课后限时集训(十)
(时间：40分钟)
1.环球飞车是一场将毫无改装的摩托车文化进行演绎的特技表演。如图所示，在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，其中有一辆摩托车在与球心共面的水平圆面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．摩托车受摩擦力、重力、弹力和向心力的作用 B．摩托车做圆周运动的向心力由弹力来提供 C．在此圆周运动中摩托车受到的弹力不变
D．摩托车受到水平圆面内与运动方向相同的摩擦力
B [摩托车受重力、摩擦力、弹力的作用，向心力是效果力，故A错误；竖直方向上，摩托力所受重力和摩擦力平衡，所以摩擦力方向竖直向上。弹力提供向心力，所以弹力方向改变，故B正确，C、D错误。]
2.(2020·全国卷Ⅰ)如图所示，一同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A．200 N C．600 N
B．400 N D．800 N
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B [该同学身高相对于秋千的绳长可忽略不计，可以把该同学看成质点。当该同学荡到秋千支架的正下方时，由牛顿第二定律有2F－mg＝正确。]
3.(多选)(2019·江苏高考)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱( )
mv2L，代入数据解得F＝410 N，选项B
2πRA．运动周期为
ωB．线速度的大小为ωR
C．受摩天轮作用力的大小始终为mg D．所受合力的大小始终为mω2R
2π
BD [由T＝，v＝ωR可知A错误，B正确；由座舱做匀速圆周运动，可知座舱所受
ω的合力提供向心力，F＝mω2R，方向始终指向摩天轮中心，则座舱在最低点时，其所受摩天轮的作用力为mg＋mω2R，故C错误，D正确。]
4.游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目，简化后如图所示。已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘的圆周上。转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后，每根钢绳(含游客)与转轴在同一竖直平面内。图中P、Q两位游客悬于同一个圆周上，P所在钢绳的长度大于Q所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。不计钢绳和飞椅的重力。下列判断正确的是( )
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A．P、Q两位游客的线速度大小相同
B．无论两位游客的质量分别有多大，θ1一定大于θ2 C．如果两位游客的质量相同，则有θ1等于θ2
D．如果两位游客的质量相同，则Q的向心力一定小于P的向心力
BD [重力与拉力的合力为mgtan θ，由mgtan θ＝mω2htan θ解得：hP＝hQ。(h为钢绳延长线与转轴交点，与游客水平面的高度)由h＝＋Lcos θ(其中r为圆盘半径)得，Ltan θ越小则θ越小，则θ1>θ2，与质量无关，则B正确，C错误。由R＝r＋Lsin θ可得，RP>RQ，角速度相同，则由v＝rω可知半径不同线速度不同，则vP>vQ；由向心力公式可知Q的向心力一定小于P的向心力，则A错误，D正确。]
5.我国高铁技术发展迅猛，目前处于世界领先水平。已知某路段为一半径为5 600米的弯道，设计时速为216 km/h(此时车轮轮缘与轨道间无挤压)，已知我国的高铁轨距约为1 400 mm，且角度较小时可近似认为tan θ＝sin θ，重力加速度g取10 m/s2，则此弯道内、外轨高度差应为( )
r
A．8 cm C．10 cm
B．9 cm D．11 cm
B [由题可知半径R＝5 600 m，时速为v＝216 km/h＝60 m/s；根据牛顿第二定律得
v29hmgtan θ＝m，解得tan θ＝，由几何关系得tan θ＝sin θ＝，而L＝1 400 mm，
R140L联立得h＝90 mm＝9 cm，故B正确，A、C、D错误。]
6．(多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直径约为30 cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，
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2022届高考物理一轮复习课后限时集训10圆周运动含解析新人教版
