高中物理-第六章-圓周運動-4-生活中的圓周運動素養(yǎng)檢測(含解析)新人教版必修2

2020-2021高中物理第六章圓周運動4生活中的圓周運動素養(yǎng)檢測（含解析）新人教版必修22020-2021高中物理第六章圓周運動4生活中的圓周運動素養(yǎng)檢測（含解析）新人教版必修2PAGE7-2020-2021高中物理第六章圓周運動4生活中的圓周運動素養(yǎng)檢測（含解析）新人教版必修2生活中的圓周運動(25分鐘60分)一、單項選擇題（本題共6小題，每小題5分,共30分）1?；疖囋谒杰壍郎限D(zhuǎn)彎時，若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道一樣高，則火車轉(zhuǎn)彎時()A。對外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用B。對內(nèi)軌產(chǎn)生向外的擠壓作用C。對外軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用D。對內(nèi)軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用【解析】選A。火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時,做圓周運動，需要有力提供指向圓心的向心力，即方向指向內(nèi)側(cè)，此時外軌對火車的壓力提供向心力，根據(jù)牛頓第三定律可知，火車對外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用.2。世界一級方程式錦標賽新加坡大獎賽賽道單圈長5。067公里，共有23個彎道，如圖所示,賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道,則以下說法正確的是 ()A。是由于賽車行駛到彎道時,運動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的B.是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的C.是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的D。由公式F=mω2r可知，彎道半徑越大,越容易沖出跑道【解析】選B。賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時,靜摩擦力提供向心力，最大靜摩擦力與重力成正比，而需要的向心力為。賽車在轉(zhuǎn)彎前速度很大,轉(zhuǎn)彎時做圓周運動的半徑就需要很大,運動員沒有及時減速就會造成賽車沖出跑道，B正確，A、C、D錯誤.3。城市中為了解決交通問題，修建了許多立交橋。如圖所示，橋面是半徑為R的圓弧形的立交橋AB,橫跨在水平路面上，一輛質(zhì)量為m的小汽車,從A端沖上該立交橋，小汽車到達橋頂時的速度大小為v1，若小汽車在上橋過程中保持速率不變,則 (）A.小汽車通過橋頂時處于失重狀態(tài)B.小汽車通過橋頂時處于超重狀態(tài)C。小汽車在上橋過程中受到橋面的支持力大小為FN=mg-maD.小汽車到達橋頂時的速度必須大于【解析】選A。由圓周運動知識知，小汽車通過橋頂時，其加速度方向向下，由牛頓第二定律得mg—FN=ma，解得FN=mg—ma<mg,故其處于失重狀態(tài),A正確,B錯誤；FN=mg—ma只在小汽車通過橋頂時成立，而其上橋過程中的受力情況較為復雜，C錯誤；由mg-FN=m，F(xiàn)N≥0,解得v≤，D錯誤。4.離心現(xiàn)象在我們的日常生活中經(jīng)常能夠遇到，離心運動有很多的應用，同時離心運動也會帶來危害，下列現(xiàn)象中應用離心運動的是 ()A。汽車轉(zhuǎn)彎時需要減速B?；疖囖D(zhuǎn)彎處外側(cè)軌道比內(nèi)側(cè)軌道稍高些C?；\動員在轉(zhuǎn)彎時需要限制速度D。洗衣機脫水筒高速旋轉(zhuǎn)把附著在衣服上的水分甩掉【解析】選D。汽車轉(zhuǎn)彎時需要減速，以防止靜摩擦力不足以提供轉(zhuǎn)彎時所需的向心力,做離心運動，造成事故，A錯?；疖囖D(zhuǎn)彎處外側(cè)軌道比內(nèi)側(cè)軌道稍高些，是利用向心力做圓周運動,而非離心現(xiàn)象，B錯?；\動員在轉(zhuǎn)彎時需要限制速度，防止發(fā)生離心運動，C錯.洗衣機脫水筒高速旋轉(zhuǎn)把附著在衣服上的水分甩掉，是利用離心運動，D對.5.一輛汽車質(zhì)量m=2.0t，汽車與路面的動摩擦因數(shù)為μ=0。2,公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為R=50m（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2)，問:若路面水平，A.9m/s BC.11m/s D。【解析】選C。汽車轉(zhuǎn)彎時，靜摩擦力提供向心力,要不發(fā)生側(cè)滑：f≤μmg；又因圓周運動有：f=m得：v≤=10m/s，所以汽車轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車速度不可能是11m/s，A、B、D不符合題意6。在公交車上坐著一位中學生，腳邊放著他攜帶的一小桶水。當公交車急轉(zhuǎn)彎時，桶內(nèi)的水濺了出來.中學生對司機有意見了，于是便出現(xiàn)了下面的一段對話：中學生：師傅，怎么搞的，我桶里的水都潑出來了司機：我車子正在轉(zhuǎn)彎呢中學生：那你彎子為什么轉(zhuǎn)得那么大？轉(zhuǎn)小點，桶里的水就不會潑出來了司機：如果我把彎子轉(zhuǎn)得小一點,你桶里濺出來的水會更多你讀了這段對話,對下面的說法進行判斷，其中錯誤的是 （)A。中學生說的對B.司機師傅說的對C。汽車轉(zhuǎn)彎時，桶內(nèi)的水會潑出來，這是一種離心現(xiàn)象D。汽車轉(zhuǎn)彎時，桶內(nèi)的水會潑出來，是外界提供的向心力不足造成的【解析】選A。汽車轉(zhuǎn)彎時,桶內(nèi)的水會潑出來,是外界提供的向心力不足造成的，這是一種離心現(xiàn)象，司機說的對.“彎轉(zhuǎn)得小點，桶里的水就不會潑出來了”忽略了慣性，中學生說法錯誤，故選A。二、非選擇題（本題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位）7。(14分)隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，近年來我國私家車數(shù)量快速增長，高級和一級公路的建設也正加速進行。為了防止在公路彎道部分由于行車速度過大而發(fā)生側(cè)滑,常將彎道部分設計成外高內(nèi)低.如果某品牌汽車的質(zhì)量為m,汽車行駛時彎道部分的半徑為r，汽車輪胎與路面的動摩擦因數(shù)為μ，路面設計的傾角為θ，如圖所示（重力加速度g取10m/s2（1）速度為多少時汽車輪胎沒有受到側(cè)向的摩擦力？（2）為使汽車轉(zhuǎn)彎時不打滑,汽車行駛的最大速度是多少？【解析】（1）當無摩擦力時，重力和支持力的合力充當向心力，即F=mgtanθ=m,解得v=。（2)對車受力分析如圖所示，豎直方向：FNcosθ=mg+Ffsinθ;水平方向:FNsinθ+Ffcosθ=m又Ff=μFN，可得v=答案:（1)（2)8。(16分)一輛汽車勻速率通過一座圓弧形拱形橋后，接著又以相同速率通過一圓弧形凹形橋。設兩圓弧半徑相等，汽車通過拱形橋橋頂時，對橋面的壓力F1為車重的一半，汽車通過圓弧形凹形橋的最低點時,對橋面的壓力為F2，則F1與F2之比是多少？【解析】汽車通過拱形橋橋頂時有：mg-F1=,通過圓弧形凹形橋最低點時有：F2—mg=，而2F1=mg，則F2-mg=mg-F1，F(xiàn)2=2mg—F1=4F1—F1=3F1，所以F1∶F2=1∶3,答案：1∶3（15分鐘40分)9。（6分)火車轉(zhuǎn)彎做圓周運動,如果外軌和內(nèi)軌一樣高，火車能勻速通過彎道做圓周運動，下列說法中正確的是 (）A.火車通過彎道向心力的來源是外軌的水平彈力，所以外軌容易磨損B?；疖囃ㄟ^彎道向心力的來源是內(nèi)軌的水平彈力，所以內(nèi)軌容易磨損C?；疖囃ㄟ^彎道向心力的來源是火車的重力，所以內(nèi)外軌道均不磨損D。以上三種說法都是錯誤的【解析】選A。因為火車在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,內(nèi)、外軌一樣高,火車圓周運動所需的向心力只能由鐵軌提供的水平方向的彈力提供,火車的車輪構(gòu)造示意圖如圖，故可知，彈力只能由外軌提供，所以外軌易磨損，故只有A正確。10。（6分)實驗室模擬拱形橋來研究汽車通過橋的最高點時對橋的壓力。在較大的平整木板上相隔一定的距離釘4個釘子,將三合板彎曲成拱橋形卡入釘內(nèi),三合板上表面事先鋪上一層牛仔布以增加摩擦,這樣玩具慣性車就可以在橋面上跑起來了.把這套系統(tǒng)放在電子秤上，關(guān)于電子秤的示數(shù)下列說法正確的是 (）A。玩具車靜止在拱橋頂端時的示數(shù)小一些B。玩具車運動通過拱橋頂端時的示數(shù)大C.玩具車運動通過拱橋頂端時處于超重狀態(tài)D。玩具車運動通過拱橋頂端時速度越大（未離開拱橋)，示數(shù)越小【解析】選D。玩具車在最高點時,受向下的重力和向上的支持力作用，當靜止時，F(xiàn)N=mg，當小車有速度時,根據(jù)牛頓第二定律得mg—FN=m，即FN=mg-m〈mg,加速度向下，處于失重狀態(tài),根據(jù)牛頓第三定律得玩具慣性車對橋面的壓力FN′=FN，所以玩具慣性車運動通過拱橋頂端時，速度越大（未離開拱橋)，示數(shù)越小，故A、B、C錯誤,選項D正確。11.（6分）(多選)下列哪些措施是為了防止離心現(xiàn)象造成的危害(）A.工廠里磨刀用的砂輪外側(cè)加一個防護罩B。洗衣機脫水筒上留有許多小孔C.公路上將要進入彎道處設有限速的警示標志D.汽車車輪后面加裝一個擋泥板【解析】選A、C、D。因為F向=mω2R=m·(2πn）2R，所以轉(zhuǎn)速很高的砂輪所需的向心力就大，轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑做得太大，就會出現(xiàn)砂輪承受不了巨大的力而斷裂，出現(xiàn)離心運動。工廠里磨刀用的砂輪外側(cè)加一個防護罩，就是為了防止這種事故的發(fā)生，故A正確；洗衣機脫水工作就是應用了水的離心運動，故B錯誤；因為F向=,所以速度越快所需的向心力就越大，汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度，來減小汽車所需的向心力，防止離心運動，故C正確；汽車在有泥水的路面上高速行駛時，泥水被輪胎帶動起來做離心運動，汽車車輪加裝一個擋泥板，可防止泥水濺到汽車底盤或其他地方，故D正確。12.（22分）如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向,母線與軸線之間的夾角θ為37°，一條長度為L的繩(質(zhì)量不計)，一端的位置固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小球（可看成質(zhì)點),小球以角速度ω繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運動.（1)當ω=時，求繩對小球的拉力；(2)當ω=時,求繩對小球的拉力?！窘馕觥浚?）當小球剛要離開錐面時，錐面對小球沒有支持力,由牛頓第二定律得：Tcosθ—mg=0，Tsin