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2019-2020年高中物理人教版必修2习题第五章曲线运动第4节圆周运动1Word版含答案(满分100分,60分钟完成)班级_______姓名______第Ⅰ卷选择题共48分
一、选择题本大题共6小题,每小题8分,共48分在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,选对的得8分,对而不全得4分选错或不选的得0分1.两个小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图1所示,当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则转轴O到小球1的距离是()图1A.B.C.D.2.一般的转动机械上都标有“转速×××r/min”,该数值是转动机械正常工作时的转速,不同的转动机械上标有的转速一般是不同的,下列有关转速的说法正确的是()A.转速越大,说明该转动机械正常工作时转动的频率越小B.转速越大,说明该机械正常工作时转动的线速度一定越大C.转速越大,说明该机械正常工作时转动的角速度一定越大D.转速越大,说明该机械正常工作时转动的周期一定越大3.如图2所示,电视画面每隔s更迭一帧,当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景时,观众如果注视车辆的辐条,往往会产生奇怪的感觉,设车上有八根对称分布的完全相同的辐条,下列说法正确的是()图2A.若在s内,每根辐条恰好转过360°,则观众觉得车轮是不动的B.若在s内,每根辐条恰好转过45°,则观众觉得车轮是倒转的C.若在s内,每根辐条恰好转过45°,则观众觉得车轮是顺转的D.若在s内,每根辐条恰好转过365°,则观众觉得车轮是倒转的4.如图3所示,一个球绕中心线OO′以ω角速度转动,则()
①A、B两点的角速度相等
②A、B两点的线速度相等
③若θ=30º,则vA∶vB=∶2
④以上答案都不对A.
①③B.
①②C.
①②③D.
④5.关于正常走时的手表,以下说法中正确的是
①秒针角速度是分针角速度的60倍
②分针角速度是时针角速度的60倍
③秒针的周期是时针周期的1/3600
④分针的周期是时针周期的1/12A.
①②B.
③④C.
①④D.
②③6.甲、乙、丙三个物体,甲放在广州,乙放在上海,丙放在北京,当它们与地球一起转动时,则下列说法中正确的是A.ω甲最大,v乙最小B.ω丙最小,v甲最大C.三物的ω、T和v都相等D.三物的ω、T一样,v丙最小第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、填空、实验题本大题共3小题,每小题8分,共24分把正确答案填写在题中横线上或按要求作答7.如图4所示,半径为R的半球形光滑的碗内,有一个质量为m的物体A,当碗绕竖直轴匀速转动时,物体A在离碗底高度为h处紧贴着碗随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,则碗转动的角速度为8.如图5所示,电风扇有三片均匀分布的叶片,在频闪周期为T=s的闪光灯照射下匀速转动当看来三个叶片静止不动时,叶片的转速为r/min;当看来有六个均匀分布的叶片时,转速为r/min转速不超过1500r/min图59.半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动,已知R=2r,A、B分别在小圆柱与大圆柱的边缘上,O2C=r,如图6,若两圆柱之间没有打滑现象,则vA∶vB∶vC=_____,ωA∶ωB∶ωC=_____图6
三、计算题本大题共2小题,计28分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位10.(12分)如图5所示,半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且落地点为B图511.(16分)在同一水平面上有A、B两物体,它们的质量分别为m、M,A物体从如图6所示的位置开始以角速度ω绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,其轨道半径为R.同时B物体在恒力F作用下,由静止开始在光滑水平面上沿x轴正方向做直线运动,如图所示,试问图3
(1)A物体运动到什么位置时,它的速度可能与B物体的速度相同?
(2)要使两物体速度相同,作用在B物体上的力F应多大?
(3)当物体速度相同时,B物体的最小位移是多少?参考答案
一、选择题1.【答案】A【点拨】两球角速度相同,所以,又因为r1+r2=L,两式联立可得r1=2.【答案】C【点拨】转动的频率与转速成正比,A错误;线速度,由于r不知,故B错误;而,则成正比,C正确;而周期与转速成反比,故D错误3.【答案】A【点拨】由于电视画面每隔s更迭一帧,则在s内,每根辐条恰好转过45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°时,正好与原图片重叠,则观众觉得车轮是不动的,故A正确,BC说法是错误的若在s内每根辐条恰好转过365°,超过一周,则给观众觉得车轮是顺转的,D错误4.【答案】A【点拨】A与B具有共同的角速度,由v=ωR得vB=ωR,vA=ωRcos30º,所以=5.【答案】C【点拨】T时=12h,T分=1h,T秒=60s,所以=,,,由ω=得==,==6.【答案】D【点拨】甲、乙、丙随地球一起自转时,ω和T相同,因为ωR=v,故v丙最小,则D正确
二、填空、实验题7.【答案】【点拨】物体A在离碗底高度为h处紧贴着碗随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,故物体做匀速圆周运动的角速度等于碗转动的角速度,物体A做匀速圆周运动所需向心力方向指D,则由牛顿第二定律得,又,8.【答案】600或1200;300或900或1500【点拨】由于频闪周期为T=s,当看到三个叶片静止不动时,叶片应转过120°、240°或360°,则其转速为,则;当看来有六个均匀分布的叶片时,叶片的转过60°、180°,300°,则其转速为,则9.【答案】2∶2∶1;2∶1∶1【点拨】依题意知vA=vBωB=ωC,则根据公式有vB∶vC=ωB·R∶ωC·r=2∶1,则vA∶vB∶vC=2∶2∶1;ωA∶ωB=∶∶=2∶1,则ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1
三、计算题10.【答案】R;n【解析】球做平抛运动的时间为t=球落到B点时水平位移为R,则球抛出时的速度为v==R要保证球落到B点,需在球做平抛运动的时间内使圆板转动n圈,则圆板转动的角速度为t=n解得=(n=1,2,……)11.【答案】1A必须运动到圆周最高点;2n=0,1,2……;3【解析】
(1)要使A、B两物体的速度相同,A物体必须运动到圆周最高点,此时两者的速度方向都向右
(2)当物体A第一次到达圆周最高点时t1==,当物体A第二次到达圆周最高点时t2=+1T=+1,则当物体A第n+1次到达圆周最高点时tn+1=+nT=+n,要使两物体速度相同,则有vA=vB,即aBtn+1=tn+1=vA=ωR解得F==n=012……
(3)两物体速度相同时,当n=0,此时,tB==,F=,B物体的位移sB最小,故sB=aBtB2=·2=,即为所求的最小位移OOˊABθω图3OAωRCD图4Oˊ。