資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
2025粵教版高中物理必修第二冊
分層作業(yè)7　勻速圓周運動
A組 必備知識基礎(chǔ)練
　　　　　　　　　　　　　　　　　
題組一　描述勻速圓周運動的物理量
1.一物體做勻速圓周運動,其線速度大小為2 m/s,則物體在0.5 s內(nèi)通過的弧長為(　　)
A.4 m B.3 m C.2 m D.1 m
2.如圖所示,某同學(xué)使籃球在手指上旋轉(zhuǎn),手指和籃球的接觸點與籃球球心在同一豎直線上.籃球上的小泥點隨籃球旋轉(zhuǎn)n圈所用時間為t,假設(shè)籃球勻速旋轉(zhuǎn),則小泥點的角速度大小為(　　)
A. B.
C. D.
3.對于某個走時準確的時鐘,以下關(guān)于其時針、分針和秒針的說法正確的是(　　)
A.秒針的轉(zhuǎn)動周期最大
B.分針的轉(zhuǎn)動周期最大
C.時針的轉(zhuǎn)動周期最大
D.時針轉(zhuǎn)動的角速度最大
題組二　常見的傳動方式
4.如圖所示,汽車雨刮器在工作時,桿上A、B兩點繞O點轉(zhuǎn)動的角速度大小分別為ωA、ωB,線速度大小分別為vA、vB,則(　　)
A.ωA=ωB,vAB.ωA>ωB,vA=vB
C.ωA=ωB,vA>vB
D.ωA<ωB,vA=vB
5.如圖所示,自行車后輪和齒輪共軸,M、N分別是后輪和齒輪邊緣上的兩點,在齒輪帶動后輪轉(zhuǎn)動的過程中,下列說法正確的是(　　)
A.M點的線速度比N點的大
B.M點的線速度比N點的小
C.M點的角速度比N點的大
D.M點的角速度比N點的小
題組三　圓周運動的周期性及多解問題
6.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,盤A、B平行且相距l(xiāng)=2 m,軸桿的轉(zhuǎn)速為n=3 600 r/min.子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b,測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.360 m/s B.720 m/s
C.1 440 m/s D.108 m/s
7. (多選)如圖所示,直徑為d的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動.一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左側(cè)射入圓筒,從右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上且相距為h,設(shè)子彈射穿過圓筒時速度大小不變,空氣阻力不計,重力加速度為g,則(　　)
A.子彈在圓筒中的水平速度為d
B.子彈在圓筒中的水平速度為2d
C.圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為2π
D.圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為3π
B組 關(guān)鍵能力提升練
8.(多選)(2024四川樂山高一期末)某興趣小組同學(xué)結(jié)合傳動裝置的模型特點設(shè)計了如圖所示的游戲裝置,主動輪A有24個齒輪,從動輪B有8個齒輪,現(xiàn)要將指向左的“▲”從M位置轉(zhuǎn)到N位置.在只能轉(zhuǎn)動輪A的情況下,下列方案可行的是(　　)
A.順時針轉(zhuǎn)動90°
B.逆時針轉(zhuǎn)動90°
C.順時針轉(zhuǎn)動30°
D.逆時針轉(zhuǎn)動30°
9.“打陀螺”是一種傳統(tǒng)的體育項目.用鞭子多次抽打陀螺后,陀螺邊緣上距離中心20 cm處的點的線速度大小可以達到12.56 m/s,此時陀螺繞其中心的轉(zhuǎn)速約為(　　)
A.3.14 r/s B.10 r/s
C.31.4 r/s D.100 r/s
10.(2024安徽亳州期末)無鏈自行車用軸和齒輪組合代替鏈條和鏈輪組合,與普通鏈條自行車相比,它只是改變了傳動的方式.如圖是無鏈條自行車用軸和齒輪組合傳動的部分原理圖,圓錐齒輪a和圓錐齒輪c彼此完全咬合,a的齒數(shù)是30,c的齒數(shù)是15,則圓錐齒輪a和圓錐齒輪c的角速度之比為 (　　)
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶4
11.如圖所示,一個固定汽缸的活塞通過兩端有轉(zhuǎn)軸的桿AB與圓盤邊緣連接,半徑為R的圓盤繞固定轉(zhuǎn)軸O以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動,從而使活塞水平左右移動,在圖示位置,桿與水平線AO夾角為θ,AO與BO垂直,則此時活塞的速度大小為(　　)
A.ωR B.ωRcos θ
C. D.ωRtan θ
C組 核心素養(yǎng)拔高練
12.(2024重慶高一期末)一半徑為R、帶小孔的圓桶內(nèi)裝有待制的藥料,通過桶轉(zhuǎn)動持續(xù)攪拌藥料,并間歇性地滲入水對其稀釋.在桶壁等高位置對稱均勻開有四個小孔,其截面圖與側(cè)面圖分別如圖甲、乙所示.將桶橫放并繞水平固定軸O均勻地順時針旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動的角速度ω=,在距桶上邊緣R處有一水龍頭,若桶不轉(zhuǎn)動,水一滴一滴流出恰能滴入孔中,每隔t0產(chǎn)生一滴水.桶轉(zhuǎn)動時,觀測發(fā)現(xiàn),當?shù)谌w水滴剛要下落時,第一顆水滴恰好進入圓桶小孔.水滴進入孔中便立即滲入藥料,下落過程可視為自由落體運動.
(1)求當?shù)氐闹亓铀俣萭.
(2)某次攪拌藥料從第1顆水滴接觸到藥料開始計時,共需要100顆水滴才能完成攪拌任務(wù)(含第1顆),則完成藥料攪拌至少需要桶轉(zhuǎn)動多長時間
(3)為了讓每滴水都滴入小孔中,請通過推理計算給出具體可行的解決方案(不能改變帶孔圓桶的結(jié)構(gòu)).
分層作業(yè)7　勻速圓周運動
1.D　解析 物體在0.5 s內(nèi)通過的弧長為l=vt=1 m,故選D.
2.D　解析 由籃球的角速度公式可以求出ω=,故D正確.
3.C　解析 周期指完成一次完整圓周運動的時間,秒針的轉(zhuǎn)動周期為T1=60 s,分針的轉(zhuǎn)動周期為T2=1 h,時針的轉(zhuǎn)動周期為T3=12 h,時針轉(zhuǎn)動得最慢,所以角速度最小,故C正確.
4.C　解析 因A、B兩點繞同一點O轉(zhuǎn)動,可知兩點的角速度相等,即ωA=ωB;根據(jù)v=rω,由rA>rB可得vA>vB,故選C.
5.A　解析 后輪和齒輪共軸轉(zhuǎn)動,則M、N兩點的角速度相等;根據(jù)v=ωr可知,M點的線速度比N點的大.故選A.
6.C　解析 子彈從A盤到B盤,B盤轉(zhuǎn)過的角度θ=2πk+(k=0,1,2,…),B盤轉(zhuǎn)動的角速度ω==2πn=2π× rad/s=120π rad/s,子彈在A、B盤間運動的時間等于B盤轉(zhuǎn)動的時間,即,所以v= m/s(k=0,1,2,…),k=0時,v=1 440 m/s;k=1時,v=110.77 m/s;k=2時,v=57.6 m/s……,C正確.
7.AD　解析 由題意可知,子彈的運動過程為平拋運動,子彈穿過兩個彈孔的水平速度為v0=,時間為t=,所以水平速度為v0=d,故A正確,B錯誤;由于子彈從右側(cè)射穿圓筒后兩彈孔在同一豎直線上,可知子彈在圓筒中的運動時間是圓筒半個周期的奇數(shù)倍,即t==n(n=1,3,5,…),則圓筒的角速度為ω=nπ(n=1,3,5,…),故C錯誤,D正確.
8.AD　解析 根據(jù)題意可知,A、B兩輪邊緣點的線速度大小相等,但兩輪的轉(zhuǎn)動方向相反,兩輪半徑之比為rA∶rB=3∶1,所以轉(zhuǎn)動輪A使得“▲”從M位置轉(zhuǎn)到N位置,B轉(zhuǎn)過的角度為順時針90°或逆時針270°,由ω=可知,ωA∶ωB=1∶3,即相同時間內(nèi),A、B兩輪轉(zhuǎn)過角度之比為1∶3,所以若B順時針轉(zhuǎn)過90°,則A逆時針轉(zhuǎn)過30°,若B逆時針轉(zhuǎn)過270°,則A順時針轉(zhuǎn)過90°.故選AD.
9.B　解析 根據(jù)勻速圓周運動的運動學(xué)規(guī)律有v=rω=2πnr,代入數(shù)據(jù)解得n=10 r/s,故選B.
10.B　解析 根據(jù)題意,兩個齒輪的周期之比為,因為ω=,所以,故選B.
11.A　解析 在圖示位置時,B的合速度vB=ωR,方向沿切線方向;則B沿桿AB方向的分速度為v=vBcos θ,A沿桿AB方向的分速度v'=v=vBcos θ,所以A的合速度,即活塞的速度大小為vA==ωR,故選A.
12.解析 (1)當?shù)谌w水滴剛要下落時,第一顆水滴恰好進入圓桶小孔,則
解得
g=.
(2)因每隔t0從水龍頭中滴下一顆水滴,而在t0時間內(nèi),圓桶轉(zhuǎn)過的角度為
θ0=ωt0=
即圓桶至少轉(zhuǎn)動4t0才能接收到一顆水滴,則要想有100顆水滴滴入桶中,完成藥料攪拌至少需要桶轉(zhuǎn)動時間
t=4t0×(100-1)=396t0.
(3)為了讓每滴水都滴入小孔中,則圓桶的角速度應(yīng)滿足
ω't0=n(n=1,2,3,…)
即ω'=(n=1,2,3,…).
答案 (1)　(2)396t0　(3)見解析
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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