2.3 生活中的圆周运动 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

2.3生活中的圆周运动 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册 学号： 班级： 姓名： 一、单选题 1.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（　　） A.内侧车轮对内轨有向外压力 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C.这时铁轨对火车的支持力小于 D.这时铁轨对火车的支持力大于 2.胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故.一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，在保证安全行驶的情况下，若要尽量使胎压报警器不会超压报警，下列说法正确的是（　　） A.汽车在A处应增大行驶速度 B.汽车在B处应增大行驶速度 C.汽车在A、B处均应增大行驶速度 D.汽车在A、B处均应减小行驶速度 3.如图所示，为一辆越野车在比赛时经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最高点和最低点，已知在最高点M附近汽车所走过的那一小段圆弧可认为是圆周运动的一部分，其对应半径为R，在最低点N附近对应圆周运动的半径为R，假设汽车在整个运动过程中可近似认为速率不变，汽车经过最高点M时对轨道的压力为汽车自重的0.9倍，那么汽车经过最低点N时对轨道的压力为自重的（　　） A.1.1倍 B.1.15倍 C.1.2倍 D.1.25倍 4.2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭成功发射.航天员在太空中随飞船一起做匀速圆周运动时，处于失重状态，下列说法不正确的是（　　） A.航天员仍受重力的作用 B.航天员受力不平衡 C.航天员所受重力等于所需的向心力 D.航天员不受重力的作用 5.一段内径均匀、内表面光滑的弧形水管置于水平面，当管道中通有流量稳定的水流时，水流由a流向b，则关于水流对管道的作用力方向正确的是（　　） A B C D 6.某同学经过长时间的观察后发现，路面出现凹坑的地方，如果不及时修补，坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列解释不合理的是（　　） A.车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态 B.把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大 C.车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大 D.坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大 二、多选题 7. 3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令.如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（　　） A.若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B.若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速小一点 C.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低 D.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低 8.（多选）如图所示，汽车以一定的速率通过过水路面（路面凹陷呈圆弧形）的最低点时，则（　　） A.路面对汽车的支持力小于汽车的重力 B.路面对汽车的支持力大于汽车的重力 C.汽车的速率越小，路面对车的支持力越大 D.汽车的速率越大，路面对车的支持力越大 9.如图所示，游乐场中质量为m的过山车经过轨道上竖直小圆的最低点A和竖直大圆的最高点B，若经过两个点时过山车的速率相等，过山车可看作质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A.过山车在A、B两点均处于失重状态 B.在A、B两点轨道对过山车的弹力大小之差为2mg C.过山车在A点的角速度大于在B点的角速度 D.A点轨道对过山车的弹力大于B点轨道对过山车的弹力 三、非选择题 10.我国航天员在天宫课堂中演示了多种有趣的实验，包括质量的测量在内的一系列实验. 在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量.如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动.用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r.这种方法求得小球的质量m是多少？若测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大、偏小还是不变？ 2.3　生活中的圆周运动 一、单选题 1.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（　C　） A.内侧车轮对内轨有向外压力 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C.这时铁轨对火车的支持力小于 D.这时铁轨对火车的支持力大于 解析：AB.当火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，mgtan θ＝m，即火车的速度正好是v＝，若火车转弯的速度小于，转弯所需的向心力减小，此时重力与支持力的合力将大于需要的向心力，内侧车轮轮缘对内轨将会有挤压，所以此时内侧车轮对内轨有向内的压力，故AB错误. CD.当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力的合力恰好等于需要的向心力，由几何关系可知，此时铁轨对火车的支持力为FN＝，当火车转弯的速度小于时，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面向上，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，即小于，故C正确，D错误.故选C. 2.胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故.一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，在保证安全行驶的情况下，若要尽量使胎压报警器不会超压报警，下列说法正确的是（　B　） A.汽车在A处应增大行驶速度 B.汽车在B处应增大行驶速度 C.汽车在A、B处均应增大行驶速度 D.汽车在A、B处均应减小行驶速度 解析：在A处，根据牛顿第二定律可得FN－mg＝m，解得FN＝mg＋m，在A处，速度越大，轮胎受到的作用力越大，越容易超压报警.在B处，根据牛顿第二定律可得mg－FN ' ＝ m，解得FN ' ＝ mg－m，速度越大，轮胎受到的作用力越小，越不容易超压报警.因此若要尽量使胎压报警器不会超压报警，则汽车在A处应减小行驶速度，在B处应增大行驶速度.故选B. 3.如图所示，为一辆越野车在比赛时经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最高点和最低点，已知在最高点M附近汽车所走过的那一小段圆弧可认为是圆周运动的一部分，其对应半径为R，在最低点N附近对应圆周运动的半径为R，假设汽车在整个运动过程中可近似认为速率不变，汽车经过最高点M时对轨道的压力为汽车自重的0.9倍，那么汽车经过最低点N时对轨道的压力为自重的（　B　） A.1.1倍 B.1.15倍 C.1.2倍 D.1.25倍 解析：在最高点M对汽车受力分析，由牛顿第二定律可得G－FM＝m，已知FM＝0.9G，解得m＝0.1G，在最低点N对汽车受力分析，由牛顿第二定律可得FN－G＝m，所以FN＝G＋m＝G＋×0.1G＝1.15G，根据牛顿第三定律知，汽车经过最低点N时对轨道的压力为自重的1.15倍，故B正确. 4.2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭成功发射.航天员在太空中随飞船一起做匀速圆周运动时，处于失重状态，下列说法不正确的是（　D　） A.航天员仍受重力的作用 B.航天员受力不平衡 C.航天员所受重力等于所需的向心力 D.航天员不受重力的作用 解析：失重是指物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，太空中的航天员仍受重力的作用，且所受重力等于其做匀速圆周运动所需的向心力，故A、C正确，D错误；航天员随飞船做匀速圆周运动，处于非平衡状态，故B正确. 5.一段内径均匀、内表面光滑的弧形水管置于水平面，当管道中通有流量稳定的水流时，水流由a流向b，则关于水流对管道的作用力方向正确的是（　A　） A B C D 解析：水在弧形管道内做匀速圆周运动，根据圆周运动的条件可知，水受到的合外力提供向心力，所以水流受到的合外力的方向向右，结合牛顿第三定律可知水流对管道的作用力方向向左. 6.某同学经过长时间的观察后发现，路面出现凹坑的地方，如果不及时修补，坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列解释不合理的是（　D　） A.车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态 B.把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大 C.车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大 D.坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大 解析：车辆上下颠簸过程中，可能在某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态，A正确，不符合题意；把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有FN－mg＝m，车对坑底的压力比平路大，B正确，不符合题意；车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大，C正确，不符合题意；动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，而坑洼路面可能比平直路面更光滑，则动摩擦因数可能更小，D错误，符合题意. 二、多选题 7. 3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令.如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（　BD　） A.若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B.若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速小一点 C.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低 D.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低 解析：A.如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，不会受向心力，向心力是效果力，由物体所受性质力提供，故A错误；B.如果弯道是水平的，由静摩擦力提供向心力，根据f＝m可知，速度越大，所需要的向心力越大，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，汽车做离心运动，所以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令是让车速小一点，防止汽车做离心运动而发生侧翻，故B正确；CD.如果弯道是倾斜的，重力和支持力的合力可以提供向心力，而向心力指向圆心，所以3D地图上应标出外（西南）高内（东北）低，故C错误，D正确.故选BD. 8.（多选）如图所示，汽车以一定的速率通过过水路面（路面凹陷呈圆弧形）的最低点时，则（　BD　） A.路面对汽车的支持力小于汽车的重力 B.路面对汽车的支持力大于汽车的重力 C.汽车的速率越小，路面对车的支持力越大 D.汽车的速率越大，路面对车的支持力越大 解析：AB.汽车做圆周运动，由沿半径方向的合力提供向心力，则有N－mg＝m，解得N＝mg＋m，可知，路面对汽车的支持力大于汽车的重力，故A错误，B正确；CD.结合上述可知，汽车的速率越大，路面对车的支持力越大，故C错误，D正确.故选BD. 9.如图所示，游乐场中质量为m的过山车经过轨道上竖直小圆的最低点A和竖直大圆的最高点B，若经过两个点时过山车的速率相等，过山车可看作质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　CD　） A.过山车在A、B两点均处于失重状态 B.在A、B两点轨道对过山车的弹力大小之差为2mg C.过山车在A点的角速度大于在B点的角速度 D.A点轨道对过山车的弹力大于B点轨道对过山车的弹力 解析：过山车在A点时，向心加速度竖直向上，处于超重状态，故A错误；经过两个点时过山车的速率相等，在A点有F1－mg＝，在B点有F2＋mg＝，因为圆半径不同，则在A、B两点轨道对过山车的弹力大小之差不为2mg，故B错误；经过两个点时过山车的速率相等，根据v＝ωR，因为RA＜RB，故过山车在A点的角速度大于在B点的角速度，故C正确；根据F1－mg＝，F2＋mg＝，RA＜RB，可得F1＞F2，故D正确. 三、非选择题 10.我国航天员在天宫课堂中演示了多种有趣的实验，包括质量的测量在内的一系列实验. 在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量.如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动.用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r.这种方法求得小球的质量m是多少？若测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大、偏小还是不变？ m＝　偏大 解析：小球做圆周运动的周期为T＝， 由绳的拉力提供向心力可知F＝mr， 联立可得，小球的质量为m＝. 由表达式可知，测量r时未计入小球半径，r偏小，则所得质量偏大. 学科网（北京）股份有限公司 $