人教版高中物理必修二同步练习：6.4 生活中的圆周运动

更新时间：2024-01-31 浏览次数：10 类型：同步测试

一、选择题

1. (2023高一下·期末) 闪光跳跳球是非常适合锻炼身体的玩具，如图1所示，其一端套在脚踝处，抖动腿可以使闪光轮转动，闪光轮整体围绕圆心O转动，如图2所示，由于和地面的摩擦，闪光轮又绕自身圆心转动，且闪光轮始终和地面接触并不打滑。已知闪光轮到圆心O的距离为R，闪光轮的半径为r，闪光轮相对于自身圆心的角速度大于等于时才会发光，为了使闪光轮发光，闪光轮绕O点转动的角速度至少是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2024高一下·上海市月考) 如图所示，在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为m、2m、3m的物体，其轨道半径分别为r、2r、3r，三个物体的最大静摩擦力皆为所受重力的k倍，当圆盘转动的角速度由小缓慢增大，相对圆盘首先滑动的是（）

A . 甲物体 B . 乙物体 C . 丙物体 D . 三个物体同时滑动

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3. (2023高一下·温州期中) 如图所示，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A . 小球过最高点时，绳子张力可以为零 B . 小球过最高点时的速度是0 C . 小球做圆周运动过最高点时的最小速度是 $\text{[math]}$ D . 小球过最高点时，绳子对小球作用力可以与球所受重力方向相反

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4. (2023高一下·番禺期末) 如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是（　　）

A . 螺丝帽所受重力小于最大静摩擦力 B . 此时手转动塑料管的角速度 $\text{[math]}$ C . 螺丝帽受到的塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心 D . 若塑料管的转动速度加快，则螺丝帽有可能相对塑料管发生运动

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5. (2023高一下·重庆市期中) 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）

A . 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过 $\text{[math]}$ B . 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大 C . 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 D . 丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度不相等

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6. (2023高一下·南山期末) 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为 $\text{[math]}$ ，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，当手推手轮圈的角速度为ω时，小车轮的角速度为（）

A . 9ω B . 8ω C . $\text{[math]}$ ω D . ω

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7. (2023高一下·恭城期末) 波轮洗衣机的脱水桶在脱水时，衣服紧贴桶壁做匀速圆周运动，某洗衣机的有关规格如图中表格所示。在脱水程序正常运行时，有一质量 $\text{[math]}$ 的扣子被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，重力加速度取 $\text{[math]}$ ，若不考虑桶内衣服对扣子的影响，下列说法正确的是（）
型号
$\text{[math]}$
额定电压、频率
$\text{[math]}$
额定脱水功率
$\text{[math]}$
质量
$\text{[math]}$
脱水转速
$\text{[math]}$
脱水筒尺寸
直径 $\text{[math]}$ ，高 $\text{[math]}$
外形尺寸
长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

A . 脱水时，因为衣服上的水滴做高速圆周运动受到的离心力大于向心力，所以会被甩出 B . 扣子受桶壁的弹力大小约为 $\text{[math]}$ C . 扣子受桶壁的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ D . 扣子随桶壁一起做匀速圆周运动的线速度大小约为 $\text{[math]}$

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8. (2023高一下·房山期末) 2022年3月的“天宫课堂”上，航天员做了一个“手动离心机”，该装置模型如图所示，快速摇转该装置完成了空间站中的水油分离实验，下列说法正确的是（　　）

A . 转速越小越容易实现水油分离 B . 水油分离是因为水的密度较大更容易离心而分离 C . 在天宫中摇晃试管使水油混合，静置一小段时间后水油也能分离 D . 若在地面上利用此装置进行实验，将无法实现水油分离

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9. (2024高一上·长春期末) 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）

A . 汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力 B . 汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力 C . 汽车的向心加速度大于重力加速度 D . 汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大

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二、多项选择题

10. (2023高一下·中牟月考) 如图所示，在水平转台上放置有质量之比为 $\text{[math]}$ 的滑块P和Q（均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因数之比 $\text{[math]}$ ， P到转轴 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ ， Q到转轴 $\text{[math]}$ 的距离为r_Q ，且 $\text{[math]}$ ，转台绕转轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A . P、Q所受的摩擦力大小相等 B . P、Q的线速度大小相等 C . 若转台转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动 D . 若转台转动的角速度缓慢增大，则在任一滑块滑动前，P能达到的最大向心加速度为 $\text{[math]}$

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11. (2023高一下·贵阳期末) 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的汽车在与水平面夹角为 $\text{[math]}$ 的斜面赛道上做半径为 $\text{[math]}$ 的圆周运动，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。则下列分析正确的是（）

A . 夹角 $\text{[math]}$ ，无摩擦力也可以做圆周运动 B . 车轮可能受到沿斜面向下的静摩擦力作用 C . 无摩擦力也可做圆周运动，此时速率为 $\text{[math]}$ D . 无摩擦力也可做圆周运动，此时汽车对斜面跑道的压力大小为 $\text{[math]}$

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12. (2023高一下·长寿月考) 从高速公路下来需要通过一段转弯半径较小的匝道，由于车速较大，匝道的路面都不是水平的。图示为某一段匝道的俯视示意图，当汽车行驶的速率为 $\text{[math]}$ 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该匝道的拐弯处，下列判断正确的是（　　）

A . 匝道外侧较低，内侧较高 B . 以相同的速度经过匝道时，质量大的汽车不容易打滑 C . 当路面结冰时，与未结冰时相比， $\text{[math]}$ 的值不变 D . 当车速高于 $\text{[math]}$ 一定限度时，车辆有可能会向匝道外侧滑动

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13. (2023高一下·重庆市期中) 如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是（）

A . 脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的 B . 水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 C . 加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好 D . 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好

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14. (2023高一下·杭州期中) 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律，教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是（）

A . 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越大 B . 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力 C . 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大 D . 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出

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15. (2023高二上·武汉开学考) 汽车在弯道转弯时，需减速慢行，否则会有发生侧翻的危险，这是汽车发生离心运动导致的。关于离心运动，下列说法正确的是（　　）

A . 离心运动对人的生活生产都是有害的 B . 物体发生离心运动时，其所受合力一定为零 C . 物体发生离心运动，是由于所受合外力不足以提供向心力导致的 D . 若物体所能提供的最大向心力、运动半径不变，则角速度越大，越可能发生离心运动

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16. (2023高一下·期末) 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其 $\text{[math]}$ 图象如图乙所示，g取 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 小球的质量为4 kg B . 固定圆环的半径R为0.8 m C . 小球在最高点的速度为4 m/s时，小球受圆环的弹力大小为20 N，方向向上 D . 若小球恰好做圆周运动，则其承受的最大弹力为100 N

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17. (2021高一下·福州期末) 如图所示，竖直平面内固定有光滑轨道，由半径分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的两圆形光滑螺旋轨道和光滑水平轨道连接组成， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为两圆的最高和最低点，一金属小球以 $\text{[math]}$ 的初速度沿水平方向从左侧进入并始终沿轨道运动，且从右端离开轨道。设螺旋圆形轨道可视为正圆，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是

A . $\text{[math]}$ 至少为 $\text{[math]}$ B . 小球经过 $\text{[math]}$ 点时对轨道的压力可能比经过 $\text{[math]}$ 点时小 C . 小球经过 $\text{[math]}$ 点时对轨道的压力可能比经过 $\text{[math]}$ 点时小 D . 小球经过 $\text{[math]}$ 点时对轨道的压力可能比经过 $\text{[math]}$ 点时大

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三、非选择题

18. (2023高一下·长寿月考) 如图甲，半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、12m ，物块A叠放在B上，B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r ，已知C与圆盘间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， B与圆盘间的动摩擦因数为2 $\text{[math]}$ ， A、B间动摩擦因数为3 $\text{[math]}$ 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B、C均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速，求：
1. （1） C 相对于圆盘恰好滑动时，圆盘的角速度 $\text{[math]}$ 为多少？
2. （2） B相对于圆盘恰好滑动，圆盘的角速度 $\text{[math]}$ 为多少？
3. （3）若B、C间用一轻质细线相连如图乙所示，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力，当 $\text{[math]}$ 增加到某一数值时，B、C哪个物体不受圆盘的摩擦力？求此时圆盘角速度大小（物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零）；
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19. (2023高一下·郑州期中) 如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的可视为质点的三个物体 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴 $\text{[math]}$ 转动。三个物体与圆盘的滑动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴 $\text{[math]}$ 共线且 $\text{[math]}$ ，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力，使圆盘从静止开始转动且缓慢增大角速度，直到物体相对圆盘发生滑动，已知重力加速度 $\text{[math]}$ 。则在这个过程中：
1. （1）当角速度多大时，物体 $\text{[math]}$ 和物体 $\text{[math]}$ 之间的细绳上恰好开始有张力？
2. （2）当角速度多大时，物体 $\text{[math]}$ 和物体 $\text{[math]}$ 之间的细线上恰好开始有张力？
3. （3）写出物体 $\text{[math]}$ 所受静摩擦力大小随角速度 $\text{[math]}$ 变化的函数关系式。
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20. (2023高一下·深圳期中) 如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°．已知小球的质量m=1kg，细线AC长L=1m，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
1. （1）若装置以一定的角速度匀速转动时，线AB水平且张力恰为0，求线AC的拉力大小？
2. （2）若装置匀速转动的角速度 $\text{[math]}$ ，求细线AC与AB的拉力分别多大？
3. （3）若装置匀速转动的角速度 $\text{[math]}$ ，求细线AC与AB的拉力分别多大？
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21. (2023高一下·深圳期末) 如图为某战斗机的模拟训练过程，战斗机需要完成俯冲和拉起的动作，可视为竖直平面内的匀速圆周运动，在最高点飞机呈倒置状态。已知飞行员的质量为m，圆周运动的半径为R，重力加速度为g。
1. （1）若战斗机匀速圆周运动的线速度为 $\text{[math]}$ ，则战斗机在最高点和最低点时，对飞行员的弹力大小分别为多少？
2. （2）若飞行员能承受的最大弹力为自身重力的10倍，则在此训练中战斗机匀速圆周运动的线速度最大值为多少？
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22. (2023高一下·南山期末) 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶（可视为质点）在竖直平面内做圆周运动，当小桶运动到最高点时，水恰好不流出来。若水的质量m=0.5kg，小桶轨迹半径l=90cm，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s²。
1. （1）求小桶运动到最高点时的速度大小；
2. （2）若在最高点时小桶的速率v=6m/s，求此时水对桶底的压力。
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23. (2023高一下·广州期末) 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，感应装置内壁光滑，质量为 $\text{[math]}$ 的重物套在光滑杆上，一端通过劲度系数为 $\text{[math]}$ 的弹簧连在 $\text{[math]}$ 点，重物上有触点 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 端固定有触点 $\text{[math]}$ ，如图重物静止时 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间的距离 $\text{[math]}$ 。当触点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 接触后， $\text{[math]}$ 灯就会发光，测得自行车车轮内径为 $\text{[math]}$ 。让安装了气嘴灯的自行车倒放在地面上，旋转前车轮研究 $\text{[math]}$ 发光情况。重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。气嘴灯大小相对车轮内径可忽略不计。
1. （1）若前轮匀速转动时，线速度大小 $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ 当气嘴灯运动到最低点时，求 $\text{[math]}$ 端对重物的支持力；
  $\text{[math]}$ 通过计算判断 $\text{[math]}$ 灯是否能一直发光。
2. （2）若使前轮匀速转动一周，线速度大小 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 灯发光的时间。
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24. (2023高一下·重庆市期中) 如图所示，半径为 $\text{[math]}$ ，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为 $\text{[math]}$ 的小球 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 以不同速率进入管内， $\text{[math]}$ 通过最高点 $\text{[math]}$ 时，对管壁上部的压力为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 通过最高点 $\text{[math]}$ 时，对管壁下部的压力为 $\text{[math]}$ ．求 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球落地点间的距离．

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25. (2023高一下·长寿月考) 如图所示，轻杆长为3L ，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：
1. （1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小．
2. （2）若球B转到最低点时B的速度 $\text{[math]}$ ，求球A对杆的作用力。
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26. (2023高一下·深圳月考) 如图所示，在光滑的圆锥顶用长为 $\text{[math]}$ 的细线悬挂一质量为m的小球（可视为质点），圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角θ＝30°，悬挂点O到地面竖直距离OA= $\text{[math]}$ ，小球以速度v绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：
1. （1）当速度多大时，小球刚好要离开圆锥体；
2. （2）当v＝ $\text{[math]}$ 时，小球做匀速圆周运动的周期；
3. （3）当小球以v＝ $\text{[math]}$ 在水平面内做稳定匀速圆周运动时，细线突然断裂，求小球第一次落地位置到圆锥地面中心位置A的距离。
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试卷信息

小学

初中

高中

人教版高中物理必修二同步练习：6.4 生活中的圆周运动

副标题：

*注意事项：

人教版高中物理必修二同步练习：6.4 生活中的圆周运动

物理考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

型号	$\text{[math]}$
额定电压、频率	$\text{[math]}$
额定脱水功率	$\text{[math]}$
质量	$\text{[math]}$
脱水转速	$\text{[math]}$
脱水筒尺寸	直径 $\text{[math]}$ ，高 $\text{[math]}$
外形尺寸	长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$