高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系选择题

如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是(    )

A．在K处球a速度最大

B．在K处球b对轨道压力最大

C．球b需要的时间最长

D．球c机械能损失最多

一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥筒固定，有两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则下列说法中不正确的是

A．A球的角速度必小于B球的角速度

B．A球的线速度必大于B球的线速度

C．A球运动的周期必大于B球的运动周期

D．A球对筒壁的压力等于B球对筒壁的压力

如图所示，足够高的竖直墙壁M、N之间有一根水平光滑细杆，在杆上A点的左侧某位置处套有一细环，一质量为m的小球用长为L的轻质细绳系在环上，墙壁上的B点与小球等高，现让环与小球一起以速度v向右运动，环运动到A点被挡住而立即停止。已知杆上A点离墙壁N的水平距离为，细绳能承受的最大拉力为3.5mg。不计空气阻力，则下列说法中正确的是：（   ）

A．若，则小球与墙壁N的碰撞点到B点的距离为L/2

B．若，则小球与墙壁N的碰撞点到B点的距离为L/4

C．若，小球与墙壁N碰撞时的速度为

D．若，则小球与墙壁N碰撞时的速度为

如图所示，带负电荷的摆球，在一匀强磁场中摆动。匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在A、B两点间摆动过程中，由A摆到最低点C时，轻质绝缘摆线拉力的大小为F₁，摆球加速度大小为a₁；由B摆到最低点C时，该摆线拉力的大小为F₂，摆球加速度大小为a₂，空气阻力不计，则

A．F₁＞F₂，a₁＝a₂       B．F₁＜F₂，a₁＝a₂
C．F₁＞F₂，a₁＞a₂             D．F₁＜F₂，a₁＜a₂

某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动(    )

A．半径越大，加速度越大	B．半径越大，角速度越小
C．半径越小，周期越大	D．半径越小，线速度越小

摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为（g取10 m/s²）（ ）

A．0

B．500 N

C．1 000 N

D．500N

如图所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E，一根不可伸长的绝缘细线长度为L，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，另一端固定在O点．把小球拉到使细线水平的位置A处，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ=60°角的位置B时速度为零．要小球能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球在A点的速度至少为（ ）

A．

B．

C．

D．

摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为（g取10 m/s²）（ ）

A．0

B．500 N

C．1 000 N

D．500N

如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为ω，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角θ是

A．

B．

C．

D．

如图所示，一条长L="1m" 的轻质细绳一端固定在O点，另一端连一质量m=2kg的小球（可视为质点），将细绳拉直至与竖直方向成60⁰由静止释放小球，已知小球第一次摆动到最低点时速度为3m/s.取g=10m/s²，则( ）

A．小球摆动到最低点时细绳对小球的拉力大小为18N

B．小球摆动到最低点时，重力对小球做功的功率为60W

C．小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中损失的机械能为1J

D．小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中重力做功为9J

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则 

A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压

B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C．这时铁轨对火车的支持力大于

D．这时铁轨对火车的支持力等于

利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图，用两根长为的细线系一质量为的小球，两线上端系于水平横杆上，A、B两点相距也为，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为

A．2mg    B．3mg             C．2.5mg    D．

一质量为m的小球A用轻绳系于O点，如果给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，某时刻小球A运动的圆轨道的水平直径的右端点时，如图所示位置，其加速度大小为，则它运动到最低点时，绳对球的拉力大小为（ ）

A．

B．3mg

C．

D．4mg

如图所示，竖直平面内光滑圆弧形管道OMC半径为R，它与水平管道CD恰好相切。水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于圆周最低点，CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷，各自所带电荷量为q。现把质量为m、带电荷量为＋Q的小球（小球直径略小于管道内径）由圆弧形管道的最高点M处静止释放，不计＋Q对原电场的影响以及带电量的损失，取无穷远处为零电势，静电力常量为k，重力加速度为g，则：

A．D点的电势为零
B．小球在管道中运动时，机械能守恒
C．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为
D．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为

地球同步卫星是整个人类的稀有资源，全球最多可以同时存在大约120颗同步卫星。如图所示，很多国家发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1运行，然后在Q点点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行。已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。忽略大气对卫星的阻力作用，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是：

A．卫星从轨道2运行到轨道3的过程中，卫星与地球组成的系统机械能守恒

B．卫星在轨道3上的P点运行速度小于在轨道2上的P点运行速度

C．卫星在轨道2上Q点的加速度小于在轨道1上Q点的加速度

D．若在轨道3上的P点开动推动器向卫星运行的正前方喷气，卫星可以重新回到轨道2上