圓周運動試題及參考答案

(完整word版)圓周運動試題及參考答案(完整word版)圓周運動試題及參考答案(完整word版)圓周運動試題及參考答案第（６３）單元測試題一、單項選擇題1、在某轉(zhuǎn)彎處,規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說法中正確的是(）A．當(dāng)火車以速率v0行駛時,火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B．當(dāng)火車的速率v〉v0時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力C．當(dāng)火車的速率v〉v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D．當(dāng)火車的速率v〈v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力2、一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應(yīng)是（)A．a(chǎn)處 B．b處C．c處 D．d處3、一汽車通過拱形橋頂點時速度為10m/s，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蝽攲蛎鏇]有壓力，車速至少為（)A．15m/s B．20m/sC．25m/s D．30m/s4、質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道內(nèi)側(cè)運動，若經(jīng)最高點不脫離軌道的臨界速度為v,則當(dāng)小球以2v速度經(jīng)過最高點時,小球?qū)壍缐毫Φ拇笮椋?A．0 B．mg C．3mg D．5mg5、雜技演員在表演水流星節(jié)目時,盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)杯子到最高點時,里面水也不流出來，這是因為（)A．水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用了B．水受平衡力作用，合力為零C．水受的合力提供向心力,使水做圓周運動D．杯子特殊，杯底對水有吸力6、把盛水的水桶拴在長為L的繩子一端，使水桶在豎直平面做圓周運動，要使水在水桶轉(zhuǎn)到最高點時不從水桶里流出來，這時水桶的線速度至少應(yīng)該是(）7、在半徑為R的固定半球形碗內(nèi),有一質(zhì)量為m的物體自碗邊向碗底滑動，滑到最低點時速度為v，若物體與碗的動摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點受到的摩擦力大小是（ )8、如圖所示，一球質(zhì)量為m，用長為L的細(xì)線懸掛于O點，在O點正下L/2處釘有一根長釘，把懸線沿水平方向拉直后無初速度釋放，當(dāng)懸線碰到釘子瞬間下列說法正確的是（）A．小球的線速度突然加大B．小球的向心加速度突然減小C．小球的角速度突然減小D．懸線拉力突然增大9、如圖所示，用長為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法中正確的是（）A.小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力B。小球在最高點時繩子的拉力不可能為零C。若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動,則其在最高點的速率為D。小球過最低點時繩子的拉力一定大于小球重力10、汽車駛向一凸形橋，為了在通過橋頂時，減小汽車對橋的壓力，司機(jī)應(yīng)（)A．以盡可能小的速度通過橋頂B．適當(dāng)增大速度通過橋頂C．以任何速度勻速通過橋頂D．使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小11、圖8兩個質(zhì)量相同的小球，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，懸點相同，如圖8所示，A運動的半徑比B的大，則()A．A受到的向心力比B的大B．B受到的向心力比A的大C．A的角速度比B的大D．B的角速度比A的大12、關(guān)于鐵路轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道間有高度差，下列說法正確的是()A．可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減小車輪與鐵軌間的側(cè)向擠壓B．因為列車轉(zhuǎn)彎時要受到離心力的作用,故一般使外軌高于內(nèi)軌,以防列車翻倒C．因為列車轉(zhuǎn)彎時有向內(nèi)側(cè)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車翻倒D．以上說法都不正確13、在高速公路的拐彎處，路面造的外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些,路面與水平面間的夾角為θ.設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零,θ應(yīng)等于（）A．a(chǎn)rcsineq\f（v2,Rg） B．a(chǎn)rctaneq\f(v2，Rg)C.eq\f（1,2)arcsineq\f（2v2,Rg) D．a(chǎn)rccoteq\f（v2,Rg)14、冰面對溜冰運動員的最大靜摩擦力為運動員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運動員，其安全速度為（)A．v＝keq\r(Rg) B．v≤eq\r(kRg)C．v≤eq\r（2kRg） D．v≤eq\r(\f（Rg，k)）15、圖3如圖3所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化,下列關(guān)于小球運動情況的說法正確的是(）A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動C．若拉力突然變小，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPb做離心運動D．若拉力突然變大，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做向心運動16、如圖4所示,圖4小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，下列說法中正確的是（）A．小球通過最高點時的最小速度是v＝eq\r（gR)B．小球通過最高點時的最小速度為0C．小球在水平線ab以下的管道中運動時內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D．小球在水平線ab以上的管道中運動時外側(cè)管壁對小球一定無作用力17、洗衣機(jī)的脫水筒在工作時，有一衣物附著在豎直的筒壁上，則此時(）A．衣物受重力、筒壁彈力和摩擦力作用B．衣物隨筒壁做圓周運動的向心力由摩擦力提供C．筒壁的彈力隨筒轉(zhuǎn)速的增大而增大D．筒壁對衣物的摩擦力隨筒轉(zhuǎn)速的增大而增大18、鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r主要是根據(jù)地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)．下列說法正確的是(）A．v一定時，r越小則要求h越大B．v一定時，r越大則要求h越大C．r一定時，v越大則要求h越大D．r一定時,v越小則要求h越大19、修鐵路時，兩軌間距是1435mm，某處鐵路轉(zhuǎn)彎的半徑是300m,若規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h。請你運用學(xué)過的知識計算一下,要想使內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓，內(nèi)外軌的高度差應(yīng)是多大?20、如圖所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管置于豎直平面內(nèi),兩個質(zhì)量均為m的小球A、B，以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)，A通過最高點C時,對管壁上部的壓力為3mg,B通過最高點C時，對管壁下部的壓力為0．75mg，求A、B兩球落地點間的距離。21、如圖2所示，鏈球運動員在將鏈球拋擲出手之前，總要雙手拉著鏈條加速轉(zhuǎn)動幾圈，這樣可以使鏈球速度盡量增大，拋擲出手后飛行得更遠(yuǎn)．在運動員加速轉(zhuǎn)動的過程中，能發(fā)現(xiàn)他手中與鏈球相連的鏈條與豎直方向的夾角θ將隨著鏈球轉(zhuǎn)速的增大而增大，試通過分析計算說明：為什么θ角隨鏈球轉(zhuǎn)速的增大而增大．圖2以下是答案一、單項選擇題1、ABD2、D3、B4、C5、C6、C7、B8、D9、CD10、B11、A［小球做勻速圓周運動由其所受重力和繩子的拉力的合力充當(dāng)向心力，設(shè)懸線與豎直方向夾角為θ，則F＝mgtanθ＝mω2lsinθ，θ越大，向心力F越大，所以A對，而ω2＝eq\f(g，lcosθ)＝eq\f(g，h)，故兩者的角速度相同．]12、A[鐵路彎道處外軌高于內(nèi)軌,目的是由支持力的水平分力提供向心力，從而減小了鐵軌與輪邊緣間的側(cè)向擠壓力．]13、B［本題主要考查的是圓周運動的向心力問題．試題把情景設(shè)置在高速公路拐彎處，比較新穎，同時也考查考生對實際問題的處理能力．汽車向右拐彎時，受力如圖所示．汽車做圓周運動的圓心與汽車在同一水平面上，當(dāng)支持力N和重力G的合力剛好是汽車沿圓弧運動的向心力時，汽車與路面之間的橫向摩擦力就為0，因此由mgtanθ＝meq\f(v2，R)可得θ＝arctaneq\f(v2,Rg),故本題應(yīng)選B。]14、B［運動員做圓周運動所需的向心力由冰面對他的靜摩擦力提供，要想做圓周運動,必須滿足f＝meq\f（v2，R)，而fmax＝kmg≥f,解得v≤eq\r（kRg）.]二、多項選擇題15、ACD[由F＝eq\f（mv2，r）知，拉力變小，F(xiàn)不足以提供所需向心力、r變大、小球做離心運動;反之，F(xiàn)變大,小球做向心運動．］16、BC［小球沿管道做圓周運動的向心力由重力及管道對小球的支持力的合力沿半徑方向的分力提供．由于管道的內(nèi)、外壁都可以提供支持力，因此過最高點的最小速度為0，A錯誤，B正確；小球在水平線ab以下受外側(cè)管壁指向圓心的支持力作用，C正確；在ab線以上是否受外側(cè)管壁的作用力由速度大小決定，D錯誤．]17、AC［對衣物研究，豎直方向:f＝mg.水平方向：N＝mrω2＝mr（2πn）2.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，摩擦力f不變，彈力N增大．]18、AC［火車轉(zhuǎn)彎時重力和支持力的合力提供向心力,則mgtanθ＝meq\f(v2，r），v＝eq\r(grtanθ）當(dāng)v一定時，r越小，θ越大，而車軌間距恒定，故h越大，A對，B錯；當(dāng)r一定時，v越大,θ越大，同理h越大，C對，D錯．］三、計算題19、0.195m解析火車在轉(zhuǎn)彎時所需的向心力由火車所受的重力和軌道對火車支持力的合力提供的,如圖所示，圖中h為兩軌高度差，d為兩軌間距，mgtanα＝meq\f(v2，r），tanα＝eq\f(v2，gr）,又由于軌道平面和水平面間的夾角一般較小,可近似認(rèn)為：tanα≈sinα＝eq\f（h，d）.因此：eq\f(h,d）＝eq\f(v2，gr）,則h＝eq\f(v2d,gr）＝eq\f（202×1。435，9.8×300)m＝0。195m。點評近似計算是本題關(guān)鍵的一步，即當(dāng)角度很小時sinα≈t