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1、5.7 生活中的圆周运动(原卷版)一、单选题（本大题共 20 小题）1.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是()A.甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过gR B.乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最小 C.丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 D.丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度相等 2.圆周运动在生活中处处可见，下列四幅图用圆周运动的知识解释正确的是()A.图 1 表示荡秋千，小孩在竖直平面内做圆周运动，由小孩的重力和绳子拉力的合力提供向心力
2、B.图 2 表示一个拐弯的火车，火车拐弯时速度越小，则铁路路基磨损就越小 C.图 3 杂技演员表演“水流星”恰好通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零 D.图 4 表示在室内自行车比赛中，自行车在赛道上做匀速圆周运动，将运动员和自行车看做一个整体受四个力作用 3.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.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不
3、受力的作用 D.洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 4.在下列四种情况中，同一汽车对凸形桥顶部的压力最小的是()A.以较小的速度驶过半径较大的桥 B.以较小的速度驶过半径较小的桥 C.以较大的速度驶过半径较大的桥 D.以较大的速度驶过半径较小的桥 5.为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题，保证列车能经济、安全地通过弯道，常用的办法是将弯道曲线外轨轨枕下的道床加厚，使外轨高于内轨，外轨与内轨的高差叫曲线外轨超高。已知某曲线路段设计外轨超高值为70，两铁轨间距离为1435，最佳的过弯速度为350/，则该曲线路段的半径约为 A.40 B.30
4、C.20 D.10 6.某段公路有一个大圆弧形弯道，公路外侧路基比内侧路基高，如图所示当汽车以理论时速行驶时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则()A.车速只要低于，车辆便会向内侧滑动 B.要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于 C.当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小 D.当路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变 7.如图所示，图()中甲汽车在水平路面上转弯行驶，图()中乙汽车在倾斜路面上转弯行驶关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是()A.两车都受到路面竖直向上的支持力作用 B.两车都一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 C.甲车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 D.乙车可能受平
5、行路面指向弯道外侧的摩擦力 8.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为，如图所示，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gRtan，则()A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 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等于mgcos D.这时铁轨对火车的支持力大于mgcos 9.如图所示，某同学用手水平托着一物体以身体(视为竖直直线)为轴匀速转动，已知物体到身体的距离为R，手与物体间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，慢慢增大转速，要使物体能水平滑出，人转动的角速度至少应大于 A.B.C.2 D.2 10.有一种被
6、称为“魔力陀螺”的玩具如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率=通过A点时，对轨道的压力为其重力的 7 倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则 A.强磁性引力的大小=7 B.质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力 C.只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为 5mg D.若强磁性引力大小为 2F，为确保
7、质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为15 11.乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是()A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B.人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等 D.人在最低点时对座位的压力大于mg 12.转笔()是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正
8、确的是()A.笔杆上的点离O点越远，角速度越大 B.笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大 C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的 D.若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速转动被甩走 13.图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线。将运动员与自行车看作是一整体，下列论述正确的是：()A.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供 B.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供 C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需要的向心
9、力 14.如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以1=2gR的速度通过轨道最高点B，并以2=31的速度通过最低点A。则在A、B两点轨道对摩托车的弹力大小相差()A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg 15.如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周的最高点，若小球通过圆周最低点时的速度大小为92，忽略摩擦阻力和空气阻力，则以下判断正确的是()A.小球不能到达P点 B.小球到达P点时的速度大于 C.小球能到达P点，且在P点受到轻
10、杆向上的弹力 D.小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力 16.如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时()A.处于超重状态 B.向心加速度方向竖直向下 C.速度v的大小一定为 D.座位对游客的作用力为2 17.新冠肺炎疫情爆发期间，同学都“宅”在家里坚持学习。为了同学们身体健康，某学校组织学生在家开展了一项“太极球”运动，做该项运动时，健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A.太极球匀速运动的速度大于 0 即可 B.太极球在B，D两处就有可能不受平板的摩擦力作用 C.由A
11、经过B到达C的过程中，太极球所受的合外力不变 D.由A经过B到达C的过程中，太极球先处于超重状态后处于失重状态 18.如图所示为游乐场内“空中飞椅”的示意图，在半径为r的水平转盘的边缘固定着两条钢绳，钢绳的另一端连接着座椅，转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。已知两个座椅(含坐着的人)的质量分别为1、2，两条钢绳的长度分别为1、2，不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度匀速转动，系统达到稳定时，两条钢绳与竖直方向的夹角分别为、，下列说法正确的是 A.若1=2，B.若1=2，2，则 C.若1=2，1 D.若1 2，1 2，则 19.2013 年 6 月 11 日至 26 日
12、，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验关于失重状态，下列说法正确的是()A.航天员不受重力的作用 B.航天员受力平衡 C.航天员受重力与向心力 D.航天员所受重力等于所需的向心力 20.2013 年 6 月 20 日，航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：细线的一端固定，另一端系一小球，在最低点给小球一个初速度，小球能在竖直平面内绕定点做匀速圆周运动。若将此装置带回地球，仍在最低点给小球相同初速度，则在竖直平面内()A.小球仍能做匀速圆周运动 B.小球不可能做匀速圆周运动 C.小球一定不能做完整的圆周运动
13、D.小球一定能做完整的圆周运动 二、计算题（本大题共 3 小题）21.一辆质量=2.0 的汽车驶过半径=90 的一段圆弧形桥面，取=10/2。(1)若桥面为凹形，则汽车以20/的速度通过桥面最低点时对桥面的压力是多大？(2)若桥面为凸形，则汽车以10/的速度通过桥面最高点时对桥面的压力是多大？(3)汽车以多大的速度通过凸形桥面最高点时，对桥面刚好没有压力？22.现有一根长=1 的不可伸长的轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量=0.5 的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示，不计空气阻力，g取10/2。(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在
14、A点至少应给小球施加多大的水平速度0?(2)在小球以速度1=4/水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少(3)在小球以速度2=1/水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小;若无张力，求绳再次伸直时所经历的时间。23.动画片熊出没中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上(如图甲)，聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，离地高度为 2 L，两熊可视为质点且总质量为m，绳长为2且保持不变，绳子能承受的最大张力为 3 mg，不计一切阻力，重力加速度为g，求：(1)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离O点的水平距离为多少；(2)改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落地点离O点的水平距离最大，最大为多少；(3)若绳长改为L，两熊在水平面内做圆锥摆运动，如图丙，且两熊做圆锥摆运动时绳子刚好断裂，则他们落地点离O点的水平距离为多少。