2024年新教材高中物理第二章圓周運(yùn)動(dòng)第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練含解析粵教版必修2

PAGE5-第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)A級(jí)合格達(dá)標(biāo)1.一棵大樹(shù)將要被伐倒的時(shí)候，有閱歷的伐木工人就會(huì)雙眼緊盯樹(shù)梢，依據(jù)樹(shù)梢的運(yùn)動(dòng)情形推斷大樹(shù)正在朝哪個(gè)方向倒下，從而避開(kāi)被倒下的大樹(shù)砸傷.從物理學(xué)問(wèn)的角度來(lái)說(shuō)明，以下說(shuō)法正確的是（）A.樹(shù)木起先倒下時(shí)，樹(shù)梢的角速度較大，易于推斷B.樹(shù)木起先倒下時(shí)，樹(shù)梢的線速度較大，易于推斷C.樹(shù)木起先倒下時(shí)，樹(shù)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：由v＝ωr知，樹(shù)木起先倒下時(shí)，樹(shù)梢的線速度較大，易推斷樹(shù)倒下的方向.答案：B2.如圖所示，地球可以看作一個(gè)球體，位于上海的物體A和位于赤道上的物體B，都隨地球的自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.物體的周期TA＝TBB.物體的周期TA>TBC.物體的線速度大小vA>vBD.物體的角速度大小ωA<ωB解析：兩物體均隨地球一起自轉(zhuǎn)，所以兩物體具有相同的周期和角速度，A正確，B、D錯(cuò)誤；依據(jù)線速度與角速度關(guān)系v＝ωr，可知兩物體角速度相同，而B(niǎo)物體圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于A物體圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，所以B的線速度大于A的線速度，C錯(cuò)誤.答案：A3.（多選）下列關(guān)于甲、乙兩個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A.若甲、乙兩物體的線速度相等，則角速度肯定相等B.若甲、乙兩物體的角速度相等，則線速度肯定相等C.若甲、乙兩物體的周期相等，則角速度肯定相等D.若甲、乙兩物體的周期相等，則轉(zhuǎn)速肯定相等解析：由v＝ωr可知，只有在半徑r肯定時(shí)，若線速度相等，則角速度肯定相等，若角速度相等，則線速度肯定相等，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由ω＝eq\f(2π,T)可知，甲、乙兩物體的周期相等時(shí)，角速度肯定相等，故選項(xiàng)C正確；由T＝eq\f(1,n)，得T相等，則轉(zhuǎn)速n相等，故選項(xiàng)D正確.答案：CD4.汽車后備廂蓋一般都有可伸縮的液壓桿，如圖為簡(jiǎn)易側(cè)視示意圖，液壓桿上端固定于后蓋上A點(diǎn)，下端固定于廂內(nèi)O′點(diǎn)，B也為后蓋上一點(diǎn)，后蓋可繞過(guò)O點(diǎn)的固定鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，在合上后備廂的過(guò)程中（）A.A點(diǎn)相對(duì)于O′點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)B.B點(diǎn)相對(duì)于O′點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)C.A與B相對(duì)于O點(diǎn)線速度大小相同D.A與B相對(duì)于O點(diǎn)角速度大小相同解析：合上后備廂蓋的過(guò)程中，O′A、O′B的長(zhǎng)度都是變短的，因此A、B兩點(diǎn)相對(duì)于O′點(diǎn)不是做圓周運(yùn)動(dòng)，故A、B均錯(cuò)誤；從圖示位置到合上后備廂蓋的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是相同的，但從題圖乙中可以看出AO與水平方向的夾角等于BO與水平方向的夾角，由角速度的定義ω＝eq\f(Δθ,Δt)可知，A與B相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，半徑不同，則線速度不同，故C錯(cuò)誤，D正確.答案：D5.如圖，靠輪傳動(dòng)裝置中右輪半徑為2r，a為它邊緣上的一點(diǎn)，b為輪上的一點(diǎn)，距軸為r；左側(cè)為一輪軸，大輪的半徑為4r，d為它邊緣上的一點(diǎn)，小輪半徑為r，c為它邊緣上的一點(diǎn).若傳動(dòng)中靠輪不打滑，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.a點(diǎn)與d點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為2∶1B.a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度之比為1∶1C.c點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度之比為2∶1D.b點(diǎn)與d點(diǎn)的周期之比為2∶1解析：因?yàn)閍、c兩點(diǎn)靠摩擦傳動(dòng)，則a、c兩點(diǎn)的線速度之比為1∶1，a、d的轉(zhuǎn)速之比等于a、c的轉(zhuǎn)速之比，依據(jù)n＝eq\f(v,2πr)得na∶nc＝1∶2，故A說(shuō)法錯(cuò)誤，B說(shuō)法正確.c、d兩點(diǎn)角速度相等，依據(jù)ω＝2πn知，a、c的角速度之比為1∶2，a、b的角速度相等，所以c、b的角速度之比為2∶1，b、d的角速度之比為1∶2，依據(jù)T＝eq\f(2π,ω)可知b點(diǎn)與d點(diǎn)的周期之比為2∶1，故C、D說(shuō)法正確.所以選A.答案：AB級(jí)等級(jí)提升6.如圖是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ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.eq\f(πnr1r3,r2) B.eq\f(πnr2r3,r1)C.eq\f(2πnr1r3,r2) D.eq\f(2πnr2r3,r1)解析：自行車前進(jìn)的速度等于車輪Ⅲ邊緣上的線速度的大小，依據(jù)題意知：輪Ⅰ和輪Ⅱ邊緣上的線速度大小相等，據(jù)v＝ωr可知r1ω1＝r2ω2.已知ω1＝2πn，則輪Ⅱ的角速度ω2＝eq\f(r1,r2)ω1.因?yàn)檩啟蚝洼啟蠊草S，則ω3＝ω2，依據(jù)v＝ωr可知v＝r3ω3＝eq\f(2πnr1r3,r2).答案：C7.半徑R＝1m的水平圓盤繞過(guò)圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A為圓盤邊緣上一點(diǎn)，在O點(diǎn)的正上方將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以4m/s的速度水平拋出，半徑OA方向恰好與該初速度的方向相同，如圖所示.若小球與圓盤只碰一次，且落在A點(diǎn)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小可能是（）A.4πrad/s B.6πrad/sC.8πrad/s D.10πrad/s解析：小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝eq\f(R,v0)＝eq\f(1,4)s＝0.25s，由小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等，得ω＝eq\f(2nπ,t)＝8nπ（n＝1，2，3，…）.當(dāng)n＝1時(shí)，ω＝8πrad/s；當(dāng)n＝2時(shí)，ω＝16πrad/s.答案：C8.機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站進(jìn)行車輛尾氣檢測(cè)原理如下：車的主動(dòng)輪壓在兩個(gè)相同粗細(xì)的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾動(dòng)圓筒上，可在原地沿前進(jìn)方向加速，然后把檢測(cè)傳感器放入尾氣出口，操作員把車加速到肯定程度，持續(xù)肯定時(shí)間，在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關(guān)參數(shù).現(xiàn)有如下檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)圖：車軸A的半徑為ra，車輪B的半徑為rb，滾動(dòng)圓筒C的半徑為rc，車輪與滾動(dòng)圓筒間不打滑，當(dāng)車輪以恒定轉(zhuǎn)速n（每秒鐘n轉(zhuǎn)）運(yùn)行時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.C的邊緣線速度為2πnrcB.A、B的角速度大小相等，均為2πn，且A、B沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，C沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C.A、B、C的角速度大小相等，均為2πn，且均沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)D.B、C的角速度之比為eq\f(rb,rc)解析：由v＝2πnR可知，B的線速度為vb＝2πnrb，B、C線速度相同，即C的線速度為vc＝vb＝2πnrb，A錯(cuò)誤；B、C線速度相同，B、C角速度比為半徑的反比，D錯(cuò)誤；A、B為主動(dòng)輪，且同軸，角速度大小相等，C為從動(dòng)輪，A、B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤.答案：B9.為了測(cè)定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個(gè)薄圓盤A、B，盤A、B平行且相距2m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600r/min.子彈穿過(guò)兩盤留下兩彈孔a、b，測(cè)得兩彈孔所在半徑的夾角θ＝30°，如圖所示.則該子彈的速度可能是（）A.360m/s B.720m/sC.1440m/s D.108m/s解析：子彈從A盤到B盤，B盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ＝2πn＋eq\f(π,6)（n＝0，1，2，…），B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝2πn＝2π×eq\f(3600,60)rad/s＝120πrad/s，子彈在A、B盤間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，即eq\f(2m,v)＝eq\f(θ,ω)，所以v＝eq\f(2ω,θ)＝eq\f(1440,12n＋1)m/s（n＝0，1，2，…）.n＝0時(shí)，v＝1440m/s；n＝1時(shí)，v≈110.77m/s；n＝2時(shí)，v＝57.6m/s…答案：C10.如圖所示為廣場(chǎng)的兩個(gè)同心圓形走道，O為公共圓心，內(nèi)外徑分別為r1、r2.甲乙兩同學(xué)分別以逆時(shí)針?lè)较蜓刂叩绖蛩傩凶?，某時(shí)刻二者所在位置與圓心恰在一條線上，此時(shí)甲在圖中A位置，乙在B位置.已知甲、乙走一圈的時(shí)間分別為T1、T2，且T2＞T1.求：（1）二人行走的速率之比；（2）二人再次與圓心在一條線上時(shí)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間.解析：（1）由線速度與周期的關(guān)系可知：v1＝eq\f(2πr1,T1)，v2＝eq\f(2πr2,T2)，可得