课时分层检测(10)生活中的圆周运动--【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第二册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 课时分层检测（十） …0基础达标练 0… 1.通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运 动的认识进行交流.甲说：“洗衣机甩干衣服 的道理就是利用了水在高速旋转时会做离 心运动.”乙说：“火车转弯时，若行驶速度超 过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压.”丙 说：“汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形 桥时可以较大速度行驶.”丁说：“我在游乐 园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远， 这也是利用了离心现象.”你认为正确的是 ( A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁 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 甲 车乙的外侧.两车沿半径 方向受到的摩擦力大小分别为F押和F忆· 以下说法正确的是 A.F甲小于F记 B.F甲等于F忆 C.F钾大于F忆 D.F甲和F亿的大小均与汽车速率无关 3.一运输西瓜的汽车以 5m/s的速率通过一个 到 半径为10m的凹形桥， 车经凹形桥最低点时，车中间一个质量为6： kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大 小为(g取10m/s2) A.60N B.75N C.45N D.0 4.世界一级方程式锦标 赛新加坡大奖赛赛道 单圈长5.067公里， 共有23个弯道，如图 所示.赛车在水平路 14 得分 生活中的圆周运动 面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以 下说法正确的是 A.是赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转 动方向盘才造成赛车冲出跑道的 B.是赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减 速才造成赛车冲出跑道的 C.是赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加 速才造成赛车冲出跑道的 D.由公式F=mwr可知，弯道半径越大，越 容易冲出跑道 5.“天宫一号”空间实验室绕地球的运行可视 为匀速圆周运动，航天员在“天宫一号”空间 实验室中展示了失重环境下的物理实验或 现象，如图所示的四个实验可以在“天宫一 号”空间实验室内完成的是 甲 丙 A.用台秤称量物体的质量 B.用水杯喝水 C.用沉淀法将水与沙子分离 D.给小球一个很小的初速度，小球可以在竖 直平面内做圆周运动 6.设某公路转弯处 弯道为圆形，半 径R=100m,汽 车轮胎与路面间 的动摩擦因数为 u= 0.4,如图 所示 班级 姓名 (1)若路面是水平的，求汽车转弯时不发生： 侧向滑动所许可的最大速度（设最大静摩擦 力与滑动摩擦力相同，g取10m/s2). (2)请问对高速转弯路面有什么要求？在该： 路面处交通警示牌该如何提醒驾驶员？ …0f 能力提升练。… 7.通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运 动的认识进行交流.甲说：“洗衣机甩干衣服 的道理就是利用了水在高速旋转时会做离 心运动.”乙说：“火车转弯时，若行驶速度超 过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压.”丙 说：“汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形 桥时可以较大速度行驶.”丁说：“我在游乐 园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远， 这也是离心现象.”你认为正确的是()： A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁 8.如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方 向放着用细线相连的质量相等的两个物体A: 和B,它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘 转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，烧 断细线，则两个物体的运动情况是 ( B A 14 得分 A.两物体均沿切线方向滑动 B.两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越 来越远 C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不 会发生滑动 D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物 体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远 9.(多选)石拱桥是中国传统桥梁的四大基本 形式之一.假设某拱形桥为圆的一部分，半 径为R.一辆质量为m的汽车以速度v匀速 通过该桥，图中Q为拱形桥的最高点，圆弧 PQS所对的圆心角为90°，P、S关于QO对 称，重力加速度为g.下列说法正确的是 ( 0 0 A.汽车所受合力始终为0 B.汽车运动到Q点时牵引力大于阻力 C.汽车运动到Q点时，桥面对汽车的支持力 小于汽车的重力 D,汽车从P点运动到S点所用的时间为 20 10.一质量为2.0×103kg 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1.4×104N.当汽车经 过半径为80m的弯道时，下列判断正确 的是 () 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20m/s时所需的向 心力为1.4×104N C.汽车转弯的速度为20m/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 7m/s2 11.在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车 的设计限速是30m/s.汽车在这种路面上 班级 姓名 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(g取10m/s2,sin37° =0.6). (1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道 上转弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道： 的最小半径是多少？ (2)如果高速公路上设计了圆弧拱桥作立： 交桥，要使汽车能够安全通过（不起飞）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)，弯道半径为120m,要使汽车以最大速 度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？ …0 创新应用练。 12.（多选)飞机飞行 时除受到发动机 的推力外，还受 到重力和机翼的 升力，机翼的升 力垂直于机翼所 在平面向上.当飞机在空中盘旋时机翼向： 内侧倾斜（如图所示），以保证除发动机推： 力外的其他力的合力提供向心力.设飞机 以速率)在水平面内做半径为R的匀速圆： 周运动时机翼与水平面成0角，飞行周期为： T,则下列说法正确的是 () A.若飞行速率v不变，0增大，则半径R 增大 144 得分 B.若飞行速率0不变，0增大，则周期T 增大 C.若0不变，飞行速率v增大，则半径R 增大 D.若飞行速率增大，0增大，则周期T可 能不变 3.如图所示为一辆厢式货车的后视图，该厢 式货车正在水平路面上做转弯测试，圆弧 形弯道的半径R=8m,车轮与路面间的最 大径向摩擦力为车对路面压力的.货车内 顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装 有拉力传感器.车沿平直路面做匀速运动 时，传感器的示数F。=4N.重力加速度 g取10m/s2,sin53°=0.8，cos53°=0.6. 左 右 7777入 (1)货车向左转弯还是右转弯？ (2)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周 运动时，为了防止侧滑，车的最大速度？max 是多大？ (3)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运 动，稳定后传感器的示数为F'=5N,此时 细线与竖直方向的夹角0是多大？货车的 速度有多大？课时分层检测（十） 1.D[甲和丁所述的情况都是利用了离心现象，乙所述的情况，外 轨会受到挤压，汽车无论是过凸形桥还是凹形桥都要减速行驶， 故A、B、C错误，D正确. 2.A[汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供其做匀速圆周 运动的向心力，即F=F向=m子，由于子m甲=m2,0p=2p> r乙，则F甲<F之，A正确.] 3.B[车中间一个质量为6kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用 力和重力的作用，其合力提供其做圈周运动的向心力，即F一mg m,所以下mg十m75N,选项A,C、D错送，B正确.] 4.B[赛车在水平路面上转弯时，静摩擦力提供向心力，最大静摩 擦力与重力成正比，而需要的向心力为"紧，靠车在转亨前递度很 大，转弯时做圆周运动的半径就需要很大，运动员没有及时减速 就会造成赛车冲出跑道，选项B正确，A、C、D错误， 5.D「物体处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤称量 物体的质量，故A错误：水杯中的水处于完全失重状态，无法用图中 水杯盛水，故B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水 分离，故C错误：小球处于完全失重状态，给小球很小的初速度，小球 可在拉力作用下在竖直平面内做匀速圆周运动，故D正确.】 6.解析(1)由于路面是水平的，故提供的向心力仅由最大静摩擦 力提供，有mg=mR 解得最大速度为v如 =√4gR=√0.4X10X100m/s=20m/s. (2)如果高速转弯路面设置倾斜，可以由汽车重 力和支持力的合力提供向心力，则汽车受力如图 所示，将支持力正交分解在y轴上，由平衡条 件有 Fxcos 0=mg ① 在x轴上，由牛领第二定律，有下in0=m尺② 联立①②得v=√gRtn0,可见高速转弯路面的坡度和转弯半径 对速度有要求，因此应该在高速转弯路面设定速度范围，严禁超 速行歌， 驾客 (1)20m/s(2)见解析 7,D[洗衣机甩千衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离 心运动，故甲同学说法正确：速度小于规定速度才会与内轨挤压， 因为小于规定速度后火车有向内翻的趋势，所以乙同学说法错 误：为了行车的安全，无论通过凹形桥还是凸形桥，汽车都应该减 速慢行，丙同学的说法错误：游乐园里的吊椅转得越快，就会离转 轴越远，这也是高心现象，故丁同学说法正确，选项D正确，] 8.D[A、B两物体刚好还未发生滑动时，物体A需要的向心力 FA=Fmax十FT=murA,物体B需要的向心力FB=Fmx一Fr= rB,因此F4>FB·烧断细线后，细线上拉力FT消失，对A有 Fm<m2r4,物体A做离心运动：对B有Fmx>murB,物体B 随盘一起转动，选项D正确，A、B、C错误. 9CD[汽车做匀速圈周运动，则所受的合力不为零，A错误：汽车 在竖直面内做匀速圈周运动，运动到Q点（圆孤最高点）时牵引力 等于阻力，B错误：由于汽车在竖直面内做匀速圈周运动，沿半径 方向有向心加速度，当汽车运动到Q点时，有mg一Fv=m尺，可 知桥面对汽车的支待力小于汽车的重力，C正确：汽车从P点运 动到S点所用的时间为t 、2mR 迟，D正确.] 2 I0.D[汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面给的摩擦力， 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F=mr =√2.0x10 ，解得=√m /1.4×101×80 m/s= √/560m/s=20√1.4m/s,所以汽车转弯的速度为20m/s时， 所需的向心力小于1.4×10N,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a= 560 80 m/s2=7m/s2,即汽 车能安全转弯的向心加速度不超过7m/s°，D正确.] 11.解析(1)汽车在水平路面上转弯，可视为汽车做匀速图周运 动，其最大向心力等于车与路面间的最大静摩擦力，有 Fm-0.6mg=m -,由于速度v=30m/s 解得弯道的最小半径r=150m. (2)汽车过拱桥，可看成在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最 高点时 有mg一FN=m尺 为了保证安全，路面对车的支持力F、必须大于等于零 2 有mg≥m尺，代入数据解得R≥90m 3 (3)设弯道倾斜角度为日，汽车通过此弯道时向心力由重力及支 待力的合力提供 有mgtan0=m号 解得tan0= 3 4 故弯道路面的倾斜角度θ=37°， 答案(1)150m(2)90m(3)37° 12.CD[对飞机进行受力分析，根据题意，向心力Fm=mgtan0= m，解得R=所以当飞行建率不变增大时，丰径R 减小，若不变，飞行速率？增大，则半径R增大，则A错误，C 正确：由T=得T所以当飞行速率0不变，0增大 时，周期T减小，若飞行速率增大，0增大，周期T可能不变，则 B错误，D正确.」 13.解析(1)货车向左转弯 (2)设货车的总质量为M,转弯时不发生侧滑，有 uMg=- imax R 解得vmax=√gR=8m/s. (3)车匀速运动时F%=mg=4N,m=0.4kg 此次转弯时小球受细线的拉力F=5N 分析有c0s0= m =0.8,则0=37°. 小球受到的合力为F6,tan0-F色 mg 期有mgtan0=mo R 解得w'=√gRtan0=2√15m/s. 答案(1)货车问左转弯(2)8m/s (3)37°2√15m/s 课时分层检测（十一） 1,BD[小球在最高点受重力和压力，由牛顿第二定律得F、十mg 2 =ma=mR,又Fv=mg,所以a=2g,D=√2gR,故B、D正确， A、C错误.] 2.D[当o=√gR时，所需向心力F=m尺 =g,此时，物体与半 球面顶部接触但无弹力作用，物体只受重力作用，故做平抛 运动.门 UB 3.D[对B球：F十mg=m2元，对A球：F-mg=m亡，同时 1=2)A,要使轴O对杆作用力为0，即满足FT=FT',解得2A √2gL,=2√2gL,故只有D项正确. 4.B[在最高，点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当 小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为g,故最小 速度为0，A错误，B正确：小球在水平线αb以下管道运动，由于 沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小 球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，C错：小球 在水平线αb以上管道中运动时，当速度非常大时，内侧管壁没有 作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁有作 用力，外侧管壁没有作用力，D错误.」 5,AD[在最高点，若=0,则Fv=mg=a:若Fy=0,由题图知 D bl有mg=mp=mR,解得g=R,n=bR,古 确，B错误：由题图可知：当w<b时，杆对小球弹力方向向上，当 >b时，杆对小球弹力方向向下，所以当一（时，杆对小球禅力 方向向下，故C错误：若=2b,则Fv十mg=mF=m尺，解得 F=mg,即小球受到的弹力与重力大小相等，故D正确，门 6.解析(1)对图1中B点的小球受力分析，有F、一mg=m尺，解 得Fy=mg十mR 由牛领第三定律，小球对轨道的压力大小为mg十m尺，方向竖直 向下 (2)对图2中A点的小球受力分析，有Fy十mg=m令，因为 ?4=√gR,解得Fy=0,那么小球对轨道的压力为0. (3)无论是图1还是图2，从A点运动到C点的时间均为 /2R t一Ng 对于图1情景，由于vA≥√gR,则水平分位移x=v44≥√2R>R, 因此不能落到C点， 2