6.4 生活中的圆周运动-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课时卷

物理 4 生活中的圆周运动 基础过关) 1.如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡 皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）。橡皮块与圆盘相对静止，某段时间 圆盘转速不断减小，但仍未停止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向 的四种表示（俯视图）中，正确的是 第1题图 B D 2.汽车在水平路面上转弯时所需要的向心力是由摩擦力提供的，为避免侧滑，以下做法可取的是 地 ( A.转弯半径一定时，速度应该大一些 脚 B.转弯半径一定时，速度应该小一些 C.速度一定时，转弯半径应小一些 长 D.侧滑与否由路面粗糙程度决定，与汽车行驶速度无关 3.如图所示为场地自行车赛的比赛情景，运动员以速度在倾角为0的倾斜赛道 上做匀速圆周运动.已知运动员及自行车的总质量为m,做圆周运动的半径为 R,将运动员和自行车看作一个整体，则 A.受到合力的方向保持不变 第3题图 B爱到合力的大小为F=m京 C.若运动员减速，则一定沿倾斜赛道上滑 D.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 4.如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，当质量为的火车以速度v通 过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力的作用，下面分析正确的是 ( A.此时火车转弯所需向心力由重力和支持力的合力来提供 第4题图 B.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用 C.若火车速度大于)时，内轨将受到侧压力作用 D.火车在弯道行驶时受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力 2.如图所示，质量为m的小球固定在长为1的细杆一端，绕细杆的另一端O在竖直面内做圆周运动， g,此时 球转到最高点A时，线速度大小为√ A.球受到受的拉力 B.球受到3四的支持力 C.球受到四的拉力 第2题图 D球受到%的支持力 3.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于 管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中错误的是 ( A,小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下 T B.小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上 第3题图 C.小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上 D,小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力 4.如图所示，汽车通过凹形路面的最低点时 7777777777777 第4题图 A.汽车对路面的压力等于汽车的重力 B.汽车对路面的压力小于路面对汽车的支持力 C.汽车所需的向心力等于路面对汽车的支持力 D.为了防止爆胎，汽车应低速驶过 5.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 mg 界速度为，则当小球以2速度经过最高点时，小球对轨道的压力大小为( F A.0 B.mg 第5题图 C.3mg D.5mg 16 无敌原创·同步课时卷物理·必修第二册摩擦力依然等于重力而平衡，故a物件所受的摩擦力不变，D错 误。故选B。】 6.D【解析：陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转 时，a、b和c三点的角速度相同，c半径小，根据v=rw,c的线速 度要比a、b的小，a、b的半径相等，线速度大小相等，由于a、b两 点的线速度方向不同，A、B、C错误；陀螺绕垂直于地面的轴线 以角速度w稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，c半径小， 根据a=wr可知，a、b两点的加速度比c点的加速度大，D正 确。故选D。] 7.解：对A点而言：a4-紧；B点：a=空，且R=2,=, 则as=尺A=0,24n/g。又因为C点R=号c=且a R 3 Run,ae=Rcwc2,所以ac=尺aA=0.04m/s。 4生活中的圆周运动 【基础过关】 1.C【解析：匀速转动时，只有法向加速度（向心加速度），橡皮 块受到的静摩擦力指向盘心；当减速转动时，还会产生与速度方 向相反的加速度，则合力方向如图C所示。故选C。】 2.B[解析：汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动，其所 需要的向心力由静摩擦力提供，则∫=m爱，转弯半径一定时， 速度应小一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，A错 误，B正确；速度一定时，转弯半径应大一些，这样需要的向心力 就小，不容易发生侧滑，C错误；综上可知，侧滑与否与汽车行驶 速度有关，D错误。故选B。】 3.B【解析：运动员和自行车组成的整体受重力、支持力、摩擦 力作用，靠合力提供向心力，整体做匀速圆周运动，则合力不为 零，合力大小F=m受，方向时刻改变，指向圆心，A错误，B正 确；当运动员减速时，需要的向心力减小，静摩擦力可能减小，使 向心力减小，运动员不会沿倾斜赛道上滑，C错误；发生侧滑是 因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合 力小于所需要的向心力，运动员做离心运动，运动员受到的合力 方向仍指向圆心，D错误。故选B。】 4.A【解析：火车速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压 力作用，由重力和支持力的合力提供向心力，如图所示，A正确： 若火车速度小于时，火车所受的重力和支持力的合力大于所 需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互 挤压，内轨受到侧压力作用，B错误；若火车速度大于时，火车 所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有 离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压 力作用，C错误；火车在弯道行驶时受到重力、支持力、牵引力、 摩擦力作用，D错误。故选A。】 N F合 YC 第4题图 5,B[解析：当所提供的向心力小于物体所需要的向心力时，就 会产生离心现象，A正确；阴雨天行驶时车轮上的泥巴容易被甩 出，是因为泥巴受到的合力小于泥巴做圆周运动的向心力，B错 误；洗衣机脱水桶是利用离心运动把湿衣服甩干的，C正确；汽 车转弯时速度过大，会因离心运动而侧滑漂移，容易造成交通事 故，D正确。故选B。] 6.解：(1)绳子的拉力T在竖直方向的分力与游客的重力平衡， T0s0=mg.解得T=g (2)绳子的拉力在水平方向的分力提供向心力，Tsin0=m2(R十 gtan 0 Lsin0),解得w=√R+Lsin0 【能力提升】 1.D[解析：运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高 点，此时运动员的重力和单杠对他的支持力平衡，则在最高点时 速度为0，向心力为0，A、B错误；运动员在最低点时，向心力为 R,=R一mg=m二，解得单杠对他的作用力F=mg十m二 可知，当运动员在最低点速度变大时，单杠对他的作用力增大， 根据牛顿第三定律可知，他对单杠的作用力增大，C错误；若运 动员在最高点，恰好由重力提供向心力，即mg=m二解得此时 运动员的速度c=√配，当<V配时，有mg一R=m茫，速 度)增大，R减小：当>L时，有mg+F=m艺，即R g,速度增大，F增大D正确 2.D[解析：假设小球在最高点A受到向下的拉力F,由牛顿 第二定理可得F十mg=m V27 ,解得F=-受，故小球受 到受的支持力。故选D】 3.B[解析：小球通过管道最低点时，具有向上的向心加速度， 根据牛顿第二定律得知，合力向上，则管道对小球的支持力向 上，由牛顿第三定律得到，小球对管道的压力向下，A正确，B错 误；设运动的半径为r,小球的质量为，小球通过最高点时速度 大小为，管道对小球有向上作用力，大小为N,根据牛顿第二 定律得mg一N=m号。当=√gr时，N=0,说明管道对小球 无压力；当>√gr时，N<0,说明管道对小球的作用力向下， 则小球对管道的压力向上，CD正确。故选B】 阶段按圆轨道来处理，此时太阳处于行星轨道的圆心处，B正 4.D[解析：设路面对汽车的支持力为N,在最低点，根据牛顿 确；若将行星的运动轨道按照圆轨道来处理，则R即为圆的半 第二定律有N一mg=m京，所以N>mg。根据牛顿第三定律 径，C正确；根据开普勒第三定律，只有当绕恒星运动的行星的 轨道半径相同，周期才能相同，但是由于各行星运动的半径与地 知，汽车对路面的压力等于路面对汽车的支持力，所以汽车对路 球公转的半径不相同，故周期不同，D错误。故选ABC。】 面的压力大于汽车的重力，A、B、C错误；为了防止爆胎，应使路 4.A【解析：根据开普勒第三定律号=k,可知与太阳之间的平 面对汽车的支持力N小一些，由N三m尽+mg可知应该减小 均距离越大的行星，它公转轨道的半长轴α越大，则周期越大。 车速，D正确。故选D。] 故选A。] 5.C[解析：当小球以速度v经内轨道最高点时，小球仅受重力， 重力充当向心力，有g=m号，当小球以速度2如经内轨道最高点 5.A【解析：由。一，两段时间内地球公转的轨迹长度相等， 可知时间长说明速度小，依据开普勒定律，速度小说明离太阳 时，小球受重力g和向下的支持力Fv,合力充当向心力，有mg十 远，A正确，B错误；在北半球冬天地球离太阳近，而夏天离太阳 Fx=m (20)2 ；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对 远，C、D错误。故选A。】 小球的支持力相等，Fx'=Fv;由以上三式得到，F'=3mg,故选C.】 6,A【解析：根据开普勒第三定律气-k,由题知行星的运行周 6.解：(1)静摩擦力提供向心力，有f=mrw2=0.6×0.2×4N= 期之比是3V3:1,则它们的轨道半径之比为3：1。故选A】 0.48N。故转盘绕中心O以ω=2rad/s的角速度旋转时，A受 7.B[解析：由“火星自转周期与地球接近”，可知火星的同步卫 到的摩擦力大小为0.48N,方向指向转盘中心O。 T同 (2)当A所受最大静摩擦力提供向心力时，转盘绕中心O旋转的 星的周期为24h:根据开普勒第三定律7可得T华 3 角速度w最大，由fa=m2r,解得r一√0.2X0.6rad/s V写=√（兮×24=3h.故选】 5rad/s。 【能力提升】 7.解：1)根据牛顿第二定律，mg一F=m尺，解得F=mg 1BC【解析：开普勒行星运动的公式号=长中T表示行星运 动的公转周期，A错误，B正确；k是一个对所有行星都相同的常 v2 量，C正确；地球绕太阳运转，月球绕地球运转，公式中的k不 (2)由F=mg一m发可知，当汽车的行驶速度u=√gR时，拱形 桥的桥面对汽车的支持力F=0,汽车将脱离桥面，出现危险。 7意≠分D错误。故选BC】 同，则 a月9 对驾驶员的建议：汽车通过桥面时车速不宜过快。对桥梁设计 2.D【解析：根据开普勒第二定律，对任意一个行星而言，太阳 者的建议：适当增大拱形桥桥面的半径。 行星的连线在相等时间内扫过的面积相等。所以火星从B→ C→D的过程中，火星与太阳的距离先增大后减小，所以速率先变 第七章万有引力与宇宙航行 小后增大，A错误；太阳行星的连线在相等时间内扫过的面积相 1行星的运动 等，所以火星从A→B→C的过程中，火星与太阳的距离增大，速 【基础过关】 率逐渐变小，万有引力对它做负功，B错误；公转周期为T。,火星 1.BC[解析：由开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动的轨道 从A→C的过程中所用的时间是0.5T。,由于火星从A→B→C的 是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，故它离太阳的距离是变 过程中，速率逐渐变小，从A→B与从B→C的路程相等，所以火 化的，A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，由于受到太阳的引 星从A一B所用的时间小于孕，C错误，D正确。故选D.】 力作用而被约束在速度与引力所决定的平面内一定的轨道上， C正确，D错误。故选BC。] 3.B[解析：取极短时间△，根据开普勒第二定律得之a△1一 2.B[解析：根据开普勒第一定律，所有的行星绕太阳运动的轨 合b△1，解得w=号.故选B.】 道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，A正确，不符合题意； B错误，符合题意；根据开普勒第三定律，所有的行星轨道的半 4.A[解析：公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看 长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，C正确，不符 作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知二-k,运动的周期之 合题意；不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，D正确， 不符合题意。故选B。] 比受-√在一个周期内扫过的面积之比为爱-瓷 3.ABC【解析：行星的运动轨道与圆十分接近，绕太阳运行的 行星做匀速圆周运动，A正确；根据开普勒第一定律，太阳处于 尽，面积速率为亭可知面积速率之比为√图。故选A】 椭圆轨道的一个焦点上，行星的运动轨道与圆十分接近，在中学 5.C[解析：在I轨道上，n1=R+H=2R;在Ⅱ轨道上，半长轴 41