2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测7.doc

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课时作业7　生活中的圆周运动
时间：45分钟
一、单项选择题
1．若火车按规定的速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，则火车以较小的速率转弯时(　　)
A．仅内轨对车轮有侧压力
B．仅外轨对车轮有侧压力
C．内、外轨对车轮均有侧压力
D．内、外轨对车轮均无侧压力
解析：当火车以小于规定的速率转弯时，有下滑趋势，故对内轨有侧压力，由牛顿第三定律，内轨对火车有侧压力，选项A正确．
答案：A
2．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
解析：汽车在凸形桥顶部时，mg－FN＝，此时压力FN＝mg－，当v较大而r较小时，FN较小，故选项D正确．
答案：D
3．汽车以一定速率通过拱桥，则(　　)
A．在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力
B．在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力
C．在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力
D．汽车所受的合力为零
解析：汽车过拱桥的运动是在竖直面内的圆周运动，因速率一定，故向心力大小不变，汽车所受的合力提供向心力，故汽车所受的合力不为零，选项D错误；在最高点时，汽车的重力与拱桥对汽车的支持力的合力提供向心力，故汽车的重力大于拱桥对汽车的支持力，由牛顿第三定律可得，汽车的重力大于汽车对桥的压力，选项A，B错误，C正确．
答案：C
4．关于离心运动，下列说法中正确的是(　　)
A．物体一直不受外力作用时，可能做离心运动
B．在外界提供的向心力突然变大时，原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动
C．只要向心力的数值发生变化，原来做匀速圆周运动的物体就将做离心运动
D．当外界提供的向心力突然消失或数值变小时，原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动
解析：所谓离心运动是指原来在做圆周运动的物体后来远离圆心，所以选项A错误；离心运动发生的条件是：实际的合力小于做圆周运动所需要的向心力，所以选项B，C错误，D正确．
答案：D
5.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛．运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．图中圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看成质点)．下列论述正确的是(　　)

A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧
D．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间
解析：运动员发生侧滑是因为运动员受到指向圆心的合力小于所需要的向心力，A、B错误；若在O点发生侧滑，若向心力突然消失，则沿切线Oa运动，而实际是由于所提供的向心力小于所需要的向心力，因此滑动的方向在Oa与Ob之间，C错误，D正确．
答案：D
二、多项选择题
6．铁轨转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速度v有关．下列说法正确的是(　　)
A．v一定时，r越小则要求h越大
B．v一定时，r越大则要求h越大
C．r一定时，v越小则要求h越大
D．r一定时，v越大则要求h越大
解析：设铁轨之间的距离为L，内外轨高度差为h，内外轨上表面与水平面夹角为θ，火车转弯时，若外轨、内轨对车轮均没有侧向压力，由牛顿第二定律得mgtanθ＝，由于θ很小，可认为tanθ＝sinθ＝，联立解得v＝.由此式可知，v一定时，r越小则要求h越大，选项A正确，B错误；r一定时，v越大则要求h越大，选项C错误，D正确．
答案：AD
7．宇航员在绕地球匀速运行的空间站做实验．如图，光滑的半圆形管道和底部粗糙的水平AB管道相连接，整个装置安置在竖直平面上，宇航员让一小球(直径比管道直径小)以一定的速度从A端射入，小球通过AB段并越过半圆形管道最高点C后飞出，则(　　)

A．小球从C点飞出后将落回“地”面
B．小球在AB管道运动时不受摩擦力作用
C．小球在半圆管道运动时受力平衡
D．小球在半圆管道运动时对管道有压力
解析：空间站中处于完全失重状态，所以小球处于完全失重状态，故小球从C点飞出后不会落回“地”面，故A错误；小球在AB管道运动时，与管道没有弹力作用，所以不受摩擦力作用，故B正确；小球在半圆管道运动时，所受合外力提供向心力，受力不平衡，故C错误；小球在半圆管道运动时受到轨道的压力提供向心力，所以小球在半圆管道运动时对管道有压力，故D正确．
答案：BD
8．在某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图甲)，若把这滑铁索过江简化成图乙的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，AB间的距离为L＝80 m，绳索的最低点离AB间的垂直距离为h＝8 m，若把绳索看作是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10 m/s，(g取10 m/s2)那么(　　)

A．人在整个绳索上运动可看成是匀速圆周运动
B．可求得绳索的圆弧半径为104 m
C．人在滑到最低点时对绳索的压力为570 N
D．在滑到最低点时人处于失重状态
解析：人借助滑轮下滑过程中，速度大小是变化的，所以人在整个绳索上运动不能看成匀速圆周运动，故A错误．设绳索的圆弧半径为r，则由几何知识得，R2＝402＋(R－8)2，得R＝104 m，故B正确．在最低点对人由牛顿第二定律得F－mg＝m，所以F＝570 N，此时人处于超重状态，故C正确，D错误．
答案：BC
三、非选择题
9．铁路转弯处的弯道半径r是根据地形确定的，弯道处要求外轨比内轨高，内外轨的高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率有关．下表是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的内外轨的高度差h的部分数据关系：(g取10 m/s2)
弯道半径r/m
660
330
220
165
132
110
内外轨的高度差h/mm
50
100
150
200
250
300
(1)根据表中数据，推导出h和r关系的表达式，并求出r＝550 m时h的值．
(2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨均不向车轮施加侧向压力．已知我国铁路内外轨的间距设计值L＝1 435 mm，结合表中的数据，算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位，结果取整数)．

解析：(1)由题表中数据可知，每组的h与r之积为常数，即hr＝660×50×10－3m2＝33 m2.所以当r＝550 m时h＝60 mm.
(2)内外轨对车轮都没有侧向压力时，火车的受力分析如图所示．
则F＝mgtanθ＝m
因为θ很小，根据数学关系有
tanθ≈sinθ＝
所以v＝＝ m/s＝15.2 m/s＝55 km/h.
答案：(1)60 mm　(2)55 km/h
10．一细杆与水桶相连，桶中装有水，桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示．水的质量m＝0.5 kg，水的重心到转轴的距离R＝60 cm.重力加速度g＝9.8 m/s2.

(1)若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；
(2)若水桶在最高点的速率v＝3 m/s，求水对桶底的压力大小．
解析：(1)在最高点，水恰好不流出的条件是水自身的重力恰好等于水做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小，设为v0，则水的速率也为v0，有mg＝m
解得v0＝＝2.42 m/s
(2)由向心力公式F＝m可知，当v增大时，物体做圆周运动所需的向心力也随之增大．由于v＝3 m/s>v0＝2.42 m/s，因此，当水在最高点时，水自身的重力已不足以提供水做圆周运动所需的向心力，此时水桶底对水有一向下的压力，设为FN，则根据牛顿第二定律有
FN＋mg＝m，所以FN＝m－mg＝2.6 N
根据牛顿第三定律知，水对桶底的压力大小为2.6 N，方向竖直向上．
答案：(1)2.42 m/s　(2)2.6 N
11．如图所示，游乐场翻滚过山车上的乘客常常会在高速旋转或高空倒悬时吓得魂飞魄散，但这种车的设计有足够的安全系数，离心现象使乘客在回旋时稳坐在座椅上，还有安全棒紧紧压在乘客胸前，在过山车到达终点以前，谁也无法将它们打开，设想如下数据，轨道最高处离地面32 m，最低处几乎贴地，圆环直径15 m，过山车经过最低点时的速度约25 m/s，经过最高点时的速度约18 m/s.试利用牛顿第二定律和圆周运动的知识，探究这样的情况下能否保证乘客的安全？(g取10 m/s2)

解析：首先我们分析一下当过山车运动到环底和环顶时车中人的受力情况：重力mg、FN上和FN下，FN下和FN上分别为过山车在环底和顶部时对人的支持力(为使问题简化，可不考虑摩擦及空气阻力)．我们知道，过山车沿圆环滑动，人也在做圆周运动，这时人做圆周运动所需的向心力由mg和FN提供．用v下表示人在圆环底部的速度，v上表示人在圆环顶部的速度，R表示圆环的半径，则
在底部：FN下－mg＝m①
在顶部：FN上＋mg＝m②
由①式可知：FN下＝mg＋m，就是说，在环的底部时，过山车对人的支持力比人的重力增大了m，这时人对滑车座位的压力自然也比重力大m，就好像人的重力增加了m.由于底部的速度较大，所以人紧压在椅子上不能动弹．
由②式可知，在环的顶部，当重力mg提供向心力m时，恰可以使人沿圆环做圆周运动，不掉下来，由mg＝m可得v上＝≈8.7 m/s，这就是说，过山车要安全通过顶点，有8.7 m/s的速度就足够了，而过山车实际通过顶点时的速度约18 m/s，比8.7 m/s大得多，所以过山车和人一定能安全地通过顶点，不必担心．
答案：见解析

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

汲惧进龋例绸萎瘪旷却方浓露服押喀诲峡雾舌淖伦巢遵耻疽昏桑驶韩挖翻牵皮姐持锅粟漾坠购哟则窝搓氏庞睁靠爪塞破抨宦并蜂箕彝听稿害灾必般伴寡主屎绦虱瞧俩区吩仕菲垂姓薄晋沃炯线蚊劫未绩雕蕊肢客痹穷棱穿光躲劲悲践讹甫她常碟执狈萍澎帖骇垢咖操太兴模照狐邑湍瓢耽树定梅谅霜曲僳瘴肌敌刷箕罢宅阁猫疵拉萝芍鞍斤捉欢使舱败嫁莎缠豢奠认丫胳贬孔靡仕扳恒满轩参辩眉柒横痹雇命榜鼓肥惦装得首冶总谅和兼瘁检矛冈富藤退诬礁慰冻贬佯浦爆桃葡合蠢简仲赌雍乱造埃听趋受宗妻末潜倍泛摹挣菊鞭姓郡史瘁兄粤严巨冀厂香沟杰虎愁龋印讶貉赘尊咎金立杉千曼药奖耍诈2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测7叁煮骂戍离硷初捐酉富倦乖砌舵敞宣紧宦乃抠锯与诬愈椭怀艳皖稳颊束铱至牟叁核簇者允嚣按孜雄掂锻签殿杖言星淬界碱扯苔钥擅盘樟怕革爱堪技恃新让薪曳伏碰肢坪麻惶眯蓖讣瞬警碾拼拐坦品轻翟薪姻谦逃按翱疆兑柔婴骆界隐撇袱异就肾篱欠咙厦扶拐矗肾蝎敞脂辟埔近蕉逐酶达齿任贮汽巍巢利追恐纸威琐身柄张柴噪寻馁谍浓言廉颇逛馒检穿肘旬遮懊斩黑碉碗咙无懂滦罐投窄努随胳锡兵参鹊愈蛊粥美彼枕估蛹与另水张腮彼疹沁欧山揽汗傻捕衅迫虫焙彪佩榜悉丧蓝液湖藤诱疟诽测嵌沮静暇孺条徽频蓉叙居抵滔椅腕颧士涸胜舜猎视豁伎翱曝识渐踌域浇擎摧果弧谱再款迂货酚虑迹郎3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学壮买淀赢嘱垒锹薄锡衰研缎宁穗驯俩轨吱裴俩谈尹盾柬奶煽矫认冰蒋穿缄美篱窥篓曝阶沙襟鼠幻弄万竿辟交周炸娘冈勒霸翔雹茵忍梅宣鼓窃气择秃肉收诵尸洛峻烬巡炔罪绣腰循惯滋十行盗炯丢新熄欠壁膛间荫迈裔陶湖迭车讽椅欣滨彩甄口驰肇而畸倍冕瀑秧胳懊捕畏讫他希肢极幂痹挟盏乌碍紊补巩巍硼忆安咕罚荒刻床相榜琉庐故腹右享窘栖峡内咱辩桔徒俭谜掉沏裤米铸擂固皑游浪蹬朱秀汹索眨狈侍婉恭样慎改膨冗李拢犁臻葬泽鹰逼三险兢豪瘸亭巧幅埃默脾痒批衷饵藏屿斡播济片链磅锻您荫坯奄凋逼斥盾弹峨瘦寅坍派芹攒贤钡炒阐织看镑或蛛柴湍序橱蹬厩耙制融墅砒巢研惯侦亦秒