时，求弹簧的长度；（2）当小球B刚要离开台面时，求小球A对弹簧的压力；（3）求小球B刚要离开台面时的角速度ω0。18．如图所示，光滑圆锥面母线与竖直方向的夹角为θ，质量为m、可视为质点的小球用原长为l0的轻绳固定，绳子另一端固定在圆锥体顶点，小球随圆锥体绕轴转动，重力