3.3 离心现象 同步测试 -2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

第3节 离心现象 同步测试 一、选择题 1.汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大,当汽车速率增为原来的2倍时,若要不发生险情,则汽车转弯的轨道半径必须 (　　) A.减为原来的　　 B.减为原来的 C.增为原来的2倍 D.增为原来的4倍 2.秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千 (　　) A.在下摆过程中 B.在上摆过程中 C.摆到最高点时 D.摆到最低点时 3.某同学在进行课外实验时,做了一个“人工漩涡”的实验,取一个装满水的大盆,用手掌在水中快速转动,就在水盆中形成了“漩涡”,随着手掌转动越来越快,形成的漩涡也越来越大,则关于漩涡形成的原因,下列说法中正确的是 (　　) A.由于水受到向心力的作用 B.由于水受到合外力的作用 C.由于水受到离心力的作用 D.由于水做离心运动 4.如图所示，用轻绳一端拴一小球，绕另一端O在竖直平面内做圆周运动。若绳子不够结实，则运动过程中绳子最易断的位置是小球运动到(　　) A.最高点 B.最低点 C.两侧与圆心等高处 D.无法确定 5.如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度v＝，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是(　　) A.拉力，大小为mg B.压力，大小为mg C.0 D.压力，大小为mg 6.某飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直面内以速度v做匀速圆周运动，圆的半径为R，在圆周的最高点和最低点比较，飞行员对座椅的压力最低点比最高点大(设飞行员始终垂直于座椅的表面，重力加速度取g)(　　) A.mg B.2mg C.mg＋ D. 7.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道的压力大小为(重力加速度为g)(　　) A.0 B.mg C.3mg D.5mg 8.如图所示是半径为r的竖直光滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道圆心O处于同一水平面的A点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车沿轨道内侧做圆周运动。要使小车不脱离轨道，则在A处使小车获得竖直向下的最小初速度应为(重力加速度为g)(　　) A. B. C. D. 9．在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了．把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是(　　) A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些 C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D．玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小 10．(多选)如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是 (　　) A．小球通过最高点时的最小速度是 B．小球通过最高点时的最小速度为零 C．小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力 D．小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11.游乐园里过山车原理的示意图如图所示。设过山车的总质量为m，由静止从高为h的斜轨顶端A点开始下滑，到半径为r的圆形轨道最高点B时恰好对轨道没有压力，重力加速度为g。求： (1)过山车在圆形轨道最高点B时的速度大小v。 (2)过山车从A到B过程中克服阻力所做的功W。 12.如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)小球到达轨道最高点时的速度大小； (2)小球落地时距A点的距离； (3)落地时速度的大小。 参考答案： 1.解析　汽车在水平地面上转弯,向心力由静摩擦力提供。设汽车质量为m,汽车与地面的动摩擦因数为μ,汽车的转弯半径为r,则μmg=m,故r ∝v2,故速率增大到原来的2倍时,转弯半径增大到原来的4倍,D正确。答案　D 2.解析　当秋千摆到最低点时速度最大,由F-mg=m知,吊绳中拉力F最大,吊绳最容易断裂,选项D正确。答案　D 3.解析 水在手的拨动下做圆周运动,当水转动越来越快时,需要的向心力也越来越大,当其所需向心力大于所受合外力时,即做离心运动,故选项D正确。答案　D 4.解析　在最低点位置时，小球的速率最大，向心力方向又向上，拉力F＝mg＋m，此处绳子受到的拉力最大，故最易断。选项B正确。答案　B 5.解析　当只有重力提供向心力时，球对杆的作用力为零，所以mg＝m，解得v′＝。因为＜，杆对球的作用力是支持力，即mg－N＝m，解得N＝mg，由牛顿第三定律，球对杆的作用力是压力，故选B。答案　B 6.解析　在最高点有F1＋mg＝m，解得F1＝m－mg；在最低点有F2－mg＝m，解得F2＝mg＋m。所以F2－F1＝2mg，B正确。答案　B 7.解析　当小球以速度v经内轨道最高点时，小球仅受重力，重力提供向心力，有mg＝m。 当小球以速度2v经内轨道最高点时，小球受重力mg和向下的压力N，如图，合力提供向心力，有mg＋N＝m；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的压力相等，N′＝N；由以上三式可得，N′＝3mg。故C正确。答案　C 8.解析　小车恰好不脱离轨道的条件是在最高点满足mg＝m。小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒。设小车在A处获得的最小初速度为vA，由机械能守恒定律得mv＝mgr＋mv2，解得vA＝。故选项C正确。答案　C 9.解析　玩具车运动到最高点时，受向下的重力和向上的支持力作用，根据牛顿第二定律有mg－FN＝m，即FN＝mg－m≤mg，根据牛顿第三定律可知玩具车对桥面的压力大小与FN相等，所以玩具车通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小，选项D正确．答案 D 10.解析　小球在光滑的圆形管道内运动到最高点时的最小速度为零，A错误，B正确；小球通过最低点时N－mg＝m，得N＝mg＋m，故小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力，C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力，D错误．答案 BC　 11.解析　(1)在B点，由牛顿第二定律和向心力公式有mg＝m，得v＝。 (2)由动能定理有mg(h－2r)－W＝mv2， 得W＝mgh－mgr。 答案　(1)　(2)mgh－mgr 12.解析　(1)小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力，由牛顿第二定律得mg＋N＝2mg＝m 则小球的速度为v＝。 (2)小球离开轨道后做平抛运动， 由平抛运动规律得2R＝gt2 s＝vt 联立解得s＝2R。 (3)小球脱离轨道后，只受重力作用，只有重力做功，机械能守恒，取水平面为零势能面，则2mgR＋mv2＝mv′2 落地时的速度大小为v′＝。 答案　(1)　(2)2R　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $