2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章圓周運動第一節(jié)圓周運動作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE1-第一節(jié)圓周運動eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共7小題，每題6分，共42分)1．關(guān)于勻速圓周運動，下列說法錯誤的是(C)A．勻速圓周運動是變速運動B．勻速圓周運動的速率不變C．隨意相等時間內(nèi)通過的位移相等D．隨意相等時間內(nèi)通過的路程相等解析：由線速度的定義知，速度的大小不變，也就是速率不變，但速度方向時刻變更，選項A、B正確。做勻速圓周運動的物體在隨意相等時間內(nèi)通過的弧長即路程相等，選項C錯誤，選項D正確。2．如圖所示為一種早期的自行車，這種帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計在當時主要是為了(A)A．提高速度 B．提高穩(wěn)定性C．騎行便利 D．減小阻力解析：在騎車人腳蹬車輪轉(zhuǎn)速肯定的狀況下，據(jù)公式v＝ωr知，輪子半徑越大，車輪邊緣的線速度越大，車行駛得也就越快，故A選項正確。3．在一棵大樹將要被伐倒的時候，有閱歷的伐木工人就會雙眼緊盯著樹梢，依據(jù)樹梢的運動情形就能推斷大樹正在朝著哪個方向倒下，從而避開被倒下的大樹砸傷，從物理學(xué)問的角度來說明，以下說法正確的是(B)A．樹木起先倒下時，樹梢的角速度較大，易于推斷B．樹木起先倒下時，樹梢的線速度最大，易于推斷C．樹木起先倒下時，樹梢的周期較大，易于推斷D．伐木工人的閱歷缺乏科學(xué)依據(jù)解析：樹木起先倒下時，樹各處的角速度一樣大，故A錯誤；由v＝ωr可知，樹梢的線速度最大，易推斷樹倒下的方向，B正確；由T＝eq\f(2π,ω)知，樹各處的周期一樣大，故C、D均錯誤。4．(2024·北京市海淀區(qū)人大附中高一期末)小喬同學(xué)在自己的17歲生日時，收到了小瑾送她的音樂盒，如圖所示，當音樂響起時，音樂盒上的女孩兒會隨著音樂保持姿態(tài)原地旋轉(zhuǎn)。此時手臂上A、B兩點的角速度大小分別為ωA、ωB，線速度大小分別為vA、vB，則(D)A．ωA＜ωB B．ωA＞ωBC．vA＜vB D．vA＞vB解析：由于A、B兩處在人自轉(zhuǎn)的過程中周期一樣，所以A、B兩處的角速度一樣，故A、B錯誤。由圖可知A處轉(zhuǎn)動半徑大，依據(jù)v＝ωr，所以A處的線速度要大，故C錯誤，D正確。5．(2024·甘肅省靖遠二中高一下學(xué)期期中)如圖所示是一個玩具陀螺。a、b、c是陀螺上的三個點。當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是(B)A．a(chǎn)、b、c三點的線速度大小相等B．a(chǎn)、b、c三點的角速度相等C．a(chǎn)、b的角速度比c的角速度大D．c的線速度比a、b的線速度大解析：a、b、c三點的角速度相同，而線速度不同，由v＝ωr得va＝vb>vc，選項B正確，選項A、C、D錯誤。6．科技館的科普器材中常有如圖所示的勻速率的傳動裝置：在大齒輪盤內(nèi)嵌有三個等大的小齒輪。若齒輪的齒很小，大齒輪的半徑(內(nèi)徑)是小齒輪半徑的3倍，則當大齒輪順時針勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是(C)A．小齒輪和大齒輪轉(zhuǎn)速相同B．小齒輪和大齒輪周期相同C．小齒輪的角速度是大齒輪角速度的3倍D．大齒輪邊緣的線速度是小齒輪的3倍解析：大齒輪和小齒輪邊緣的線速度大小相等，D錯；依據(jù)v＝ωr可知，大齒輪半徑(內(nèi)徑)是小齒輪半徑的3倍時，小齒輪的角速度是大齒輪角速度的3倍，依據(jù)T＝eq\f(2π,ω)可知周期不同，依據(jù)ω＝2πn可知轉(zhuǎn)速不同，AB錯誤C正確。7．(多選)質(zhì)點做勻速圓周運動時，下列說法中正確的是(CD)A．因為v＝ωR，所以線速度v與軌道半徑R成正比B．因為ω＝eq\f(v,R)，所以角速度ω與軌道半徑R成反比C．因為ω＝2πn，所以角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比D．因為ω＝eq\f(2π,T)，所以角速度ω與周期T成反比解析：ω肯定時，線速度v與軌道半徑R成正比，選項A錯誤。v肯定時，角速度ω與軌道半徑R成反比，選項B錯誤。在用轉(zhuǎn)速或周期表示角速度時，角速度與轉(zhuǎn)速成正比，與周期成反比，選項C、D正確。二、非選擇題8．(8分)如圖所示，假如把鐘表上的時針、分針、秒針看成勻速轉(zhuǎn)動，那么它們的角速度之比為ω時∶ω分∶ω秒＝__1∶12∶720__；設(shè)時針、分針、秒針的長度之比為1∶1.5∶1.8，那么三個指針尖端的線速度大小之比為v時∶v分∶v秒＝__1∶18∶1_296__。解析：時針的周期T時＝12h＝720min，分針的周期T分＝1h＝60min，秒針的周期T秒＝1min，所以ω時∶ω分∶ω秒＝eq\f(2π,T時)∶eq\f(2π,T分)∶eq\f(2π,T秒)＝eq\f(1,720)∶eq\f(1,60)∶eq\f(1,1)＝1∶12∶720；又r時∶r分∶r秒＝1∶1.5∶1.8，則v時∶v分∶v秒＝ω時r時∶ω分r分∶ω秒r秒＝1∶18∶12969．(10分)汽車轉(zhuǎn)彎時，可認為前輪和后輪都做圓周運動，但它們的轉(zhuǎn)彎半徑不同，如圖所示，若汽車外側(cè)前輪的轉(zhuǎn)彎半徑為5m，內(nèi)側(cè)后輪的轉(zhuǎn)彎半徑為2.7m，若外側(cè)前輪轉(zhuǎn)彎時線速度為10m/s，則此時內(nèi)側(cè)后輪的線速度是多少？答案：5.4m/s解析：汽車轉(zhuǎn)彎時，四輪有相同的角速度，依據(jù)v＝ωr，可得：eq\f(v前,v后)＝eq\f(r前,r后)，代入數(shù)據(jù)可得：v后＝5.4m/s。eq\f(等級考訓(xùn)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共2小題，每題8分，共16分)1．(多選)如圖甲所示是中學(xué)物理試驗室常用的感應(yīng)起電機，它是由兩個大小相等直徑約30cm的感應(yīng)玻璃盤起電的。其中一個玻璃盤通過從動輪與手搖主動輪鏈接如圖乙所示，現(xiàn)玻璃盤以100r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，已知主動輪的半徑約為8cm，從動輪的半徑約為2cm，P和Q是玻璃盤邊緣上的兩點，若轉(zhuǎn)動時皮帶不打滑。下列說法正確的是(BC)A．P、Q的線速度相同B．玻璃盤的轉(zhuǎn)動方向與搖把轉(zhuǎn)動方向相反C．P點的線速度大小約為1.6m/sD．搖把的轉(zhuǎn)速約為400r/min解析：由于線速度的方向沿曲線的切線方向，由圖可知，PQ兩點的線速度的方向肯定不同。故A錯誤；若主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，從動輪通過皮帶的摩擦力帶動轉(zhuǎn)動，所以從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，所以玻璃盤的轉(zhuǎn)動方向與搖把轉(zhuǎn)動方向相反。故B正確；玻璃盤的直徑是30cm，轉(zhuǎn)速是100r/min，所以線速度：v＝ωr＝2nπr＝2×eq\f(100,60)×π×eq\f(0.3,2)m/s＝0.5πm/s≈1.6m/s。故C正確；從動輪邊緣的線速度：vc＝ωrc＝2×eq\f(100,60)×π×0.02m/s＝eq\f(1,15)πm/s，由于主動輪的邊緣各點的線速度與從動輪邊緣各點的線速度的大小相等，即vz＝vc,所以主動輪的轉(zhuǎn)速：nz＝eq\f(ωz,2π)＝25r/min。故D錯誤。故選BC。2．(多選)變速自行車靠變換齒輪組合來變更行駛速度。如圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則(BC)A．該車可變換兩種不同擋位B．該車可變換四種不同擋位C．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1解析：由題意知，A輪通過鏈條分別與C、D連接，自行車可有兩種速度，B輪分別與C、D連接，又可有兩種速度，所以該車可變換四種擋位，當A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，A轉(zhuǎn)一圈，D轉(zhuǎn)4圈，即eq\f(ωA,ωD)＝eq\f(1,4)，選項B、C對。二、非選擇題3．(11分)收割機撥禾輪上面通常裝4個到6個壓板，如圖所示，撥禾輪一邊旋轉(zhuǎn)，一邊隨收割機前進，壓板轉(zhuǎn)到下方才發(fā)揮作用，一方面把農(nóng)作物壓向切斷器，另一方面把切下來的農(nóng)作物鋪放在收割臺上，因此要求壓板運動到下方時相對于農(nóng)作物的速率與收割機前進方向相反。已知收割機前進速率為1.2m/s，撥禾輪直徑為1.5m，轉(zhuǎn)速為22r/min，則壓板運動到最低點擠壓農(nóng)作物的速率為多大？答案：0.53m/s解析：設(shè)壓板轉(zhuǎn)到最低點時端點的速度為v1，則v1＝2πnr＝2×3.14×eq\f(22,60)×eq\f(1.5,2)m/s＝1.73m/s。由于撥禾輪是在收割機上，而收割機的前進速度為v2，所以撥禾輪上的壓板在最低點擠壓作物的速率為v＝v1－v2＝(1.73－1.2)m/s＝0.53m/s，方向向后。4．(13分)一半徑為R的雨傘繞柄以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示，傘邊