第6章 4 生活中的圆周运动-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课时素养训练word（人教版）

4　生活中的圆周运动 一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2022·吉林松原月考)现在城市多路口交汇的地方,为了应对车流量非常大的问题,设置了环岛交通设施,需要通过路口的车辆都要按照逆时针方向行进,有效减少了交通事故发生。假设环岛路为圆形,外车道半径为72 m,内车道半径为50 m,汽车受到的最大静摩擦力等于汽车所受重力的,g取10 m/s2,当汽车匀速率通过环形路段时,则汽车的运动(　D　) A.一定受到恒定的合外力作用 B.受重力、弹力、摩擦力和向心力的作用 C.最大速度不能超过20 m/s D.最大速度不能超过24 m/s 解析:汽车在水平路面上做匀速圆周运动,合力等于向心力,方向始终指向圆心,是变力,A错误;重力、弹力、摩擦力是性质力,向心力是效果力,不能单独作为一个力去进行受力分析,B错误;汽车受到的摩擦力提供向心力,则mg=m,代入r=72 m,解得最大速度v=24 m/s,即汽车最大速度不能超过24 m/s,C错误,D正确。 2.如图所示,质量相等的汽车甲和汽车乙,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,汽车甲在汽车乙的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙。下列说法正确的是(　A　) A.Ff甲小于Ff乙 B.Ff甲等于Ff乙 C.Ff甲大于Ff乙 D.Ff甲和Ff乙的大小均与汽车速率无关 解析:汽车在水平面内做匀速圆周运动,摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力,即Ff=Fn=m,由于m甲=m乙,v甲=v乙,r甲>r乙,则Ff甲<Ff乙,A 正确。 3.(2022·福建宁德期末)如图所示的四种情形中,防止离心现象的是(　A　) A.甲图:火车转弯时,不得超速通过 B.乙图:民间艺人在制作棉花糖 C.丙图:仪器通过高速旋转分离血液成分 D.丁图:洗衣机甩干时内筒在高速旋转 解析:火车转弯时,按规定速度通过是为了防止离心现象,故A正确;制作棉花糖的过程中,糖熔化后被甩出做离心运动,是应用了离心现象,故B错误;通过高速旋转分离血液成分,是应用了离心现象,故C错误;洗衣机脱水时内筒中水在高速旋转,附着力小于向心力时做离心运动,是应用了离心现象,故D错误。 4.如图所示,汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧,弹簧下端拴一质量为m的小球。当汽车以某一速度通过一个桥面为弧形的拱形桥的最高点时弹簧长度为L1,当汽车通过另一个桥面为弧形的凹形桥的最低点时弹簧的长度为L2,则下列说法正确的是(　C　) A.L1=L2 B.L1>L2 C.L1<L2 D.以上均有可能 解析:当汽车在水平路面上匀速行驶时,弹簧长度为L0。当汽车过拱形桥的最高点时有mg-F1=m,得F1<mg,故L1<L0。当汽车过凹形桥的最低点时,有F2-mg=m,得F2>mg,故L2>L0。所以有L1<L2,选项C正确。 5.石拱桥是中国传统桥梁的四大基本形式之一。假设如图所示拱形桥的桥面是半径为R的圆的一部分,一辆汽车以速度v匀速通过该桥,图中拱形桥的最高点为Q,重力加速度为g,汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是(　C　) A.汽车运动到Q点时处于超重状态 B.汽车运动到Q点时牵引力大于阻力 C.汽车从上桥到下桥的速度v≤ D.汽车从上桥到下桥的加速度不变 解析:汽车运动到Q点时,由于加速度向下,因此处于失重状态,A错误;由于匀速率行驶,汽车运动到Q点时牵引力等于阻力,B错误;在最高点时,最容易脱离桥面,在最高点时最大速度为v,则mg=,可得v= ,C正确;整个过程汽车的加速度大小不变,方向一直在改变,D 错误。 6.一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为 1.4×104 N,当汽车经过半径为 80 m的弯道时,下列判断正确的是(　D　) A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B.汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C.汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2 解析:汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面对汽车的摩擦力,其中摩擦力充当向心力,A错误;当最大静摩擦力充当向心力时,速度为临界速度,大于这个速度则发生侧滑,根据牛顿第二定律可得Ffm= m,解得v=20 m/s,所以汽车转弯的速度为 20 m/s时,所需的向心力小于1.4×104 N,汽车不会发生侧滑,B、C错误;汽车能安全转弯的向心加速度an==7.0 m/s2,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2,D正确。 二、多项选择题:本题共4小题。每小题有多个选项符合题目要求。 7.(2022·湖北荆州期末)离心沉淀器可以加速物质的沉淀。如图是它的示意图,试管中先装水,再加入粉笔粉末后搅拌均匀,当试管绕竖直轴高