5.1光的干涉 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）选择性必修一 5.1 光的干涉 同步练习
一、单选题
1．洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，在衣物脱水过程中，下列有关说法中正确的是（　　）
A．衣服受重力、弹力、摩擦力、向心力4个力作用
B．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
C．水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故
D．水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力
2．自行车是强身健体的最佳工具之一，因此受到各个年龄段的人员喜爱，但是雨天在野外骑车时，在自行车的轮后上常会粘附些泥巴。有经验的骑下会将自行车车轮撑起悬空，并使车轮飞速转动，泥巴就被甩下来。a、b为车轮轮胎边缘上同一直径上的两点，某时刻a、b位置如图所示，则关于泥巴（　　）
A．在a位置时向心加速度大于b位置时向心加速度
B．在a位置时向心加速度小于b位置时向心加速度
C．在b位置时最容易被甩下来
D．在a位置时最容易被甩下来
3．洗衣机脱水时有一件湿衣物附在竖直筒壁上保持相对静止，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用
B．筒在转动脱水过程中，筒壁对衣物的摩擦力减小
C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由衣物对筒壁的压力提供
D．筒的转速增大时，筒壁对衣物的弹力一定减小
4．生活中有许多离心现象。下列实例中，属于防止离心现象产生影响的是（　　）
A．汽车转弯时要减速 B．链球运动员通过快速旋转将链球甩出
C．用洗衣机脱水 D．转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
5．下列现象中，利用离心运动的是（　　）
A．修筑铁路时，转弯时的外轨应高于内轨 B．汽车转弯时，速度不能太大
C．洗衣机脱水时，脱水转速不能太小 D．转速很高的砂轮，半径不能太大
6．下列说法正确的是（　　）
A．曲线运动可以是匀变速运动
B．合运动速度方向与合运动位移方向相同
C．做斜抛运动的物体抛出后一秒内速度的改变量要比落地前一秒内的小
D．汽车在水平路面转弯因速度过快导致飞出马路是因为受到指向马路外的离心力作用
7．如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法错误的是（　　）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力大于汽车的重力
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，轮缘与轨道间无挤压
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于失重状态
D．脱水桶的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
8．如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是 （　　）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．若拉力突然变小，小球可能沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变大，小球可能沿轨迹Pb做离心运动
D．若拉力突然变小，小球可能沿轨迹Pc做近心运动
9．下列措施中不属于防止离心现象造成危害的是 （　　）
A．公路上铺设减速带
B．砂轮外侧加防护罩
C．链球运动场地安装防护网
D．公路弯道处设有限速标志
10．雨天在野外骑车时，自行车的后轮轮胎上常会黏附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”，如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则（　　）
A．泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来
B．泥巴在图中的b位置时最容易被甩下来
C．泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来
D．泥巴在图中的d位置时最容易被甩下来
11．下列哪些现象利用了离心现象（　　）
A．汽车转弯时要限制速度
B．工作的洗衣机脱水桶转速很大
C．在修建铁路时，转弯处内轨要低于外轨
D．转速很大的砂轮半径做得不能太大
12．如图所示的圆周运动，下列说法不正确的是（　　）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B．如图b，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C．如图c，水会从脱水筒甩出是因为水滴受到的向心力很大
D．如图d，在水平公路上行驶的汽车，车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
13．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中 a、b、c、d 为后轮轮 胎边缘上的四个特殊位置，则（　　）
A．泥巴在图中 a、c 位置的向心加速度大于 b、d 位 置的向心加速度
B．泥巴在图中的 b、d 位置时最容易被甩下来
C．泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来
D．泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来
14．如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈。圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。每个石子的质量都相同，（石子与圆盘间的动摩擦因数均相同。则下列判断正确的是（　　）
A．红石子先被甩出
B．红、绿两种石子同时被甩
C．石子被甩出的轨迹一定是沿着切线的直线
D．在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力小于绿石子的
15．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）
A．图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B．图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C．图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力帮助火车转弯
D．图4中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
二、填空题
16．如图所示，小球用细线拉着在光滑水平面上做匀速圆周运动．当小球运动到P点时，细线突然断裂，则小球将沿着_____方向运动（填Pc、Pb或Pa）．
17．制作“棉花”糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁．内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做 ______ 运动，由于惯性从内筒壁的小孔沿 ______ 飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花．
18．海尔全自动洗衣机技术参数如下表，估算脱水桶正常工作时衣服所具有的向心加速度a＝__________m/s2，是重力加速度g的__________倍，脱水桶能使衣服脱水是物理中的__________现象。（g＝10m/s2 ）海尔波轮洗衣机主要技术参数
电源：220V，50Hz ；
脱水方式：离心式；
洗涤功率：330W ；
脱水功率：280W ；
洗涤转速：40转/分；
脱水转速：900转/分 尺寸(长×宽×高)mm 500×530×900 ；
内桶(直径×深度)mm400×680。
19．一个水平圆盘绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，盘上距轴处有一个质量为的物体。如果物体与圆盘间的最大静摩擦力为，物体相对圆盘静止，圆盘转动的角速度不能大于________；如果圆盘角速度大于该值，相对于圆盘物体滑动的方向是沿半径________（选填“向外”或“向内”）。
三、解答题
20．如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B，它们到转轴的距离分别为rA=20cm，rB=30cm，A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求：
（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度；
（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度；
（3）当A即将滑动时，烧断细线，A、B运动状态如何 （g取10 m/s2）
21．如图所示，一质量为m的小物体，放在半径为R的光滑半球上，初始时它们相对静止，然后半球面以加速度向右匀加速运动，小物体从最高点滑下，求物体离开球面时离地面的高度h。
22．在图中，我们看到，金属件紧贴着飞转的砂轮上边缘，被磨得火花飞溅。请解释火花飞溅的原因。
23．如图所示是科技馆里一个挑战智力的玩具：一根两端封口、中央位置上下各开一个小口的透明长圆管，里面装有两个小球。如何使两个小球分别处于圆管的两端？
24．如图所示，游乐场的“魔盘”机动游戏受到游玩者的喜爱，试分析：“魔盘”转动起来后，转盘里的人将怎样运动？当转速不断增大时，坐在盘边上的人会有什么感觉？为什么？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．衣服受重力、弹力、摩擦力作用，合力作为向心力，A错误；
B．由
可知，靠近四周的衣物需要的向心力更大，水滴附着力相同的情况下更容易做离心运动，脱水效果更好，B错误；
CD．水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力，使水滴做离心运动导致，C错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
AB．a，b两点同轴转动，角速度相等，由于半径相等，所以根据
可知a位置时向心加速度大小等于b位置时向心加速度大小，故AB错误；
CD．泥块做圆周运动，合力提供向心力，根据
泥块车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以能提供的合力越小越容易飞出去。最低点，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减去重力；最高点，重力向下，附着力向下，合力为重力加上附着力，所以在最低点b合力最小，最容易飞出去。故C错误，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力共三个力的作用，其合力提供向心力，选项A错误；
B．筒在转动脱水过程中，衣物的重力与静摩擦力平衡，衣物上的水甩出去，重力减小，筒壁对衣物的摩擦力减小，选项B正确；
C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣物的弹力提供，选项C错误；
D．筒的转速增大时，所需向心力增大，而向心力由筒壁对衣物的弹力提供，则筒壁对衣物的弹力增大，选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．汽车转弯时要减速，是避免汽车车速过快，做离心运动而产生危险，故A正确；
B．链球运动员通过快速旋转将链球甩出是利用离心运动，故B错误；
C．用洗衣机脱水是属于利用离心运动，故C错误；
D．转动雨伞可以去除雨伞上的一些水是属于利用离心运动，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，是为了减小车轮对外轨的挤压，防止出现离心现象，A错误；
B．因为
所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，B错误；
C．洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，所以脱水转速不能太小，C正确；
D．因为
所以转速很高的砂轮所需的向心力就大，转速很高的砂轮半径做得太大，就会出现砂轮承受不了巨大的力而断裂，出现离心运动。所以砂轮要做的小一些，这是防止离心现象，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
A．曲线运动可以是匀变速运动，例如平抛运动，选项A正确；
B．物体做曲线运动时，合运动速度方向与合运动位移方向不相同，选项B错误；
C．做斜抛运动的物体速度的变化量为
v=gt
则抛出后一秒内速度的改变量等于落地前一秒内的小速度变化量，选项C错误；
D．汽车在水平路面转弯因速度过快导致飞出马路是因为马路给汽车的摩擦力小于汽车所需要的向心力，选项D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故对桥的压力大于重力，故A正确，不符合题意；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮缘与轨道间无挤压，故B正确，不符合题意；
C．水流星在最高点时合外力竖直向下，加速度竖直向下，处于失重状态，故C正确，不符合题意；
D．离心力与向心力并非物体实际受力，脱水桶的原理是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误，符合题意。
故选D。
8．A
【详解】
A．在光滑水平面上，拉力F提供小球所需的向心力，若拉力消失，小球所受合力为零，将沿圆周的切线方向做匀速直线运动，故A正确。
BD．若拉力突然减小，小球将做离心运动，且运动轨迹为曲线，小球可能沿轨迹Pb做离心运动，故BD错误。
C．若拉力突然增大，小球将做近心运动，小球可能沿轨迹Pc做近心运动，故C错误。
故选A。
9．A
【详解】
公路上的减速带是为了防止汽车超速而产生危险，不属于防止离心现象造成危害；砂轮外侧加防护罩是为了避免砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出；链球运动场地安装防护网是为了防止链球离心飞出而造成危害；弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象，造成翻车或侧滑。故A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【详解】
图中a、b、c、d四点共轴转动，角速度相同，半径也相同，可得所需的向心力相同
在a位置时，附着力与重力的合力作为向心力，合力为
同理可得，在c位置时，合力为
在b、d位置，附着力作为向心力，对比可知，在c点所需得附着力F2最大，最容易做离心运动被甩下来。
故选C。
11．B
【详解】
A．汽车转弯时要限制速度是防止出现离心现象，选项A错误；
B．工作的洗衣机脱水桶转速很大是利用了离心现象，选项B正确；
C．在修建铁路时，转弯处内轨要低于外轨是防止离心现象，选项C错误；
D．转速很大的砂轮半径做得不能太大是防止离心现象，选项D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，具有向下的加速度，所以处于失重状态，A正确，不符合题意；
B．如图b，火车转弯大于规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足提供向心力时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用，B正确，不符合题意；
C．如图c，是洗衣机的脱水筒，当水滴在衣物上的附着力不足以提供向心力时，水滴做离心运动而离开衣物，水会从脱水筒甩出，C错误，符合题意；
D．如图d，在水平公路上行驶的汽车，竖直方向的重力与支持力平衡，所以由车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力，D正确，不符合题意。
故选C。
13．C
【详解】
A．a、b、c、d共轴转动，角速度相等，半径也相等，根据公式
分析知它们的向心加速度大小都相等，A错误；
BCD．泥块做圆周运动，合力提供向心力，根据
知：泥块在车轮上每一个位置的向心力相等，最低点，重力向下，附着力向上，向心力等于附着力减去重力；最高点，重力向下，附着力向下，向心力为重力加上附着力；在线速度竖直向上或向下时，向心力等于附着力；所以在最低点c处附着力最大最容易飞出去， BD错误C正确。
故选C。
14．D
【详解】
ABD．由受力分析可知，由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知
知当角速度增大时，静摩擦力也增大，由于绿石子的半径大于红石子的半径，绿石子的的静摩擦力大于红石子的静摩擦力，且绿石子的静摩擦力先达到最大值，所以绿石子先被甩出，故AB错误，D正确；
C．被甩出时做离心运动，轨迹为曲线，故C错误。
故选D。
15．A
【详解】
A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度向上，处于超重状态，A正确；
B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力不相等，根据 ，B的圆周运动半径大，绳索的拉力大，B错误；
C. 图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是在火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力，C错误；
D. 图4中脱水桶的脱水原理是水滴受到的合力不足时，水滴做离心运动，沿切线方向甩出，水滴根本不受离心力的作用，D错误。
故选A。
16．Pa
【详解】
用绳子拉着小球在光滑的水平面上运动，如果绳子突然断了，在水平方向小球将不受力的作用，所以将保持绳子断时的速度做匀速直线运动，即Pa的方向运动．
【点睛】掌握牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；指静止的物体不受力将保持静止，运动的物体不受力，将保持匀速直线运动状态．
17． 离心； 切线方向
【详解】
制作“棉花”糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁．内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，由于惯性从内筒壁的小孔沿切线方向飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花．
18． 1774.7 177.47 离心
【详解】
[1]由表中数据知
脱水桶转速
则角速度
脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶壁与脱水桶一起做匀速圆周运动，向心加速度为
[2]所以与重力加速度g的倍数为
[3]脱水桶能使衣服脱水是离心现象。
考点：圆周运动、离心现象。
19． 2.8 向外
【详解】
[1]物体与圆盘间的最大静摩擦力提供向心力，则有
得
[2]如果圆盘角速度大于该值，即合力不足提供向心力，物体做离心运动，则相对于圆盘物体滑动的方向是沿半径向外。
20．（1）3.65rad/s（2）4 rad/s（3）A随圆盘做圆周运动，B做离心运动
【详解】
（1）当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达最大，则
解得：
（2）当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力也已达最大，则：
Kmg F＝mrAω2
F+Kmg＝mrBω2
解得：
（3）烧断细线，A与盘间静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=20cm的圆周运动．而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动．故A继续做圆周运动，B做离心运动
【点睛】
本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力，故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力。
21．0.81R
【详解】
以半球面为参考系（非惯性参考系），物体恰好要脱离半球面时，受重力和惯性力作用
如图所示。由牛顿第二定律得
在下滑过程中，由动能定理得
由几何关系得
，
联立解得
，。（舍去）
22．金属件被高速飞转的砂轮打磨时，温度很高的金属屑由于做离心运动而沿切线方向飞出，产生火花飞溅。
【详解】
金属件被高速飞转的砂轮打磨时，温度很高的金属屑由于做离心运动而沿切线方向飞出，产生火花飞溅。
23．见解析
【详解】
如图所示，取一根细棒，将它穿过圆管中部的小孔把小球隔开，转动圆管使之绕细棒旋转。随着转速增大，两个小球受到的静摩擦力不足以提供它们做圆周运动所需的向心力，发生离心现象，两个小球很快就分别滚向圆管的两端。
24．见解析
【详解】
当“魔盘”转动时，人有沿着半径向外滑动的趋势，此时转盘里的人受重力、支持力、摩擦力作用，摩擦力提供向心力；当转速不断增大时，最大静摩擦力
人沿半径向外滑，有离心运动的感觉，坐在盘边的人后背贴在转盘壁上，感觉到转盘壁的挤压，转盘壁的弹力充当向心力。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页