2020年新教材高中物理 課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)五 圓周運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版必修2

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1、圓周運(yùn)動(dòng) (25分鐘　60分) 一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分) 1.靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.它們的運(yùn)動(dòng)周期都是相同的 B.它們的線速度都是相同的 C.它們的線速度大小都是相同的 D.它們的角速度是不同的 【解析】選A。地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),地球上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期及角速度都是相同的。地球表面上的物體隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是物體所在緯度線平面,其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上,不同緯度處物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是不同的,只有同一緯度處的物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等,線速度的大小才相等。但即使物體的線速度大小相同,方向也各不相同。故B、C、D錯(cuò)誤

2、,A正確。 2.如圖所示為一種早期的自行車,這種不帶鏈條傳動(dòng)的自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了 (　　) A.提高速度　　　 B.提高穩(wěn)定性 C.騎行方便 D.減小阻力 【解析】選A。在騎車時(shí),人腳蹬踏板車輪轉(zhuǎn)速一定的情況下,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,故選項(xiàng)A正確。 3.如圖是自行車傳動(dòng)裝置的示意圖,其中Ⅰ是半徑為R1的大鏈輪,Ⅱ是半徑為R2的小飛輪,Ⅲ是半徑為R3的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n(單位:r/s),則自行車后輪邊緣的線速度為 (　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 【解析】選D

3、。轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),所以ω=2πn,因?yàn)橐獪y(cè)量自行車車輪Ⅲ邊緣上的線速度的大小,根據(jù)題意知:輪Ⅰ和輪Ⅱ邊緣上的線速度大小相等,據(jù)v=rω可知:R1ω1=R2ω2,已知ω1=2πn,則輪Ⅱ的角速度ω2=ω1=。因?yàn)檩啟蚝洼啟蠊草S,所以轉(zhuǎn)動(dòng)的ω相等即ω3=ω2,根據(jù)v=rω可知,v3=R3ω3=,故D項(xiàng)正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 如圖所示為錐形齒輪的傳動(dòng)示意圖,大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2,兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2,則 (　　) A.ω1<ω2,v1=v2　　　　B.ω1>ω2,v1=v2 C.ω1=ω2,v1>v2 D.ω1=ω2,

4、v1r2,所以ω1<ω2,A正確。 4.如圖所示,當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí),扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ,線速度大小分別為vP和vQ,則 (　　) A.ωP<ωQ,vPvQ 【解析】選B。由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的,即ωP=ωQ;同時(shí)由圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比較大,由v=ωr可知,Q點(diǎn)的線速度大,即vP

5、5.某品牌電動(dòng)自行車的銘牌如表所示: 車型:20寸 (車輪直徑:508 mm) 電池規(guī)格:36 V　12 A·h (蓄電池) 整車質(zhì)量:40 kg 額定轉(zhuǎn)速: 210 r/min(轉(zhuǎn)/分) 外形尺寸:L 1 800 mm× W 650 mm×H 1 100 mm 充電時(shí)間:2～8 h 電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī) 額定工作電壓/電流: 36 V/5 A 根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù),可知該車的額定時(shí)速約為 (　　) A.15 km/h　　　　　　　　　 B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 【解析】選C。由表中信息知:每小時(shí)轉(zhuǎn)210×60

6、轉(zhuǎn),則可計(jì)算每小時(shí)走過(guò)的路程為s=πdn=3.14×508×10-3×210×60 m≈20 km,則時(shí)速為v==20 km/h,選項(xiàng)C正確。 6.如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)齒輪的半徑分別為r1、r2、r3。若甲齒輪的角速度為ω1,則丙齒輪的角速度為 (　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 【解析】選A。由甲、乙、丙三個(gè)齒輪依靠齒輪傳動(dòng),三者線速度相同,其半徑分別為r1、r2、r3,則ω1r1=ω2r2=ω3r3,故ω3=, 故A正確。 二、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位) 7.(14分)一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2

7、400周,求: (1)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度。 (2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2 m點(diǎn)的線速度。 【解析】(1)由于曲軸每秒鐘轉(zhuǎn)=40周 周期T= s 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω== rad/s=80π rad/s (2)已知r=0.2 m,因此這一點(diǎn)的線速度 v=ωr=80π×0.2 m/s=16π m/s 答案:(1) s　80π rad/s　(2)16π m/s 8.(16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,傘邊緣距地面高h(yuǎn),甩出的水滴在地面上形成一個(gè)圓,求此圓半徑r為多少? 【解析】間距關(guān)系如圖所示(俯視圖)。 雨滴飛出的速度大小為v=ωR 雨滴做平拋

8、運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有h=gt2 在水平方向上有s=vt 由幾何關(guān)系知,雨滴半徑r= 解以上幾式得r=R。 答案:R (15分鐘　40分) 9.(6分)如圖所示,電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn),閃光燈每秒閃30次,風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個(gè)扇葉,它們互成120°角,當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),觀察者感覺(jué)扇葉不動(dòng),則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不可能是 (　　) A.600 r/min　　　　　　 B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min 【解析】選B。因?yàn)殡娚热~片有三個(gè),相互夾角為120°,現(xiàn)在觀察者感覺(jué)扇葉不動(dòng),說(shuō)明在閃光時(shí)間里,扇葉轉(zhuǎn)過(guò)三分之一、或三分之二,或一周…即轉(zhuǎn)過(guò)的角度

9、θ=πn,n=1,2,3…,由于光源每秒閃光30次,所以電扇每秒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ=πn,轉(zhuǎn)速為10n r/s=600n r/min,所以n=1時(shí),轉(zhuǎn)速為600 r/min,n=2時(shí),轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,n=5時(shí),轉(zhuǎn)速為3 000 r/min,故A、C、D項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.(6分)機(jī)械手表的分針與秒針從重合到第二次重合,中間經(jīng)歷的時(shí)間為 (　　) A. min B.1 min C. min D. min 【解析】選C。先求出分針、秒針的角速度ω1= rad/s,ω2= rad/s。設(shè)兩次重合時(shí)間間隔為Δt,則有θ1=ω1Δt,θ2=ω2Δt,θ2-θ1=2π,

10、所以Δt== s= min。 11.(6分)(多選)如圖所示,豎直薄壁圓筒內(nèi)壁光滑、半徑為R,上部側(cè)面A處開(kāi)有小口,在小口A的正下方h處亦開(kāi)有與A大小相同的小口B,小球從小口A沿切線方向水平射入筒內(nèi),使小球緊貼筒內(nèi)壁運(yùn)動(dòng),要使小球從B口處飛出,小球進(jìn)入A口的速度v0可能為 (　　) A.πR　　　　　 B.πR C.4πR D.4πR 【解析】選B、C、D。小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),所以小球在桶內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t=,在水平方向,以圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究,則得:t=n·,(n=1,2,3…),所以 v0==2πnR,(n=1,2,3…),當(dāng)n=1時(shí),取最小值,所以最小速率為:

11、v0=πR,當(dāng)n=2時(shí),v0=2πR,當(dāng)n=3時(shí),v0=3πR,當(dāng)n=4時(shí),v0=4πR,故B、C、D項(xiàng)正確。 12.(22分)某農(nóng)民發(fā)明家為家禽養(yǎng)殖者研發(fā)出了一款自動(dòng)拋食機(jī),其原理如圖,將軟食料裝入長(zhǎng)臂末端半圓形金屬碗中,電機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)長(zhǎng)臂碰到擋桿時(shí),速度立即變?yōu)榱?食料被拋出,通過(guò)控制長(zhǎng)臂的轉(zhuǎn)速來(lái)控制食料的拋出范圍。長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度為L(zhǎng),假設(shè)食料 拋出做平拋運(yùn)動(dòng),平拋的初速度和長(zhǎng)臂端碰擋桿前的瞬時(shí)線速度大小相等,拋出點(diǎn)距地面距離為H,要使食料被拋到地面0到D的范圍內(nèi),則長(zhǎng)臂在碰擋桿前的角速度ω應(yīng)控制在什么范圍?(用表達(dá)式寫出) 【解析】食料在最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),則有:H=gt2 D=vt,聯(lián)立解得:v=D 由v=ωL可得最大轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為:ω== 最小角速度為0 故角速度范圍(0,) 答案:(0,) - 7 -