2025版新教材高中物理課時素養(yǎng)評價十二勻速圓周運動快慢的描述含解析魯教版必修2

PAGE7-勻速圓周運動快慢的描述(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.一質(zhì)點做勻速圓周運動,則下列說法中錯誤的是 ()A.在任何相等的時間里,質(zhì)點通過的路程都相等B.在任何相等的時間里,質(zhì)點的平均速度都相同C.在任何相等的時間里,連接質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等D.轉(zhuǎn)過任何一圈所用時間都相等【解析】選B。如圖所示,經(jīng)T4,質(zhì)點由A到B,再經(jīng)T4,質(zhì)點由B到C,由于線速度大小不變,依據(jù)線速度的定義,Δs=v·T4,所以相等時間內(nèi)通過的路程相等,A正確,但位移xAB、xBC大小相等,方向并不相同,平均速度不同,B錯誤;由角速度的定義ω=ΔθΔt知Δt相同,Δθ=ωΔt相同【補償訓(xùn)練】對于做勻速圓周運動的物體,下列說法中正確的是 ()A.物體可能處于受力平衡狀態(tài)B.物體的運動狀態(tài)可能不發(fā)生改變C.物體的加速度可能等于零D.物體運動的速率是恒定不變的【解析】選D。勻速圓周運動的線速度大小不變,方向時刻改變,明顯勻速圓周運動是變速運動,具有加速度,合外力不為零。故A、B、C錯誤,D正確。2.如圖所示,在鬧鐘和手表之間的爭辯中,其中鬧鐘是用哪個物理量來分析圓周運動的 ()A.角速度B.周期C.線速度D.轉(zhuǎn)速【解析】選C。鬧鐘和手表秒針轉(zhuǎn)一圈所用時間相同,但鬧鐘秒針較長,故秒針針尖線速度大,故鬧鐘是從線速度來分析圓周運動的,C正確。3.生活閱歷告知我們:我們用蒼蠅拍拍打蒼蠅時,蒼蠅拍把手長的明顯要比把手短的效果好,這是因為運用把手長的拍子打蒼蠅時 ()A.蒼蠅看不見拍子而被打死B.由于拍子轉(zhuǎn)動角速度大而易打到蒼蠅C.由于拍子轉(zhuǎn)動線速度大而易打到蒼蠅D.感覺錯誤,長短均一樣【解析】選C。要想打到蒼蠅,必需提高線速度;由于蒼蠅拍質(zhì)量很小,故可以認(rèn)為人運用時角速度肯定,依據(jù)公式v=rω,提高拍頭的轉(zhuǎn)動半徑后,會提高線速度,故C正確,A、B、D錯誤。4.位于廈門明發(fā)廣場的立新摩天輪是目前福建最大的摩天輪,運轉(zhuǎn)之后各箱體做勻速圓周運動,其線速度大小為0.18m/s,運轉(zhuǎn)一圈須要16min,A.角速度為π8rad/s B.轉(zhuǎn)速為π480C.摩天輪半徑約為86.4πm D.頻率大小為【解析】選C。箱體做勻速圓周運動,依據(jù)公式T=2πω得:角速度ω=2πT=2π960rad/s=π480rad/s,故A錯誤;依據(jù)轉(zhuǎn)速與周期的關(guān)系可知:n=1T=1960r/s,故B錯誤;箱體做勻速圓周運動,依據(jù)公式v=2πrT可得軌跡半徑r=vT2π=05.如圖所示的齒輪傳動裝置中,主動輪的齒數(shù)z1=24,從動輪的齒數(shù)z2=8,當(dāng)主動輪以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動時,從動輪的運動狀況是 ()A.順時針轉(zhuǎn)動,周期為2π3ω B.逆時針轉(zhuǎn)動C.順時針轉(zhuǎn)動,周期為6πω D.逆時針轉(zhuǎn)動,【解析】選B。主動輪順時針轉(zhuǎn)動,從動輪逆時針轉(zhuǎn)動,兩輪邊緣的線速度大小相等,由齒數(shù)關(guān)系知主動輪轉(zhuǎn)一周時,從動輪轉(zhuǎn)三周,故T=2π36.如圖所示,B和C是一組塔輪,固定在同一轉(zhuǎn)動軸上,其半徑之比為RB∶RC=4∶3,A輪的半徑與C輪相同,且A輪與B輪緊靠在一起,當(dāng)A輪繞其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時,由于摩擦的作用,B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來,a、b、c分別為三輪邊緣的三個點,則a、b、c三點在運動過程中, ()A.線速度大小之比為3∶3∶4 B.角速度之比為3∶4∶3C.轉(zhuǎn)速之比為9∶9∶16 D.周期之比為3∶4∶4【解析】選D。由題意可知,a、b兩點具有大小相同的線速度,b、c兩點具有共同的角速度,rc=ra=34rb,所以va∶vb∶vc=4∶4∶3,故A錯誤;ωa∶ωb∶ωc=4∶3∶3,故B錯誤;na∶nb∶nc=4∶3∶3,故C錯誤;依據(jù)T=2πω可知周期之比為3∶4∶4,二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(10分)如圖所示,A、B兩個齒輪的齒數(shù)分別是z1、z2,各自固定在過O1、O2的軸上。其中過O1的軸與電動機相連接,此軸轉(zhuǎn)速為n1。求: (1)A、B兩齒輪的半徑r1、r2之比;(2)B齒輪的轉(zhuǎn)速n2?！窘馕觥?1)在齒輪傳動裝置中,各齒輪在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的“齒”是相同的,因此齒輪的齒數(shù)與周長成正比,故r1∶r2=z1∶z2。(2)在齒輪傳動進行時,每個嚙合的齒輪邊緣處線速度大小相等,因此齒輪傳動滿意齒輪轉(zhuǎn)速與半徑成反比,即n2n1=r1r2=z1答案:(1)z1∶z2(2)n8.(14分)如圖所示為皮帶傳動裝置,皮帶輪的圓心分別為O、O′,A、C為皮帶輪邊緣上的點,B為A、O連線上的一點,RB=12RA,RC=23RA,當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動時,皮帶與皮帶輪之間不打滑。則A、B、C 【解析】由題意知,A、B兩點在同一皮帶輪上,因此ωA=ωB,又皮帶不打滑,所以vA=vC,故ωC=vCRC=vA2所以ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶3;又vB=RB·ωB=12RA·ωA=所以vA∶vB∶vC=2∶1∶2答案:2∶2∶32∶1∶2。(15分鐘·40分)9.(6分)機械手表(如圖所示)的分針與秒針從第一次重合至其次次重合,中間經(jīng)驗的時間為 ()A.5960minB.1minC.6059minD.61【解析】選C。分針與秒針的角速度分別為ω分=2π3600rad/s,ω秒設(shè)兩次重合的時間間隔為Δt,則有ω秒·Δt-ω分·Δt=2π得Δt=2πω秒-ω分=2π2故C正確。10.(6分)風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖甲所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸,被探測器接收,當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時,通過齒輪帶動凸輪圓回旋轉(zhuǎn),當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時間被攔住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r,每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈。若某段時間Δt內(nèi)探測器接收到的光強隨時間改變關(guān)系如圖乙所示,則該時間段內(nèi)風(fēng)輪葉片 ()A.轉(zhuǎn)速漸漸減小,平均速率為4B.轉(zhuǎn)速漸漸減小,平均速率為8C.轉(zhuǎn)速漸漸增大,平均速率為4D.轉(zhuǎn)速漸漸增大,平均速率為8【解析】選B。依據(jù)題意,從圖乙可以看出,在Δt時間內(nèi),探測器接收到光的時間在增長,凸輪圓盤的擋光時間也在增長,可以確定圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動速度在減小;在Δt時間內(nèi)可以從圖看出有4次擋光,即凸輪圓盤轉(zhuǎn)動4周,則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動了4n周,風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)過的弧長為l=4n×2πr,葉片轉(zhuǎn)動速率為v=8πnrΔt,故選項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θ是30°,如圖所示,A.360m/s B.C.1440m/s D【解析】選B、C。子彈從A盤到B盤,盤轉(zhuǎn)過的角度可能為θ=2πk+π6(k=0,1,2,…盤轉(zhuǎn)動的角速度ω=2πT=2πf=2πn=2π×3600子彈在A、B間運動的時間等于圓盤轉(zhuǎn)動的時間,即2v=所以v=2ωθ=2×120π2πkk=0時,v=1440k=1時,v≈110.77k=2時,v=57.6…故B、C正確。12.(22分)如圖所示,小球A在半徑為R的光滑圓形槽內(nèi)做勻速圓周運動,當(dāng)它運動到圖中的a點時,在圓形槽中心O點正上方h處,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平拋出,結(jié)果恰好在a點與A球相碰,求: (1)B球拋出時的水平速度多大?(2)A球運動的線速度最小值為多大?【解析】(1)