《2025年成才之路高中新课程学习指导高中物理必修第二册人教版》

1. 如图是重庆市某游乐园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平，则 (D)


A.座舱匀速转动过程中，乘客受力平衡
B.座舱在最低点时，乘客处于失重状态
C.座舱在最高点时，乘客处于超重状态
D.座舱在转动过程中，乘客所受合力方向始终指向转轴

答案： 1.D 座舱匀速转动过程中，乘客所受合力为其提供向心力，不为零，不是平衡状态，故A错误；根据题意可知，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，转动过程中，乘客的加速度方向指向圆心，所受合力方向始终指向转轴；则乘客在圆心所在水平线之上时具有向下的加速度，处于失重状态，即座舱在最高点时，乘客处于失重状态，乘客在圆心所在水平线之下时具有向上的加速度，处于超重状态，即座舱在最低点时，乘客处于超重状态，故B、C错误，D正确。故选D。

2. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图丙所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为 $ v_{1} $。在修建一些急转弯的公路时，通常也会将弯道设置成外高内低(如图丁所示)。当汽车以规定的行驶速度转弯时，可不受地面的侧向摩擦力，设此时的速度大小为 $ v_{2} $。重力加速度为 $ g $。以下说法中正确的是 (B)


A.火车弯道的半径 $ R = \frac{v_{1}^{2}}{g} $
B.当火车速率大于 $ v_{1} $ 时，外轨将受到轮缘的挤压
C.当汽车速率大于 $ v_{2} $ 时，汽车就会向弯道外侧“漂移”
D.当汽车质量改变时，规定的行驶速度 $ v_{2} $ 也将改变

答案： 2.B 火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为$\theta$，根据牛顿第二定律得$m g \tan \theta = m \frac{v_1^2}{R}$，解得$R = \frac{v_1^2}{g \tan \theta}$，故A错误；当火车速率大于$v_1$时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故B正确；当汽车速率大于$v_2$时，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，汽车不一定向弯道外侧“漂移”，故C错误；根据牛顿第二定律得$m g \tan \theta = m \frac{v_2^2}{R}$，解得$v_2 = \sqrt{g R \tan \theta}$，与质量无关，故D错误。故选B。

3. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是 (B)

A.
汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
B.
在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无侧向挤压。如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨
C.
杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出
D.
脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出

答案： 3.B 汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律$F - m g = m \frac{v^2}{R}$，故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力F越大，越容易爆胎，A错误；在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无侧向挤压。如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，故轮缘会挤压外轨，B正确；杂技演员表演“水流星”，当“水流星”恰好通过最高点时$m g = m \frac{v^2}{R}$解得$v = \sqrt{g R}$，故当“水流星”通过最高点的速度小于$\sqrt{g R}$时，水就会流出，C错误；脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，D错误。故选B。