【優(yōu)化方案】2020高中物理 第5章第七節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

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1、 1(2020年安慶高一檢測)火車在某個彎道按規(guī)定運(yùn)行速度40 m/s轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌對車輪皆無側(cè)壓力，若火車在該彎道實(shí)際運(yùn)行速度為30 m/s，則下列說法中正確的是()A僅內(nèi)軌對車輪有側(cè)壓力B僅外軌對車輪有側(cè)壓力C內(nèi)、外軌對車輪都有側(cè)壓力D內(nèi)、外軌對車輪均無側(cè)壓力答案：A2.圖5714(2020年上海高一檢測)如圖5714所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動，若小球到達(dá)P點(diǎn)時F突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動的說法正確的是()AF突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動BF突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動CF突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動DF突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc

2、逐漸靠近圓心解析：選A.若F突然消失，小球所受合外力突變?yōu)?，將沿切線方向勻速飛出，A正確若F突然變小不足以提供所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動B、D錯誤若F突然變大，超過了所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的運(yùn)動，C錯誤3.圖5715(2020年四川綿陽高一檢測)如圖5715所示，用長為L的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是()A小球在圓周最高點(diǎn)時所受的向心力一定為重力B小球在最高點(diǎn)時繩子的拉力不可能為零C若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則其在最高點(diǎn)的速率為D小球過最低點(diǎn)時繩子的拉力一定大于小球重力解析：選CD.由于不知道小球在圓周最高點(diǎn)時的速率，

3、故無法確定繩子的拉力大小，A、B選項(xiàng)錯誤；若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則其在最高點(diǎn)的速率滿足mgm，推導(dǎo)可得v，C正確；小球過最低點(diǎn)時，向心力方向向上，故繩子的拉力一定大于小球重力，D選項(xiàng)也正確4(2020年高考安徽卷)一般的曲線運(yùn)動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替如圖5716甲所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向以速度v0拋出，如圖乙所示則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是()甲乙圖5716A.

4、 B.C. D.解析：選C.物體在最高點(diǎn)時速度沿水平方向，曲率圓的P點(diǎn)可看做該點(diǎn)對應(yīng)的堅直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律及圓周運(yùn)動規(guī)律知：mg，解得.5.圖5717(2020年遼寧模擬)如圖5717所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上，一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽陲w出時，對軌道的壓力恰好為零，則小球落地點(diǎn)C距A處多遠(yuǎn)？解析：小球在B點(diǎn)飛出時，對軌道壓力為零，則有mgm，解得vB小球從B點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動t水平方向的位移xvBt2R.答案：2R一、選擇題1汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動，甲車在乙車的外側(cè)兩車沿半徑方向受

5、到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙以下說法正確的是()AFf甲小于Ff乙BFf甲等于Ff乙CFf甲大于Ff乙DFf甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān)解析：選A.汽車轉(zhuǎn)彎時所需向心力是由指向圓心方向的摩擦力提供，由FfF向mv2/r知，F(xiàn)f甲Ff乙2.圖5718(2020年宣城高一檢測)如圖5718所示，在光滑的軌道上，小球滑下經(jīng)過圓弧部分的最高點(diǎn)A時，恰好不脫離軌道，此時小球受到的作用力是()A重力、彈力和向心力B重力和彈力C重力和向心力D重力解析：選D.小球過最高點(diǎn)A時，由于恰好不脫離軌道，則有mgm，球與軌道恰無壓力，故小球只受重力，故D對，A、B、C都錯3.圖5719(2020年廈門高一檢測)如

6、圖5719所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)平臺上，最大靜摩擦因數(shù)均為，已知A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸距離均為R，C距離軸為2R，則當(dāng)平臺逐漸加速旋轉(zhuǎn)時()AC物的向心加速度最大BB物的摩擦力最小C當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C比A先滑動D當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動解析：選ABC.由an2r知A項(xiàng)對；由Fnm2r及mAmB知B項(xiàng)對；由mgm2r知，C項(xiàng)對D項(xiàng)錯4在一段半徑為R的圓弧形水平彎道上，已知地面對汽車輪胎的最大摩擦力等于車重的倍(1)，則汽車拐彎時的安全速度是()Av Bv Cv Dv解析：選A.拐彎時，摩擦力提供向心力，即mgm，推導(dǎo)可得v.A選項(xiàng)正確5質(zhì)量為m的飛機(jī)，以

7、速度v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，空氣對飛機(jī)作用力的大小等于()Am BmCm Dmg解析：選A.如圖所示，空氣對飛機(jī)的作用力為Fm.6.圖5720(2020年廣東江門模擬)一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的圓形軌道滑行，如圖5720所示，經(jīng)過最低點(diǎn)的速度為v，物體與軌道之間的動摩擦因數(shù)為，則它在最低點(diǎn)時受到的摩擦力為()Amg B.Cm(g) Dm(g)解析：選C.當(dāng)物體滑至最低點(diǎn)時，設(shè)物體受軌道彈力為FN，由牛頓第二定律得FNmg此位置的滑動摩擦力為FfFN由得Ffm(g)7.圖5721雜技演員表演“水流星”，在長為1.6 m的細(xì)繩的一端，系一個與水的總質(zhì)量為m0.5 kg的盛

8、水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，如圖5721所示，若“水流星”通過最高點(diǎn)時的速率為4 m/s，則下列說法正確的是(g10 m/s2)()A“水流星”通過最高點(diǎn)時，有水從容器中流出B“水流星”通過最高點(diǎn)時，繩的拉力及容器底部受到的壓力均為零C“水流星”通過最高點(diǎn)時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用D“水流星”通過最高點(diǎn)時，繩子的拉力大小為5 N解析：選B.水流星在最高點(diǎn)的臨界速度v4 m/s，由此知繩的拉力恰為零，且水恰不流出故正確答案為B.8.圖5722(2020年臨沂高一檢測)質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管軌道內(nèi)運(yùn)動，小球的直徑略小于圓管的直徑，如圖5722所示已知小球以

9、速度v通過最高點(diǎn)時對圓管的外壁的壓力恰好為mg，則小球以速度通過圓管的最高點(diǎn)時()A小球?qū)A管的內(nèi)、外壁均無壓力B小球?qū)A管的外壁壓力等于C小球?qū)A管的內(nèi)壁壓力等于D小球?qū)A管的內(nèi)壁壓力等于mg解析：選C.依題意，小球以速度v通過最高點(diǎn)時，由牛頓第二定律得2mgm令小球以速度通過圓管的最高點(diǎn)時小球受向下的壓力FN，有mgFNm由式解得FN上式表明，小球受到向上的壓力，由牛頓第三定律知小球?qū)A管內(nèi)壁有向下的壓力，大小為.選項(xiàng)C正確9一輕桿下端固定一質(zhì)量為M的小球，上端連在軸上，并可繞軸在豎直平面內(nèi)運(yùn)動，不計軸和空氣阻力，在最低點(diǎn)給小球水平速度v0時，剛好能到達(dá)最高點(diǎn)，若小球在最低點(diǎn)的瞬時速度從v

10、0不斷增大，則可知()A小球在最高點(diǎn)對桿的作用力不斷增大B小球在最高點(diǎn)對桿的作用力先減小后增大C小球在最高點(diǎn)對桿的作用力不斷減小D小球在最高點(diǎn)對桿的作用力先增大后減小解析：選B.桿既能支撐小球，又能拉小球，也就是說，桿在最高點(diǎn)對小球的彈力既可能向上又可能向下，因此，小球在最高點(diǎn)的速度可以為零當(dāng)最高點(diǎn)桿對小球的作用力為零時，重力提供向心力，由mg可知臨界速度v0.隨著最低點(diǎn)的瞬時速度從v0不斷增大，小球?qū)U的作用力先是方向向下減小到零，然后方向向上逐漸增大二、非選擇題10在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，路面與水平面間的夾角為，且tan0.2；而拐彎路段的圓弧半徑R200 m若要使車輪與路面

11、之間的側(cè)向摩擦力等于零，車速v應(yīng)為多少？(g10 m/s2)解析：汽車在高速路上拐彎的向心力Fnmgtan，而Fnm，所以mgtan mv m/s20 m/s.答案：20 m/s11.圖5723(2020年寧波十校聯(lián)考)長L0.5 m的輕桿，其一端連接著一個零件A，A的質(zhì)量m2 kg.現(xiàn)讓A在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖5723所示在A通過最高點(diǎn)時，求下列兩種情況下A對桿的作用力：(1)A的速率為1 m/s；(2)A的速率為4 m/s.(g10 m/s2)解析：以A為研究對象，設(shè)其受到桿的拉力為F，則有mgFm.(1)代入數(shù)據(jù)v1 m/s，可得Fm(g)2(10)N16 N，即A受到桿

12、的支持力為16 N根據(jù)牛頓第三定律可得A對桿的作用力為壓力16 N.(2)代入數(shù)據(jù)v4 m/s，可得Fm(g)2(10)N44 N，即A受到桿的拉力為44 N根據(jù)牛頓第三定律可得A對桿的作用力為拉力44 N.答案：見解析12.圖5724(2020年高考重慶卷)小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動當(dāng)球某次運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖5724所示已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g，忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.(2)問繩能承受的最大拉力多大？解析：(1)設(shè)繩斷后球飛行時間為t，由平拋運(yùn)動規(guī)律，有豎直方向dgt2，得t水平方向dv1t，得v1小球落地時的豎直分速度為v2由平拋運(yùn)動規(guī)律，有v2gt得v2v2.(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為FT，這也是球受到繩的最大拉力大小球做圓周運(yùn)動的半徑為Rd，由圓周運(yùn)動向心力公式，有FTmg得FTmg.答案：(1)(2)mg