6.4 生活中的圆周运动 同步练-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.4生活中的圆周运动 一．选择题（共19小题） 1．（2025秋•南通校级月考）如图所示，矩形框架位于竖直平面内，轻弹簧的一端固定在点，另一端连接一个质量为的小球，小球穿在框架的光滑竖直杆上并处于静止状态。现让框架绕边所在的轴由静止开始转动，在角速度逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的长度不变 B．弹簧的长度变长 C．杆对小球的弹力变大 D．杆对小球的弹力不变 2．（2024秋•天心区校级期末）旋转餐桌的水平桌面上，一个质量为的茶杯（视为质点）到转轴的距离为，茶杯与旋转桌面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，餐桌带着茶杯以相同转速一起匀速转动时，茶杯与餐桌没有发生相对滑动，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是　　 A．若减小餐桌的转动转速，则茶杯与餐桌可能发生相对滑动 B．一起匀速转动时茶杯有沿切线方向滑出去的趋势 C．让餐桌加速转动，茶杯与餐桌仍保持相对静止，则茶杯受到的摩擦力的方向指向餐桌的中心 D．将茶杯中的水倒出后仍放在原位置，以相同的转速匀速转动餐桌，茶杯与餐桌仍保持相对静止 3．（2025秋•九龙坡区校级月考）如图甲所示为某社区安装的旋转飞椅，钢绳一端系着座椅，另一端固定在水平转盘的边缘，转盘可以绕过其中心的竖直轴转动。简化模型如图乙所示：吊绳长为、上端与竖直转轴间的距离为，下端系有可以视为质点的小球，小球、的质量分别为、。竖直转轴匀速转动时，吊绳、与竖直方向的夹角均为，不计空气阻力的影响和吊绳的质量，重力加速度为。则　　 A．吊绳对球的拉力大小为 B．小球所受合力大小为 C．小球围绕竖直转轴转动的速度大小为 D．小球做匀速运动的周期为 4．（2025春•抚州期末）2023年9月26日，在杭州亚运会上中国男、女队分别打破场地自行车比赛的亚运会纪录。场地自行车的赛道与水平面的夹角为，，。若运动员骑车以速度做匀速圆周运动，圆轨道的半径为，赛道和自行车之间没有垂直前进方向的摩擦力。已知运动员与自行车的总质量为，重力加速度为，则赛道对自行车的支持力大小为　　 A． B． C． D． 5．（2025春•道里区校级期中）某铁路转弯处外轨道略高于内轨道，如图所示，转弯处曲率半径为，两铁轨之间间距为，内外轨道平面与水平面倾角为很小，。若规定通过该转弯处速度为时内外轨均不受轮缘的挤压，重力加速度为，则下列说法正确的是　　 A．火车转弯时速度如果超过规定速度，则外轨道对外侧轮缘的弹力是水平的 B．要使火车转弯时内外轨均不受轮缘的挤压，则内外轨的高度差应为 C．火车转弯时速度如果小于规定速度，铁轨对火车的支持力仍满足 D．如果火车转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时由摩擦力提供向心力 6．（2025春•禅城区校级月考）为让列车顺利转弯，同时避免车轮和铁轨受损，在修建铁路时会选择合适的内外轨高度差，使列车以规定的速度转弯时所需要的向心力完全由重力和支持力的合力提供。如图当火车以规定的行驶速度转弯时，内外轨不会受到轮缘的挤压，设火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为，在该转弯处规定行驶的速度为，重力加速度为，则　　 A．当列车质量变小时，规定的行驶速度会变小 B．当列车质量变大时，规定的行驶速度会变小 C．当火车速度大于时，外轨挤压轮缘 D．当火车速度小于时，外轨挤压轮缘 7．（2025•龙岗区一模）火车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为，半径为，则火车在转弯时车轮与铁轨无侧向压力的速率是（设转弯半径水平）　　 A． B． C． D． 8．（2025春•苏州校级月考）如图，在一半径为的球面顶端放一质量为的物块，现给物块一初速度，则下列正确的是　　 A．若，则物块落地点离点 B．若，则物块不会落地 C．若，则物块落地点离点为 D．若，则物块落地点离点至少为 9．（2025春•越秀区校级期中）如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是　　 A．如图，汽车通过拱桥的最高点时重力提供向心力 B．图所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C．如图，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力全部用来提供向心力 D．如图，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 10．（2025秋•上城区校级月考）如图，某段快速环线公路有一个大圆弧形弯道，公路外侧路基比内侧路基高。当汽车在此路段以理论时速转弯时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则　　 A． 汽车质量越大，对应理论时速越大 B．汽车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用 C．汽车转弯时超过时速，就会立即向外侧公路侧滑 D．当冬天路面结冰时，与未结冰时相比，值保持不变 11．（2025春•海淀区校级期末）场地自行车比赛某段赛道可视为圆形轨道，如图1所示。赛道与水平面的夹角为，如图2所示，某运动员骑自行车通过该段赛道可视为做水平面内的匀速圆周运动。在相同的轨道高度上，当车速为时，自行车不受沿斜面方向的侧向摩擦力；当车速为时，自行车受到斜面的侧向摩擦力。已知重力加速度为，自行车和运动员的总质量为，且可视为质点。忽略空气阻力。下列说法正确的是　　 A．车速为时，自行车和运动员受到的支持力大小为 B．车速为时，自行车和运动员的向心力大小为 C．车速为时，自行车受到沿斜面向上的侧向摩擦力 D．保持车速不变，加大匀速圆周运动的轨道半径可以重新让自行车不受侧向摩擦力 12．（2025春•襄阳期末）为减少交通事故的发生，公路弯道处路面一般修成外侧高而内侧低，如图所示为某公路的一段圆形弯道。若天气晴好时，路面干燥，某小型汽车（可看作质点）以某一速度通过该弯道处没有发生侧滑。由于下雨汽车与地面间的动摩擦因数变小，则　　 A．汽车以速度通过该弯道，一定会向外侧滑动 B．汽车以速度通过该弯道，一定会向内侧滑动 C．汽车以小于的速度通过该弯道，一定不会向外侧滑动 D．汽车以大于的速度通过该弯道，不一定会向外侧滑动 13．（2025•重庆开学）钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设运动员和车可视为质点，总质量为。其在弯道处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在处的速率为，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是　　 A．在处车对弯道的压力小于重力 B．在处运动员和车做圆周运动的半径为 C．若雪车在更靠近轨道外侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 D．若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则向心加速度比原来小 14．（2025春•历下区校级期中）高速离心机用于快速沉淀或分离物质。如图所示，水平试管固定在高速离心机上，离心机匀速转动，转速为（转速的单位为转每秒），在水平试管中的点有质量为的某固体颗粒，某时刻颗粒离转轴的距离为。已知试管中充满液体，颗粒与试管内壁不接触。下列说法错误的是　　 A．颗粒运动的角速度为 B．颗粒此时受到的合外力大小为 C．离转轴越远，分离沉淀效果越好 D．离转轴越近，分离沉淀效果越好 15．（2025春•西城区校级期中）如图是宇航员在“天宫课堂”中利用旋转的方法进行水油分离的实验装置，在空间站中快速摇转该装置就可以实现水油分离。关于这个实验，下列说法正确的是　　 A．不旋转时，由于水和油受重力会自然分层 B．旋转时，转速越小越容易实现水油分离 C．水油分离时靠近试管底部的是密度较大的水 D．在天宫中利用此装置进行实验，装置必须水平放置才能实现水油分离 16．（2024春•天河区期末）航天员在空间站进行太空授课时，用细绳系住小瓶并使小瓶绕细绳一端做圆周运动，做成一个“人工离心机”成功将瓶中混合的水和食用油分离．水和油分离后，小瓶经过如图两个位置时，下列判断正确的是　　 A．、部分是油 B．、部分是水 C．、部分是油 D．、部分是水 17．（2025春•香坊区校级期中）如图，光滑的水平面上，小球在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是　　 A．突然变大，小球可能沿轨迹逐渐远离圆心 B．突然变小，小球可能沿轨迹逐渐靠近圆心 C．突然变小，小球可能沿轨迹做匀速直线运动 D．突然消失，小球可能沿轨迹做匀速直线运动 18．（2025春•黄山期末）如图甲所示，是屯溪稽灵山欢乐世界的空中飞椅项目，可以将之简化成如图乙所示的结构装置，装置可绕竖直轴匀速转动，绳子与竖直方向夹角为，绳子长，水平杆长，小球的质量为。不计绳重和空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是　　 A．转动过程中，小球受到重力、拉力、向心力 B．装置中绳子的拉力为 C．装置转动的角速度为 D．装置转动的周期为 19．（2025•江宁区校级一模）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球，细线的上端固定在金属块上，放在带小孔的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），金属块在桌面上始终保持静止。后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是　　 A．细线张力变小 B．小球运动的角速度变大 C．金属块受到桌面的静摩擦力变大 D．金属块受到桌面的支持力变大 二．多选题（共4小题） （多选）20．（2025春•湖北期末）如图所示为某兴趣小组同学设计的过山车轨道路线模型图。凹圆弧轨道和的半径均为，对应圆心角均为，点与地面相切，、、三点处于同一高度，各段轨道之间平滑连接。设想过山车从距地面高度为的点由静止释放，安全行驶（过山车对轨道一直有压力）至点，不计过山车运动过程中所受的一切阻力。则下列圆心角取值一定不合理的有　　 A． B． C． D． （多选）21．（2025春•花都区期中）重庆市巴南区有一段“波浪形”公路如图甲所示，公路的坡底与坡顶间有一定高度差，若该公路可看作由凹凸路面彼此连接而成如图乙所示。汽车通过路面最低点和最高点时速率相等，每一处凹凸路面部分均可看作半径为的圆弧，汽车经过最低点时，对路面的压力大小为其所受重力的2倍，已知汽车及车上人的总质量为，重力加速度大小为，以下说法正确的是　　 A．汽车经过点时的速率为 B．汽车经过点时的速率为 C．汽车经过点时对路面的压力大于经过点时对路面的压力 D．汽车经过点时对路面恰好无压力 （多选）22．（2025春•越秀区校级期中）无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞、，其密度分别为和，它们的大小与周围血浆密度的关系为．对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是　　 A．细胞相对试管向内侧运动，细胞相对试管向外侧运动 B．细胞相对试管向外侧运动，细胞相对试管向内侧运动 C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大 D．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同 （多选）23．（2025春•西青区期末）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是　　 A．如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B．如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时杯子处于完全失重状态，不受重力作用 C．如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 D．如图丁，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全 三．解答题（共6小题） 24．（2025春•北京校级期末）有一质量为的小汽车行驶上半径为的圆弧形拱桥，取。 （1）若汽车到达桥顶时速度为，求桥对汽车的支持力大小。 （2）汽车在桥顶时，对桥面的压力过小是不安全的。若对于同样的车速，分析说明拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？ （3）如果拱桥的半径增大到与地球半径一样，汽车恰好在桥顶上腾空，汽车速度为多大？ 25．（2025春•顺义区期末）如图所示，质量的汽车（可视为质点）在拱形桥上行驶，拱形桥面可视为半径的圆弧，重力加速度取。 （1）若汽车静止在拱形桥面最高点，求桥面对汽车的支持力大小； （2）若汽车通过桥面最高点时速度大小，求桥面对汽车的支持力大小。 26．（2025春•东城区期末）如图所示拱桥的桥顶最高点与桥底水平路面之间的高度差，桥顶附近可视为一段半径的圆弧。某人骑电动自行车过桥，在桥顶最高点时速度大小为，人和车的总质量为，重力加速度取，求： （1）从桥底到桥顶过程中重力势能的变化量△； （2）过最高点时人和车整体对桥面的压力大小； （3）为使人和车能安全过桥，到达桥顶时的速度不能超过多少？ 27．（2025春•房山区期中）如图甲所示，一辆质量的小汽车驶上圆弧半径的拱桥，取． （1）在图甲中画出汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力示意图； （2）若汽车到达桥顶时的速度为，求此时桥对汽车的支持力的大小； （3）如图乙所示，假如拱桥的半径增大到与地球半径一样，当汽车的速度不断地增大就会在桥上腾空，形成绕地球做圆周运动的卫星，求使汽车成为地球卫星的最小速度。 28．（2025春•兰州期中）在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面间的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。，， （1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？ （2）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过（车轮不离地）圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？ （3）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低），转弯半径，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度是多少？ 29．（2024春•温州期末）当驾车过弯道时，为防止侧滑，行驶速度不能过大。图1为一弯道路段，其俯视图如图2所示，其中一中心线位于同一水平面内的圆弧形车道，半径。一汽车沿该车道中心线做匀速圆周运动，已知汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力等于压力的倍，。（计算时汽车可视为质点，且在该路段行驶过程阻力不计，结果可用根式表示） （1）若此弯道的路面设计成水平，求该汽车不发生侧滑的最大速度； （2）若此弯道的路面设计成倾斜（外高内低），路基截面可简化为图3，路面与水平面夹角 已知。 ①为使汽车转弯时与路面间恰好无摩擦，求它行驶的速度大小； ②为使汽车转弯时不发生侧滑，求它行驶的最大速度。 声明：试题解析著作权属所 参考答案 一．选择题（共19小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A D D B B C C D D D D 题号 12 13 14 15 16 17 18 19 答案 D C D C D D D A 二．多选题（共4小题） 题号 20 21 22 23 答案 CD BD AC AD 一．选择题（共19小题） 1．【解答】解：、设弹簧的弹力为，弹簧与水平方向的夹角为，小球受力如图所示 对小球，在竖直方向上，由平衡条件得，由胡克定律得 则为定值，则也不变，则当角速度不断增大时，小球的高度不变，弹簧的弹力不变，弹簧的长度不变，故正确，错误；、小球由静止开始做圆周运动，由在水平方向的分力和杆对小球的弹力一起提供向心力，根据牛顿第二定律得，解得，此时随增大，先减小后反向增大，故错误。故选：。 2．【解答】解：．根据题意可知，茶杯转动时，所需的向心力为，若减小餐桌的转动转速，所需向心力减小，则茶杯与餐桌不可能发生相对滑动，故错误； ．匀速转动时，茶杯所受静摩擦力提供茶杯做匀速圆周运动的向心力，力的方向指向圆心，茶杯有背离圆心的运动趋势，故错误； ．餐桌加速转动，茶杯与餐桌仍保持相对静止，摩擦力沿着半径方向的分力改变线速度的方向，摩擦力沿着切线方向的分力改变线速度的大小，可知，茶杯受到的摩擦力的方向不指向餐桌的中心，故错误； ．餐桌带着茶杯以相同转速一起匀速转动时，茶杯与餐桌恰好没有发生相对滑动时，有，解得，与质量无关，将茶杯中的水倒出后仍放在原位置，等式仍然成立，可知茶杯与餐桌仍保持相对静止，故正确。故选：。 3．【解答】解：、对球受力分析如图 小球受到的重力和拉力的合力提供水平方向的向心力，竖直方向可得故错误； 、小球所受合力指向圆心，大小为，故错误； 、小球围绕竖直转轴转动的半径为 根据牛顿第二定律和向心力公式，则解得，故错误； 、由知，、的角速度均为 周期，故正确。故选：。 4．【解答】解：场地自行车的赛道与水平面的夹角为，运动员与自行车的总质量为，对自行车和运动员整体受力分析如图所示 根据平衡条件得解得，由力构成的三角形或者平行四边形法则可知支持力一定大于选项所对应的表达式，故正确，错误。故选：。 5．【解答】解：、火车转弯超过规定速度行驶时，所需的向心力较大，而重力和支持力的合力不变，故外轨对轮缘有沿斜面向下的弹力，补充不够的向心力，弹力方向垂直接触面，不可能水平，故错误；、火车转弯时内外轨道侧向均没有压力时，根据牛顿第二定律，重力和支持力的合力提供向心力，则又有联立解得故正确； 、火车转弯时内外轨道侧向均没有压力时，竖直方向上有 可得火车转弯时速度如果小于规定速度，所需的向心力较小，而重力和支持力的合力不变，故内轨对轮缘有沿斜面向上的弹力，竖直方向上有 解得故错误； 、如果转弯处内外轨一样高，水平方向指向圆心的力是外轨对轮缘的弹力提供向心力，故错误。 故选：。 6．【解答】解：．当火车以规定的速度转弯时，重力和支持力的合力提供其做圆周运动的向心力，则有可解得可知当列车质量变大时，规定的行驶速度不变，故错误； ．当火车速度大于时，此时火车的重力和支持力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，此时火车有做离心运动的趋势，则外轨挤压轮缘；同理可知当火车速度小于时，此时火车的重力和支持力的合力大于火车做圆周运动的向心力，此时火车有做向心运动的趋势，内轨挤压轮缘，故正确，错误。故选：。 7．【解答】解：高速行驶的汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供，力图如图。 根据牛顿第二定律得：解得：故选：。 8．【解答】解：、若，在最高点，根据牛顿第二定律得 解得支持力知物体在顶部仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，则有 联立解得物块落地点离点距离 平抛初速度越大，水平位移越大，综上分析可知，故错误，正确； 、若，结合以上分析可知，在最高点，物块对最高点压力不为0，物块将沿球面下滑，若摩擦力足够大，则物块可能下滑一段后停在球面上，若摩擦力较小，物块在圆心上方球面上某处离开，斜向下抛落地，落地点离点距离大于，故错误。故选：。 9．【解答】解：．图中汽车通过拱桥得最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，只有当压力恰好为零时，才是重力提供向心力，故错误； ．图所示是一圆锥摆，圆锥摆的合力指向圆心，故错误； ．图中小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力和重力的合力提供向心力，指向圆心，故错误； ．图中火车转弯时以规定速度行驶时，火车重力和铁轨支持力的合力完全提供向心力，当火车的速度超过规定速度时，火车有做离心运动的趋势，火车的轮缘对外轨有向外的挤压力，故正确。故选：。 10．【解答】解：由题可知汽车以速度转弯时，恰好无侧向滑动趋势，即不受摩擦力作用，只受重力、支持力作用，不能说受向心力作用，故错误； 设公路倾角为，由牛顿第二定律有 ，解得，故转弯时的速度与汽车质量无关，且路面结冰时，与未结冰时的临界速度不变，故错误，正确； 汽车转弯时超过时速，则有向外侧滑的趋势，地面对汽车有向内侧的摩擦力与重力、支持力共同提供向心力，故不会立即向外侧公路侧滑，故错误。故选：。 11．【解答】解：．在相同的轨道高度上，当车速为时，自行车不受沿斜面方向的侧向摩擦力，速度为时，对人和自行车受力分析，如图所示 自行车所受的支持力向心力，故错误； ．速度为时，，速度变大，所需向心力变大，重力和支持力的合力不足以提供向心力，自行车应受到沿赛道向内的摩擦力，故错误。 ．根据保持车速不变，加大匀速圆周运动的轨道半径可以重新让自行车不受侧向摩擦力，故正确。故选：。 12．【解答】解：．天气晴好时，汽车以某一速度通过该弯道处没有发生侧滑，不能确定是否有摩擦力，若此时没有摩擦力，则汽车由重力和支持力的合力提供向心力，则当下雨天气时，汽车与地面间的动摩擦因数变小，汽车以速度通过该弯道，也一定没有摩擦力，不会向外侧滑动，也不会向内侧滑动，故错误； ．汽车以小于的速度通过该弯道，弯道上需要的向心力减小，但下雨汽车与地面间的动摩擦因数变小，如果摩擦力不足以提供向心力，车辆可能向外侧滑动，故错误； ．汽车以大于的速度通过该弯道，弯道上需要的向心力增大，当静摩擦力没有超过最大静摩擦力时，车辆不向外侧滑动，故正确。故选：。 13．【解答】解：对人和车受力分析，如图所示： 竖直方向根据平衡条件 根据牛顿第三定律，车对弯道的压力大小为故错误； 根据牛顿第二定律解得故错误； 根据牛顿第二定律和向心力公式可得 若雪车在更靠近轨道外侧的位置无侧滑通过该处弯道，则圆周运动的半径比原来大，速率比原来大，故正确； 由分析可知，若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则向心加速度与原来相等，故错误。故选：。 14．【解答】解：．根据角速度与转速的关系式可得，颗粒运动的角速度为，故正确； ．固体颗粒做匀速圆周运动，合外力提供向心力，由向心力公式可得故正确； ．离转轴越远，越大，液体提供的“浮力”与颗粒在该处做匀速圆周运动所需向心力的差距越大，则分离沉淀效果越好，故正确，错误。本题选错误的，故选：。 15．【解答】解：太空中处于完全失重状态，不旋转时水和油不能分离自然分层，故错误； 旋转时，转速越大越容易发生离心运动，所以更容易实现水油分离，故错误； 水油分离是因为水的密度较大更容易离心而分离的，则靠近试管底部的是密度较大的水，故正确； 在天宫中利用此装置进行实验，处于完全失重状态，则装置竖直放置也能实现水油分离，故错误。 故选：。 16．【解答】解：我们都知道水密度油密度，所以水会下沉，油上浮。但在太空上，处于微重力环境下（并没有脱离地球引力），虽然密度分层会消失，但重力成为了恰到好处的向心力，让空间站能围绕地球运行。所以，通过旋转产生一种“虚拟力”离心力，就能达到重力环境下实现水油分层，是水在瓶底，油在水上，故错误，正确；故选：。 17．【解答】解：突然增大，合外力大于小球做圆周运动需要的向心力，小球将沿轨迹做近心运动，故错误； 突然变小，合外力不能满足做圆周运动所需要的向心力，小球将沿轨迹做离心运动，故错误；突然消失，小球做匀速直线运动，则小球将沿轨迹做离心运动，故正确。故选：。 18．【解答】解：．转动过程中，小球受到重力、拉力两个力的作用，二者的合力提供向心力，不能说受到向心力，故错误； ．在竖直方向上由平衡条件可得装置中绳子的拉力为，故错误； ．由牛顿第二定律解得该装置转动的角速度为，故错误； ．根据可知该装置转动的周期为，故正确。故选：。 19．【解答】解：、设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为，细线的长度为．球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图 则有绳子的拉力 水平方向解得角速度为 使小球改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动时，减小，增大，则细线拉力减小，小球的角速度减小，故正确，错误； 、金属块保持在桌面上静止，由平衡条件得知，受到桌面的静摩擦力大小等于绳子的拉力，也减小，故错误； 、金属块保持在桌面上静止，竖直方向没有加速度，根据平衡条件得知，受到桌面的支持力大小等于其受到的重力，保持不变，故错误。 故选：。 二．多选题（共4小题） 20．【解答】解：在点，过山车重力指向圆心的分力和轨道的支持力提供过山车做圆周运动的向心力，有过山车在点不脱离轨道，则在其他地方也不会脱离轨道，过山车能够通过点的条件为 联立以上两式得当或时不合理，故正确，错误。故选：。 21．【解答】解：．汽车经过点时，根据牛顿第二定律，可得，解得，同理汽车经过点时，有，联立解得，根据牛顿第三定律可知汽车经过点时对路面恰好无压力，故正确，错误； ．综上所述汽车经过点时对路面的压力小于经过点时对路面的压力，故错误；故选：。 22．【解答】解：、转动时细胞需要向心力，有：，因，相同，则质量大的即密度大的所需要的向心力大，周围细胞对其作用力小于所需的向心力则要做离心运动，则向外运动，而则向内运动，故正确，错误 、离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度” 可知“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大，故正确，错误故选：。 23．【解答】解：、汽车通过弯道时，如果速度超过规定速度，所需的向心力将大于轨道提供的向心力，导致汽车有向外侧滑的趋势，此时外轨对轮缘会有挤压作用，故正确； 、“水流星”表演中，当杯子刚好通过最高点时，虽然处于完全失重状态，但并非不受重力作用，而是重力提供了向心力，使水不流出，故错误； 、洗衣机脱水筒的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供其做圆周运动所需的向心力，因此水滴沿切线方向被甩出，故错误； 、山崖边的公路转弯时，选择外圈行驶，根据公式，增加转弯半径，从而减小所需的向心力，使得以相同速度行驶时更加安全，故正确；故选：。 三．解答题（共6小题） 24．【解答】解：（1）在桥顶对汽车进行受力分析，合力提供向心力得，代入数据得：桥对汽车的支持力大小。 （2）根据可得，可知对于同样的车速，半径大些，大一点，更安全。 （3）根据题意得，代入数据可得。 25．【解答】解：（1）若汽车静止在拱形桥面最高点，根据平衡条件可知，桥面对汽车的支持力大小； （2）若汽车通过桥面最高点时速度大小，根据牛顿第二定律有，解得桥面对汽车的支持力大小。 26．【解答】解：（1）从桥底到桥顶过程中重力势能的变化量△； （2）由牛顿第二定律，得，根据牛顿第三定律可知，压力大小； （3）当时，根据，解得。 27．【解答】解：（1）小车受重力与支持力，如图 （2）汽车过桥顶时，由牛顿第二定律有代入数据解得 （3）汽车在桥面上腾空，所受支持力为零，则将代入解得 28．【解答】解：（1）汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供，有 ，由速度，得弯道半径，故弯道的最小半径为； （2）汽车过拱桥，可以看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，有，为了保证安全，车对路面的压力必须大于等于零，有，则； （3）设弯道倾斜角度为，汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供，有，解得，故弯道路面的倾斜角度。 29．【解答】解：（1）当汽车与路面之间的摩擦力最大时，汽车的速度最大，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 （2）①为使汽车转弯时与路面间恰好无摩擦，则汽车由重力和支持力的合力提供向心力，受力如下图甲，有代入数据解得， ②为使汽车转弯时不发生侧滑，对汽车受力分析，如图乙 水平方向有竖直方向有 又联立代入数据解得声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发 第10页 学科网（北京）股份有限公司 $