2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章圓周運動1圓周運動素養(yǎng)檢測含解析新人教版必修2

PAGE6-圓周運動(25分鐘60分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分)1.如圖所示，光驅(qū)讀盤時間盤繞固定軸高速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時，下列說法正確的是 ()A.盤面上越靠近圓心的點，線速度大小越大B.盤面上越靠近圓心的點，角速度大小越大C.盤面上全部點的角速度大小都相等D.盤面上全部點的線速度大小都相等【解析】選C。轉(zhuǎn)速恒定時，各點的角速度相等，選項B不符合題意、C符合題意；由v=ωr知，A、D不符合題意。2.如圖所示，A、B是兩只相同的齒輪，A被固定不能轉(zhuǎn)動。若B齒輪繞A齒輪運動半周，到達(dá)圖中C的位置，則齒輪上所標(biāo)出的箭頭所指的方向是()A.豎直向上 B.豎直向下C.水平向左 D.水平向右【解析】選D。當(dāng)A被固定時只有B轉(zhuǎn)動，明顯B以A的圓心做旋轉(zhuǎn)運動，假如假設(shè)齒輪齒徑為r，那么B轉(zhuǎn)動的半徑為2r，那么從B位置到C位置的路程為π·2r，因此齒輪B的圓心角為=2π，即齒輪B轉(zhuǎn)了一圈，所以箭頭指向為水平向右。3.如圖所示，A、B是兩個摩擦傳動的靠背輪，A是主動輪，B是從動輪，它們的半徑RA=2RB，a和b兩點在輪的邊緣，c和d在各輪半徑的中點，則各點線速度、角速度的關(guān)系下列推斷正確的是 ()A.va=2vb B.vc=vaC.ωb=2ωa D.ωb=ωc【解析】選C。由于A、B兩輪之間通過摩擦傳動，A、B兩輪邊緣的線速度大小相同，有va=vb，A不符合題意；依據(jù)v=ωr，可得ωaRA=ωbRB，解得ωa∶ωb=RB∶RA=1∶2，即ωb=2ωa，C符合題意；又由于a與c在同一個圓上，故ωa=ωc，c在輪半徑的中點，故va∶vc=2∶1，即va=2vc，B不符合題意；依據(jù)以上分析可知，ωb=2ωa，又因為a、c兩點角速度相等，b、c兩點角速度為ωb=2ωc，D不符合題意。4.寒假假期中,小張、小王和小李均跟著自己的父母出去旅游。小張去海南島呼吸簇新空氣,小王去石家莊旁邊的抱犢寨去爬山,小李去哈爾濱看冰雕。當(dāng)他們在旅游景點隨地球一起轉(zhuǎn)動時,則 ()A.小張的角速度最大,小李的線速度最小B.小李的角速度最小,小張的線速度最大C.三個人的角速度、周期和線速度都相等D.三個人的角速度、周期一樣,小李的線速度最小【解析】選D。三人在不同的位置,他們隨地球一起轉(zhuǎn)動時,周期相同,角速度相同;小張的轉(zhuǎn)動半徑最大,小李的轉(zhuǎn)動半徑最小,由線速度和角速度的關(guān)系v=rω可知,小張的線速度最大,小李的線速度最小,故選項D正確。5.理發(fā)店門口，常可以看到這樣的標(biāo)記：一個轉(zhuǎn)動的圓筒，外表有彩色螺旋斜條紋。我們感覺條紋在沿豎直方向運動，但事實上條紋柱在豎直方向并沒有升降，這是由于圓筒的轉(zhuǎn)動而使我們的眼睛產(chǎn)生的錯覺。如圖所示，假設(shè)筒上的條紋是圍繞圓筒的一條寬帶，相鄰兩圈條紋在沿圓筒軸線方向的距離(螺距)為L，假如我們視察到條紋以速度v向上運動，則圓筒的轉(zhuǎn)動狀況是(俯視)()A.順時針，轉(zhuǎn)速n= B.順時針，轉(zhuǎn)速n=C.逆時針，轉(zhuǎn)速n= D.逆時針，轉(zhuǎn)速n=【解析】選B。由題意知，我們視察到條紋以速度v向上運動，那是因為圓筒順時針轉(zhuǎn)動，條紋低端從右向左運動，由于視覺暫留現(xiàn)象，我們覺得條紋向上運動，螺距是L，速度是v，故轉(zhuǎn)動一周時間T=，轉(zhuǎn)速為n==，所以B正確；A、C、D錯誤。6.如圖所示，假如把鐘表上的時針、分針、秒針的運動看成勻速圓周運動，那么，從它的分針與秒針第一次重合至其次次重合，中間經(jīng)驗的時間為()A.minB.1minC.minD.min【解析】選C。分針的周期為1h，秒針的周期為1min，兩者的周期之比T1∶T2=60∶1，分針與秒針從第1次重合到第2次重合有：ω1t+2π=ω2t，又ω=，T1=60T2=60min，所以有t=min。二、非選擇題(本題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)7.(14分)2024年花樣滑冰世錦賽雙人滑競賽中，隋文雅、韓聰獲得冠軍；韓聰(男)以自己為轉(zhuǎn)軸拉著隋文雅(女)做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)速為30r/min。隋文雅的腳到轉(zhuǎn)軸的距離為1.6m(1)隋文雅做勻速圓周運動的角速度；(2)隋文雅的腳運動速度的大小?！窘馕觥?1)轉(zhuǎn)速n=30r/min=0.5r/s，角速度ω=2π·n=2π×0.5rad/s=3.14rad/s。(2)隋文雅的腳做圓周運動的半徑r=1.6m，所以她的腳的運動速度v=ωr=π×1.6m/s=5.0m/s。答案：(1)3.14rad/s(2)5.0m/s8.(16分)視察自行車的主要傳動部件，了解自行車是怎樣用鏈條傳動來驅(qū)動后輪前進(jìn)的，如圖所示是鏈條傳動的示意圖，兩個齒輪俗稱“牙盤”，試分析并探討：(1)同一齒輪上各點的線速度、角速度是否相同？(2)兩個齒輪相比較，其邊緣的線速度是否相同？角速度是否相同？轉(zhuǎn)速是否相同？(3)兩個齒輪的轉(zhuǎn)速與齒輪的直徑有什么關(guān)系？你能推導(dǎo)出兩齒輪的轉(zhuǎn)速n1、n2與齒輪的直徑d1、d2的關(guān)系嗎？【解析】(1)同一齒輪上的各點繞同一軸轉(zhuǎn)動，因而各點的角速度相同。但同一齒輪上的各點，因到轉(zhuǎn)軸的距離不同，由v=ωr知，其線速度不同。(2)自行車前進(jìn)時，鏈條不會脫離齒輪打滑，因而兩個齒輪邊緣的線速度必定相同。但兩個齒輪的直徑不同，依據(jù)公式v=ωr可知，兩個齒輪的角速度不同，且角速度與半徑成反比。由角速度ω和轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系：ω=2πn知，兩齒輪角速度不同，轉(zhuǎn)速當(dāng)然也不同。(3)因兩齒輪邊緣線速度相同，而線速度和角速度以及轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是：v=ωr，ω=2πn，故2πn1R1=2πn2R2，即n1d1=n2d2，兩個齒輪的轉(zhuǎn)速與齒輪的直徑成反比。答案：(1)線速度不同角速度相同(2)相同不同不同(3)反比n1d1=n2d2(15分鐘40分)9.(6分)(多選)做勻速圓周運動的物體，下列物理量中不變的是()A.速度B.速率C.周期D.轉(zhuǎn)速【解析】選B、C、D。勻速圓周運動速度大小不變，方向時刻變更，即速率不變，速度變更，故A錯誤，B正確；勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動，周期是恒定的，轉(zhuǎn)速是恒定的，故C、D正確。10.(6分)如圖所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中A是半徑為r1的大齒輪，B是半徑為r2的小齒輪，C是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則自行車前進(jìn)的速度為 ()A. B.C. D.【解析】選C。要測量自行車前進(jìn)的速度，即車輪C邊緣上的線速度的大小，依據(jù)題意知：輪A和輪B邊緣上的線速度的大小相等，依據(jù)v=ωr可知：r1ω1=r2ω2，已知ω1=2πn，則輪B的角速度ω2=ω1，因為輪B和輪C共軸，所以轉(zhuǎn)動的ω相等即ω3=ω2，依據(jù)v=ωr可知：v=ω3r3=，C正確，A、B、D錯誤。11.(6分)(多選)為了測定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個薄圓盤A、B，A、B平行且相距2m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600r/min，子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測得兩彈孔半徑的夾角是30°，A.360m/s B.57.6C.1440m/s D【解析】選B、C。子彈從A盤到B盤，盤轉(zhuǎn)動的角度：θ=2πn+(n=0、1、2……)，盤轉(zhuǎn)動的角速度：ω==2πf=120πrad/s，子彈在A、B間運動的時間等于圓盤轉(zhuǎn)動時間即：=，所以：v===(n=0、1、2……)n=0時，v=1440m/s；n=1時，v=110.77m/s；n=2時，v=57.6m/s，故B、C正確。12.(22分)如圖所示，半徑為0.1m的輕滑輪，通過繞在其上的細(xì)線與重物相連，若重物由靜止起先以2m/s2的加速度勻加速下落，則當(dāng)它下落