高一物理圓周運動實例分析試卷及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，向心力來源于（）A.重力與支持力的合力B.滑動摩擦力C.靜摩擦力D.重力、支持力與牽引力的合力2.鐵路彎道處，外軌比內(nèi)軌略高，這樣做的目的是（）A.減小輪緣對外軌的擠壓B.減小輪緣對內(nèi)軌的擠壓C.使火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓D.以上說法都不對3.洗衣機(jī)脫水桶在轉(zhuǎn)動時，衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來，則衣服（）A.受到重力、彈力、靜摩擦力和向心力作用B.在水平方向上只受彈力作用C.受到的靜摩擦力隨圓筒轉(zhuǎn)速的增大而增大D.受到的彈力與重力是一對平衡力4.質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側(cè)運動，經(jīng)過最高點而不脫離軌道的最小速度是v，則當(dāng)小球以2v的速度經(jīng)過最高點時，對軌道的壓力大小是（）A.0B.mgC.3mgD.5mg5.如圖所示，用細(xì)桿固定一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，桿長為L，小球質(zhì)量為m，當(dāng)小球在最高點時的速度為v，則桿對小球的作用力（）A.一定是向下的拉力B.一定是向上的支持力C.可能為零D.與小球速度v無關(guān)6.汽車以速度v通過一半圓形拱橋的頂端時，汽車受力的說法中正確的是（）A.汽車的向心力就是它所受的重力B.汽車的向心力是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圓心C.汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用D.以上說法均不正確7.一個物體在水平面上以恒定角速度做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.物體受到的合外力為零B.物體所受合外力方向與速度方向始終垂直C.物體的線速度不變D.物體的加速度不變8.火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運動，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.火車通過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.火車通過彎道向心力的來源是火車的重力，所以內(nèi)外軌均不磨損D.以上說法均不正確9.質(zhì)量為m的飛機(jī)，以速率v在水平面上做半徑為R的勻速圓周運動，空氣對飛機(jī)作用力的大小等于（）A.\(m\sqrt{g^{2}+\frac{v^{4}}{R^{2}}}\)B.\(m\frac{v^{2}}{R}\)C.\(m\sqrt{\frac{v^{4}}{R^{2}}-g^{2}}\)D.\(mg\)10.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，以下說法正確的是（）A.小球過最高點時，桿所受的彈力可以等于零B.小球過最高點時的最小速度是\(\sqrt{gR}\)C.小球過最高點時，桿對球的作用力一定與小球所受重力方向相反D.小球過最高點時，桿對球的作用力一定與小球所受重力方向相同二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于圓周運動的說法正確的是（）A.勻速圓周運動是變速運動B.勻速圓周運動的加速度恒定不變C.做圓周運動的物體所受合外力一定指向圓心D.做圓周運動的物體，其線速度方向時刻在改變2.下列哪些現(xiàn)象是利用了物體做離心運動（）A.汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度B.洗衣機(jī)脫水C.鏈球運動員將鏈球甩出去D.汽車在冰面上行駛時要減速慢行3.如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放置有質(zhì)量分別為m、2m、3m的三個物體A、B、C，它們與臺面間的動摩擦因數(shù)均為μ，它們到轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，A、B、C均相對轉(zhuǎn)臺靜止，則（）A.C的向心加速度最大B.B所受的靜摩擦力最小C.當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速增大時，C最先開始滑動D.當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速增大時，A比B先滑動4.關(guān)于向心力的說法正確的是（）A.物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力B.向心力不改變圓周運動物體速度的大小C.做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的D.向心力是物體所受的合外力在指向圓心方向上的分量5.下列關(guān)于豎直平面內(nèi)的圓周運動說法正確的是（）A.繩模型中小球通過最高點的最小速度為\(\sqrt{gR}\)B.桿模型中小球通過最高點的最小速度可以為零C.繩模型中小球在最高點時，繩對球的拉力一定不為零D.桿模型中小球在最高點時，桿對球的作用力可以為零6.汽車在水平路面上勻速轉(zhuǎn)彎，以下說法正確的是（）A.汽車的速度大小不變，所以汽車做勻速運動B.汽車的速度方向改變，所以汽車做變速運動C.汽車轉(zhuǎn)彎時受到的靜摩擦力提供向心力D.汽車轉(zhuǎn)彎時受到的合力為零7.做勻速圓周運動的物體，下列哪些物理量是不變的（）A.線速度B.角速度C.周期D.向心加速度8.一個物體在水平面上做勻速圓周運動，其運動半徑為R，線速度大小為v，則（）A.物體運動的角速度為\(\frac{v}{R}\)B.物體運動的周期為\(\frac{2\piR}{v}\)C.物體運動的向心加速度大小為\(\frac{v^{2}}{R}\)D.物體所受合外力大小為\(m\frac{v^{2}}{R}\)（設(shè)物體質(zhì)量為m）9.關(guān)于圓周運動的臨界問題，下列說法正確的是（）A.繩拉物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在最高點物體速度最小為\(\sqrt{gR}\)B.桿支撐物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在最高點物體速度最小可以為零C.汽車過拱形橋時，速度越大，對橋的壓力越大D.火車轉(zhuǎn)彎時，超過規(guī)定速度行駛，外軌會受到車輪的擠壓10.以下關(guān)于圓周運動實例分析正確的是（）A.汽車過凹形橋時，車對橋的壓力大于車的重力B.汽車過凸形橋時，車對橋的壓力小于車的重力C.航天器中的宇航員處于失重狀態(tài)，是因為不受重力作用D.離心運動是物體受到離心力的作用而產(chǎn)生的運動三、判斷題（每題2分，共20分）1.勻速圓周運動是勻變速曲線運動。（）2.做圓周運動的物體，所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動。（）3.火車轉(zhuǎn)彎時，若速度大于規(guī)定速度，內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。（）4.汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，速度越大，越容易發(fā)生側(cè)滑。（）5.物體做離心運動是因為受到了離心力的作用。（）6.繩拉著小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點的速度可以為零。（）7.桿固定小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點的最小速度是\(\sqrt{gR}\)。（）8.做勻速圓周運動的物體，其線速度大小不變，方向時刻改變。（）9.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小。（）10.汽車過拱形橋時，當(dāng)速度達(dá)到\(\sqrt{gR}\)（R為橋的半徑）時，汽車對橋的壓力為零。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，向心力的來源及影響汽車轉(zhuǎn)彎安全的因素。答案：向心力來源于靜摩擦力。影響轉(zhuǎn)彎安全的因素有速度大小，速度越大越危險；路面摩擦因數(shù)，摩擦因數(shù)越小越易側(cè)滑；轉(zhuǎn)彎半徑，半徑越小越難安全轉(zhuǎn)彎。2.說明火車彎道處外軌比內(nèi)軌略高的原理。答案：火車轉(zhuǎn)彎時，外軌比內(nèi)軌略高，火車重力與支持力的合力指向圓心，為火車轉(zhuǎn)彎提供部分向心力。按規(guī)定速度行駛時，可減輕輪緣與軌道間的擠壓，保障行車安全。3.分析繩模型中小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動經(jīng)過最高點的臨界情況。答案：繩模型中，小球在最高點時，重力提供向心力是臨界情況。此時\(mg=m\frac{v^{2}}{R}\)，解得最小速度\(v=\sqrt{gR}\)，速度小于此值，小球不能通過最高點。4.闡述離心運動的概念及生活中利用離心運動的實例。答案：離心運動是物體受到的合外力突然消失或不足以提供所需向心力時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動。生活實例如洗衣機(jī)脫水、離心分離機(jī)等。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論在豎直平面內(nèi)用桿固定小球做圓周運動，小球在最高點的受力情況與速度的關(guān)系。答案：當(dāng)\(v=0\)時，桿對球有向上的支持力\(N=mg\)；當(dāng)\(0<v<\sqrt{gR}\)時，桿對球有向上的支持力\(N\)，且\(mg-N=m\frac{v^{2}}{R}\)；當(dāng)\(v=\sqrt{gR}\)時，桿對球作用力為零；當(dāng)\(v>\sqrt{gR}\)時，桿對球有向下的拉力\(F\)，且\(F+mg=m\frac{v^{2}}{R}\)。2.結(jié)合實際，討論汽車在不同路況下（如濕滑路面、彎道半徑不同）行駛時，應(yīng)如何保障行車安全。答案：在濕滑路面，摩擦因數(shù)小，應(yīng)降低車速，避免急剎車和急轉(zhuǎn)彎。彎道半徑小時，向心力需求大，同樣要降低車速，增大轉(zhuǎn)彎半徑，平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，防止側(cè)滑甩尾。3.探討航天器在軌道上運行時，宇航員處于失重狀態(tài)的原因及相關(guān)現(xiàn)象。答案：航天器在軌道上運行時，萬有引力提供向心力，宇航員與航天器具有相同的加速度，相對航天器間彈力為零，所以處于失重狀態(tài)。相關(guān)現(xiàn)象如宇航員能懸浮在艙內(nèi)，水滴呈球狀等。4.分析在游樂園中，過山車在豎直圓軌道上運行時，經(jīng)過最高點不掉下來的原因。答案：過山車在最高點時，速度足夠大，重力與軌道對過山車的壓力的合力提供向心力。只要速度滿足\(mg+N=m\frac{v^{2}}{R}\)（N為軌道壓力），就能使過山車有足夠向心力完成圓周運動而不掉落。答案一、