4.2水平面的圆周运动 （含解析）

4.2水平面的圆周运动答案 一、单选题 1．2022年2月5日，中国队获得北京冬奥会短道速滑项目混合团体接力冠军。短道速滑是在长度较短的跑道上进行的冰上竞速运动。如图所示，将运动员在短时间内的某一小段运动看作匀速圆周运动，则关于该小段运动下列说法正确的是（　　） A．运动员受到冰面的恒力作用，做匀速运动 B．运动员受到冰面的恒力作用，做匀变速运动 C．运动员受到冰面的变力作用，做变加速运动 D．运动员受到冰面的变力作用，做匀变速运动 【答案】C 运动员在短时间内做匀速圆周运动，重力和冰面作用力的合力提供向心力，向心力大小不变但方向时刻改变，而运动员的重力始终不变，所以运动员受到冰面的变力作用，做变加速运动。 故选C。 2．在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（　　） A．水和油的线速度大小相等 B．水的向心加速度比油的小 C．油对水有指向圆外的作用力 D．水对油的作用力大于油对水的作用力 【答案】C 由于水的密度大于油的密度，因此水在底层，油在上层。 A．水和油的角速度相等，但运动半径不同，因此线速度不相等，A错误； B．根据 由于水的半径大，因此水的向心加速度比油的大，B错误； CD．油做圆周运动的向心力是由水提供的，根据牛顿第三定律，油对水有指向圆外的作用，且与水对油的作用力大小相等，C正确，D错误。 故选C。 3．如图（a）是某市区中心的环岛路，车辆在环岛路上均逆时针行驶。如图（b）是质量相等的甲、乙两车以接近相等的速度经过图示位置，则（　　） A．两车的向心加速度大小相等甲 B．两车的角速度大小相等 C．两车受到指向轨道圆心的摩擦力大小相等 D．甲车受到指向轨道圆心的摩擦力比乙车的大 【答案】D 由图可知，乙车的转弯半径大于甲车的转弯半径 A．根据 可知乙车的向心加速度小于甲车的向心加速度，故A错误； B．根据 可知乙车的角速度小于甲车的角加速度，故B错误； CD．两车由摩擦力指向轨道圆心的分力提供向心力，根据 可知甲车受到指向轨道圆心的摩擦力比乙车的大，故D正确，C错误。 故选D。 4．金家庄特长螺旋隧道为2022年冬奥会重点交通工程。该隧道工程创造性地设计了半径为860m的螺旋线，有效减小了坡度，通过螺旋线实现原地抬升112m，如图所示。对这段公路的相关分析，下列说法正确的是（　　） A．车辆以额定功率上坡时，速度越大，牵引力越大 B．螺旋隧道设计能有效减小坡度，主要目的是增大车辆行驶过程中的摩擦力 C．车辆转弯处，路面应适当内低外高 D．车辆以某一恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需的向心力越大 【答案】C A．车辆功率一定时，由可知，速度v越大，牵引力F越小，A项错误； B．减小坡度，主要目的是减小车辆的重力沿斜面下滑的力，B项错误； C．转弯路面处内低外高时，重力和支持力的合力可以提供一部分向心力，减少车辆拐弯时所需要的摩擦力，使车辆转弯时更安全，C项正确； D．由向心力公式 可知，以某一恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需的向心力越小，D项错误。 故选C。 5．暑假期间，某同学乘坐高铁外出旅游，他观察到高铁两旁的树木急速向后退行，某段时间内，他发现水平桌面上玻璃杯中的水面呈现左低右高的状态，如图所示，由此可判断这段时间内高铁的运动情况是（　　） A．加速行驶 B．减速行驶 C．向右转弯 D．向左转弯 【答案】D 由题意可知，这位同学观察到高铁两旁的树木急速向后退行，说明他面向车头而坐；则水平桌面上玻璃杯中的水面呈现 ... ...