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(新教材)2021-2022学年高中物理人教版必修第二册素养检测:6-4 生活中的圆周运动 WORD版含解析.doc

上传人:高**** 文档编号:1030492 上传时间:2024-06-04 格式:DOC 页数:10 大小:238.50KB
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1、温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养检测 八生活中的圆周运动(25分钟60分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.火车在水平轨道上转弯时,若转弯处内外轨道一样高,则火车转弯时()A.对外轨产生向外的挤压作用B.对内轨产生向外的挤压作用C.对外轨产生向内的挤压作用D.对内轨产生向内的挤压作用【解析】选A。火车在水平轨道上转弯时,做圆周运动,需要有力提供指向圆心的向心力,即方向指向内侧,此时外轨对火车的压力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,火车对外轨产生向外的挤压作用。2.世界一级方

2、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.是由于赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的C.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F=m2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道【解析】选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。赛车在转弯前速度很大,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,B

3、正确,A、C、D错误。3.城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,一辆质量为m的小汽车,从A端冲上该立交桥,小汽车到达桥顶时的速度大小为v1,若小汽车在上桥过程中保持速率不变,则()A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于超重状态C.小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为FN=mg-maD.小汽车到达桥顶时的速度必须大于【解析】选A。由圆周运动知识知,小汽车通过桥顶时,其加速度方向向下,由牛顿第二定律得mg-FN=ma,解得FN=mg-mamg,故其处于失重状态,A正确,B错误;FN=mg-ma只在小汽车通过桥

4、顶时成立,而其上桥过程中的受力情况较为复杂,C错误;由mg-FN=m,FN0,解得v,D错误。4.离心现象在我们的日常生活中经常能够遇到,离心运动有很多的应用,同时离心运动也会带来危害,下列现象中应用离心运动的是()A.汽车转弯时需要减速B.火车转弯处外侧轨道比内侧轨道稍高些C.滑冰运动员在转弯时需要限制速度D.洗衣机脱水筒高速旋转把附着在衣服上的水分甩掉【解析】选D。汽车转弯时需要减速,以防止静摩擦力不足以提供转弯时所需的向心力,做离心运动,造成事故,A错。火车转弯处外侧轨道比内侧轨道稍高些,是利用向心力做圆周运动,而非离心现象,B错。滑冰运动员在转弯时需要限制速度,防止发生离心运动,C错。

5、洗衣机脱水筒高速旋转把附着在衣服上的水分甩掉,是利用离心运动,D对。5.一辆汽车质量m=2.0 t,汽车与路面的动摩擦因数为=0.2,公路某转弯处半径为R=50 m(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2),问:若路面水平,汽车转弯不发生侧滑,汽车速度不可能是()A.9 m/sB.10 m/sC.11 m/sD. 8 m/s【解析】选C。汽车转弯时,静摩擦力提供向心力,要不发生侧滑:fmg;又因圆周运动有:f=m得:v=10 m/s,所以汽车转弯不发生侧滑,汽车速度不可能是11 m/s,A、B、D不符合题意,C符合题意。6.在公交车上坐着一位中学生,脚边放着他携带的一小桶水。当公交车

6、急转弯时,桶内的水溅了出来。中学生对司机有意见了,于是便出现了下面的一段对话:中学生:师傅,怎么搞的,我桶里的水都泼出来了司机:我车子正在转弯呢中学生:那你弯子为什么转得那么大?转小点,桶里的水就不会泼出来了司机:如果我把弯子转得小一点,你桶里溅出来的水会更多你读了这段对话,对下面的说法进行判断,其中错误的是()A.中学生说的对B.司机师傅说的对C.汽车转弯时,桶内的水会泼出来,这是一种离心现象D.汽车转弯时,桶内的水会泼出来,是外界提供的向心力不足造成的【解析】选A。汽车转弯时,桶内的水会泼出来,是外界提供的向心力不足造成的,这是一种离心现象,司机说的对。“弯转得小点,桶里的水就不会泼出来了

7、”忽略了惯性,中学生说法错误,故选A。二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(14分)随着经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,近年来我国私家车数量快速增长,高级和一级公路的建设也正加速进行。为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑,常将弯道部分设计成外高内低。如果某品牌汽车的质量为m, 汽车行驶时弯道部分的半径为r, 汽车轮胎与路面的动摩擦因数为,路面设计的倾角为,如图所示(重力加速度g取10 m/s2)。(1)速度为多少时汽车轮胎没有受到侧向的摩擦力?(2)为使汽车转弯时不打滑,汽车行驶的最大速度是多少? 【解析】(1)当

8、无摩擦力时,重力和支持力的合力充当向心力,即F=mgtan=m,解得v=。(2)对车受力分析如图所示,竖直方向:FNcos=mg+Ffsin;水平方向:FNsin+Ffcos=m又Ff=FN,可得v=答案:(1)(2)8.(16分)一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后,接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥。设两圆弧半径相等,汽车通过拱形桥桥顶时,对桥面的压力F1为车重的一半,汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时,对桥面的压力为F2,则F1与F2之比是多少?【解析】汽车通过拱形桥桥顶时有:mg-F1=,通过圆弧形凹形桥最低点时有:F2-mg=,而2F1=mg,则F2-mg=mg-F1,F2=2mg-F1

9、=4F1-F1=3F1,所以F1F2=13,答案:13(15分钟40分)9.(6分)火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是()A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损D.以上三种说法都是错误的【解析】选A。因为火车在水平面内做匀速圆周运动,内、外轨一样高,火车圆周运动所需的向心力只能由铁轨提供的水平方向的弹力提供,火车的车轮构造示意图如图,故可知,弹力只能由外轨提供,所以外轨易磨损,故只有A正确。1

10、0.(6分)实验室模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子,将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内,三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦,这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上,关于电子秤的示数下列说法正确的是()A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥),示数越小【解析】选D。玩具车在最高点时,受向下的重力和向上的支持力作用,当静止时,FN=mg,当小车有速度时,根据牛顿第二定律得mg-FN=m,即FN=m

11、g-mmg,加速度向下,处于失重状态,根据牛顿第三定律得玩具惯性车对桥面的压力FN=FN,所以玩具惯性车运动通过拱桥顶端时,速度越大(未离开拱桥),示数越小,故A、B、C错误,选项D正确。11.(6分)(多选)下列哪些措施是为了防止离心现象造成的危害 ()A.工厂里磨刀用的砂轮外侧加一个防护罩B.洗衣机脱水筒上留有许多小孔C.公路上将要进入弯道处设有限速的警示标志D.汽车车轮后面加装一个挡泥板【解析】选A、C、D。因为F向=m2R=m(2n)2R,所以转速很高的砂轮所需的向心力就大,转速很高的砂轮半径做得太大,就会出现砂轮承受不了巨大的力而断裂,出现离心运动。工厂里磨刀用的砂轮外侧加一个防护罩

12、,就是为了防止这种事故的发生,故A正确;洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动,故B错误;因为F向=,所以速度越快所需的向心力就越大,汽车转弯时要限制速度,来减小汽车所需的向心力,防止离心运动,故C正确;汽车在有泥水的路面上高速行驶时,泥水被轮胎带动起来做离心运动,汽车车轮加装一个挡泥板,可防止泥水溅到汽车底盘或其他地方,故D正确。12.(22分)如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为37,一条长度为L的绳(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小球(可看成质点),小球以角速度绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。(1)当=时,求绳对小球的拉力;(2)当=时,求绳对小球的拉力。 【解析】(1)当小球刚要离开锥面时,锥面对小球没有支持力,由牛顿第二定律得:Tcos-mg=0,Tsin=mLsin解得0=;因=0=,则球离开锥面,设绳与竖直方向上的夹角为,如图所示:则T2cos-mg=0,T2sin=m2Lsin,解得绳的拉力大小为: T2=mg答案:(1)mg(2)mg关闭Word文档返回原板块

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