2020-2021學年第二學期高一物理人教版（2019）必修第二冊生活中的圓周運動培優練習一、單選題1．我國將在2022年舉辦冬季奧運會，屆時將成為第一個實現奧運“全滿貫”國家。圖示為某種滑雪賽道的一部分，運動員（可視為質點）由坡道進入豎直面內的圓弧形滑道。若運動員從圖中a點滑行到最低點b的過程中，由于摩擦力的存在，運動員的速率保持不變，對于這個過程，下列說法正確的是（）A．運動員受到的摩擦力大小不變B．運動員所受合外力始終等于零C．運動員先處于失重狀態后處于超重狀態D．運動員進入圓弧形滑道后處于超重狀態2．如圖所示，長均為L的兩根輕繩，一端共同系住質量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為L。重力加速度大小為g。現使小球在豎直平面內以AB為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小為（）A． B． C． D．3．“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜愛，這項運動由雜技演員駕駛摩托車，沿表演臺的側壁做勻速圓周運動。簡化后的模型如圖所示，若表演時雜技演員和摩托車的總質量不變，摩托車與側壁間沿側壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為H，側壁傾斜角度α不變，摩托車做圓周運動的H越高，則（）A．運動的線速度越大 B．運動的向心加速度越大C．運動的向心力越大 D．對側壁的壓力越大4．如圖甲所示，質量相等大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長的等長輕質細線懸掛起來，使小球a在豎直平面內來回擺動，小球b在水平面內做勻速圓周運動，連接小球b的繩子與豎直方向的夾角和小球a擺動時繩子偏離豎直方向的最大夾角都為，運動過程中兩繩子拉力大小隨時間變化的關系如圖乙中c、d所示。則下列說法正確的是（）A．圖乙中直線d表示繩子對小球a的拉力大小隨時間變化的關系B．a球在最低點的速度大小跟b球速度大小相同C．的取值不是唯一的D．5．質量為m的小球在半徑為R的光滑豎直圓環內做圓周運動，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。下列說法不正確的是（）A．小球經過最高點的最小速度為B．小球經過最低點的最小速度為C．圓環最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為4mgD．圓環最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為6mg6．一固定的水平細桿上套著一個質量為m的圓環A（體積可以忽略）圓環通過一長度為L的輕繩連有一質量也是m的小球B。現讓小球在水平面內做勻速圓周運動，圓環與細桿之間的動摩擦因數為μ且始終沒有相對滑動。在此條件下，輕繩與豎直方向夾角的最大值是37°。（當地球重力加速度為g）則（）A．環對細桿的壓力等于B．環對細桿的壓力不可能大于C．小球做圓周運動的最大角速度為D．小球做圓周運動的最大角速度為7．如圖所示，一傾斜的勻質圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉動，盤面與水平面的夾角為，盤面上離轉軸距離處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止，小物體的質量為，小物體與盤面間的動摩擦因數為（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。則當達最大值時，小物體運動到最高點時所受摩擦力的大小（取，，）（）A． B． C． D．8．如圖所示，在一水平圓盤上放一個小物體，現讓圓盤繞中心軸勻速轉動，小物體一直相對圓盤靜止。對于小物體隨圓盤勻速轉動時受力分析，下列正確的是（）A．重力和支持力 B．重力、支持力和靜摩擦力C．重力、支持力、靜摩擦力和動力 D．重力、支持力、靜摩擦力和向心力9．如圖所示，一個固定在豎直平面上的光滑圓形管道，管道里有一個直徑略小于管道內徑的小球，小球在管道內做圓周運動，下列說法中錯誤的是（）A．小球通過管道最低點時，小球對管道的壓力向下B．小球通過管道最低點時，小球對管道的壓力向上C．小球通過管道最高點時，小球對管道的壓力可能向上D．小球通過管道最高點時，小球對管道可能無壓力10．如圖所示，轉動軸垂直于光滑水平面，交點O的上方h（A點）處固定細繩的一端，細繩的另一端拴接一質量為m的小球B，繩長l大于h，轉動軸帶動小球在光滑水平面上做圓周運動。當轉動的角速度ω逐漸增大時，下列說法正確的是（）A．小球始終受三個力的作用B．細繩上的拉力始終保持不變C．要使球不離開水平面，角速度的最大值為D．若小球飛離了水平面，則角速度可能為11．汽車在水平地面上轉彎時，地面的摩擦力達到最大，當汽車速率增為原來的2倍時，則汽車拐彎的半徑必須（）A．減為原來的倍 B．減為原來的倍C．增為原來的2倍 D．增為原來的4倍12．如圖所示，在勻速轉動的水平盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質量相等的兩個物體A和B，質量都為m，它們分居圓心兩側，與圓心距離分別為兩物體與盤間的動摩擦因數μ相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發生滑動時，下列說法正確的是（）A．此時細線張力為B．此時圓盤的角速度為C．此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內D．此時燒斷細線，A和B都將做離心運動13．甲、乙兩名溜冰運動員，質量M甲=2M乙，面對面拉著彈簧秤繞空間某一點各自做圓周運動的溜冰表演，兩人的間距恒定，發現彈簧秤的示數始終恒定，如圖所示，下列判斷正確的是（）。A．甲和乙的線速度大小之比為1∶1B．甲和乙的線速度大小之比為2∶1C．甲和乙的線速度大小之比為1∶2D．甲和乙的線速度大小之比為1∶414．如圖所示，一小球質量為m，用長為L的懸線固定在O點，在懸點O的正下方處有一顆釘子D。現將懸線拉直后，使小球從A點靜止釋放，當懸線碰到釘子后的瞬間，下列說法錯誤的是（）A．小球的線速度沒有變化B．小球的角速度突然增大到原來的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來的2倍D．懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍二、解答題15．如圖甲所示是某款名為“風火輪”的玩具，其裝置結構示意圖如圖乙虛線框內所示。整個裝置放置于水平桌面上，小車（可視為質點）從A點水平彈射出，沿直線軌道通過阻擋門（阻擋門的位置可在間調節）后經回旋彎道的最低點B點選入豎真回旋彎道，再通過直線軌道從C點水平飛出，軌道各部分平滑連接，小車進入得分區域則挑戰成功。已知A、B之間的距離，圓形回旋彎半徑，之間的距離，之間的高度差，水平距離．小車與直線軌道各部分之間的摩擦因數均為，其然阻為均忽略。小車質量，經過B點的速度與經過彎道最高點的速度滿足關系。(1)若小車從C點飛出后恰好到達N點，求小車在C點的速度大小；(2)若小車恰好能夠過回旋彎道的最高點，通過計算分析小車能否進入得分區域：(3)若小車經過阻擋門前后瞬間的速度大小之此為，當小車以的初速度彈出時，阻擋門距離A點多遠距離時，小車能夠進入得分區域。

16．質量為800kg的小汽車在公路上行駛時對地面的壓力為多少？當小汽車駛過一座半徑為50m的圓形拱橋，到達橋頂時的速度為5m/s，求此時汽車對橋的壓力多大？如果要求汽車到達橋頂時對橋的壓力為0，到達橋頂時的速度應當是多大？17．如圖所示為滑雪比賽的部分雪道，是傾角為的斜坡，是半徑為的圓弧，斜坡與圓弧在點相切，一位質量為的滑雪者從高處平臺的點以一定初速度水平滑出，經過時間，滑雪者剛好落在點，滑到圓弧最低點時，滑雪者的速度是在點滑出時速度的2倍，重力加速度為，，，滑板與雪道的動摩擦因數為，不計空氣阻力，求：（1）斜坡的長；（2）滑雪者在點滑出時的速度大小；（3）滑雪者運動到點時，滑板受到的摩擦力多大。18．如圖甲所示，一長L=1m的輕桿的一端固定在水平轉軸O上，另一端固定一質量m=1kg的小球，小球隨輕桿繞轉軸在豎直平面內做線速度v=1m/s的勻速圓周運動，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。(1)小球運動到最高點時，求桿對球的作用力F1；(2)小球運動到水平位置A時，求桿對球的作用力大小F2；(3)若將輕桿換成輕繩，再將小球提至轉軸正上方的B點，此時繩剛好伸直且無張力，然后將球以水平