【優(yōu)化方案】2020-2021學(xué)年高一物理(人教版必修2)第五章第六節(jié)課時(shí)作業(yè)-含答案

一、單項(xiàng)選擇題1．(2022·汕尾高一檢測)如圖所示，有一貼著圓錐面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的光滑小球，那么，它()A．確定受到重力、彈力、細(xì)線拉力三個(gè)力的作用B．確定受到重力、彈力、細(xì)線拉力和向心力四個(gè)力的作用C．可能受到重力、細(xì)線拉力和向心力三個(gè)力的作用D．可能受到重力、細(xì)線拉力兩個(gè)力的作用解析：選D.小球繞圓錐轉(zhuǎn)速較小時(shí)，小球受重力、彈力和細(xì)線拉力三個(gè)力，轉(zhuǎn)速較大時(shí)，小球會(huì)離開圓錐表面，此時(shí)小球只受重力和拉力兩個(gè)力，A錯(cuò)，D對(duì)；向心力是效果力，由其他力或其他力的合力(分力)供應(yīng)，實(shí)際物體不單獨(dú)受向心力，B、C錯(cuò)．2．甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2，在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60°，乙轉(zhuǎn)過45°，則它們的向心力之比為()A．1∶4 B．2∶3C．4∶9 D．9∶16解析：選C.由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式得，F(xiàn)n＝mRω2＝mReq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(θ,t)))2，所以eq\f(F甲,F乙)＝eq\f(4,9).3．如圖所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐運(yùn)動(dòng)的精彩場面，目測體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算知該女運(yùn)動(dòng)員()A．受到的拉力為eq\r(3)GB．受到的拉力為2GC．向心加速度為3gD．向心加速度為2g解析：選B.如圖所示，F(xiàn)1＝Fcos30°F2＝Fsin30°F2＝G，F(xiàn)1＝maa＝eq\r(3)g，F(xiàn)＝2G.4．(2021·高考上海卷)秋千的吊繩有些磨損．在搖擺過程中，吊繩最簡潔斷裂的時(shí)候是秋千()A．在下擺過程中 B．在上擺過程中C．?dāng)[到最高點(diǎn)時(shí) D．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)解析：選D.當(dāng)秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)速度最大，由F－mg＝meq\f(v2,l)知，吊繩中拉力F最大，吊繩最簡潔斷裂，選項(xiàng)D正確．5．(2022·成都高一檢測)質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上，桿端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，如圖所示，則桿的上端受到的作用力大小為()A．mω2RB.eq\r(m2g2－m2ω4R2)C.eq\r(m2g2＋m2ω4R2)D．不能確定解析：選C.小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，如圖所示．用力的合成法可得桿對(duì)小球的作用力：F＝eq\r(mg2＋F\o\al(2,向))＝eq\r(m2g2＋m2ω4R2)，依據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)U的上端的反作用力F′＝F，C正確．6．(2021·高考江蘇卷)如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”裝置中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上．不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．A的速度比B的大B．A與B的向心加速度大小相等C．懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小解析：選D.當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者的角速度ω相等，由v＝ωr可知，A的速度比B的小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由a＝ω2r可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，由于二者加速度不相等，懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小，選項(xiàng)D正確．二、多項(xiàng)選擇題7．關(guān)于向心力，以下說法正確的是()A．向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新力B．向心力就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力C．向心力是線速度方向變化的緣由D．只要物體受到向心力的作用，物體就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：選BC.向心力是一種效果力，可以由重力、彈力、摩擦力等供應(yīng)，不是一種新力，故A錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力就是它所受的合外力，故B正確；向心力指向圓心，與線速度垂直，轉(zhuǎn)變線速度的方向，故C正確；當(dāng)向心力等于物體所受合外力時(shí)，物體才做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．8．A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸為R，C離軸為2R，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)(設(shè)A、B、C都沒有滑動(dòng)，如圖所示)，則()A．C的向心加速度最大B．B受到的靜摩擦力最小C．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C比A先滑動(dòng)D．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，B比A先滑動(dòng)解析：選ABC.三者角速度一樣，由a＝ω2r可知C物體的向心加速度最大，A正確；三物體都靠靜摩擦力供應(yīng)向心力，由F＝mω2r可知A、B之間B物體向心力小，同時(shí)可知B、C之間還是B物體向心力小，因此B受靜摩擦力最小，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，A、C所需向心力同步增加，且保持相等，但因C的最大靜摩擦力小，C比A先滑動(dòng)，C正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，A、B所需向心力也都增加，且保持2∶1關(guān)系，但因A、B最大靜摩擦力也滿足2∶1關(guān)系，因此A、B會(huì)同時(shí)滑動(dòng)．☆9.(2022·鹽城中學(xué)高一月考)如圖所示，A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B點(diǎn)，讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OB＝AB，則()A．A球所受向心力為F1，B球所受向心力為F2B．A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1C．A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1－F2D．F1∶F2＝3∶2解析：選CD.小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)角速度為ω，在豎直方向上所受重力與桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，繩子的拉力供應(yīng)向心力．由牛頓其次定律，對(duì)A球有F2＝mr2ω2，對(duì)B球有F1－F2＝mr1ω2，已知r2＝2r1，各式聯(lián)立解得F1＝eq\f(3,2)F2.故C、D正確，A、B錯(cuò)誤．☆10.(2022·啟東中學(xué)高一檢測)如圖所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細(xì)繩連接，當(dāng)該裝置繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動(dòng)，若兩球質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1，那么關(guān)于A、B兩球的下列說法中正確的是()A．A、B兩球受到的向心力之比為2∶1B．A、B兩球角速度之比為1∶1C．A、B兩球運(yùn)動(dòng)半徑之比為1∶2D．A、B兩球向心加速度之比為1∶2解析：選BCD.兩球的向心力都由細(xì)繩拉力供應(yīng)，大小相等，兩球都隨桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，A錯(cuò)誤，B正確．設(shè)兩球的運(yùn)動(dòng)半徑分別為rA、rB，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，則mArAω2＝mBrBω2，所以運(yùn)動(dòng)半徑之比為rA∶rB＝1∶2，C正確．由牛頓其次定律F＝ma可知aA∶aB＝1∶2，D正確．三、非選擇題11．(2022·成都高一檢測)一位鏈球運(yùn)動(dòng)員在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為4kg的鏈球，鏈球每1s轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1.5m，求：(1)鏈球的線速度；(2)鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力．解析：(1)鏈球的角速度ω＝eq\f(2π,T)，故線速度v＝rω＝eq\f(2πr,T)＝3πm/s＝9.42m/s.(2)依據(jù)向心力公式F＝eq\f(mv2,r)可得F＝eq\f(4×9.422,1.5)N＝236.6N.答案：(1)9.42m/s(2)236.6N12．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小球用長L＝0.5m的細(xì)線拴住，細(xì)線所受拉力達(dá)到F＝18N時(shí)就會(huì)被拉斷．當(dāng)小球從圖示虛線位置釋放后擺到懸點(diǎn)的正下方時(shí)，細(xì)線恰好被拉斷．若此時(shí)小球距水平地面的高度h＝5m．(g取10m/s2)求：(1)小球落地處距地面上P點(diǎn)的距離x.(地面足夠?qū)?，P點(diǎn)在懸點(diǎn)正下方)(2)小球落地時(shí)的速率v.解析：(1)細(xì)線斷的瞬間滿足：F－mg＝eq\f(mv\o\al(2,0),L)代入數(shù)據(jù)得到：v0＝