2.1圆周运动 同步练习（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
2.1圆周运动 同步练习（解析版）
1．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比，转过的角度之比，则下列说法正确的是（　　）
A．它们的半径之比 B．它们的半径之比
C．它们的周期之比 D．它们的转速之比
2．一个物体在几个恒定的共点力作用下处于平衡状态，现去掉一个力，则物体（　　）
A．一定做匀变速直线运动
B．可能做匀变速曲线运动
C．可能做匀速圆周运动
D．一定做曲线运动
3．如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，、、分别为轮边缘上的二点，已知。假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　）
A．点与点的角速度大小相等 B．点与点的线速度大小相等
C．点的线速度最大 D．点的线速度最小
4．下列说法正确的是（　　）
A．曲线运动一定是匀速运动
B．曲线运动的速度方向可能不变
C．曲线运动一定是变速运动
D．曲线运动的速度大小一定发生变化
5．某品牌电动自行车的铭牌如下：
车型：20时（车轮直径：） 电池规格：（蓄电池）
整车质量： 额定转速：（转/分）
外形尺寸： 充电时间：
电机：后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压/电流：
根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为（　　）
A． B． C． D．
6．80年代的中国，是个自行车王国，拥有一辆自行车是当时每个中国人的梦想。自行车工作时，人通过脚踏板带动链轮转动，再通过链条将动力链轮传到飞轮，从而带动后轮转动，如图所示。某自行车链轮的半径为R，飞轮的半径为r，且，M、N分别是链轮、飞轮边缘上的一点，如图所示。当人骑车使脚踏板以恒定的角速度转动时，下列说法正确的是（　　）
A．M、N的线速度大小之比为1：2
B．M、N的线速度大小之比为2：1
C．M、N的角速度大小之比为1：2
D．M、N的角速度大小之比为2：1
7．如图所示，计算机硬盘盘面在电机的带动下高速旋转，通过读写磁头读写下方磁盘上的数据。普通家用电脑硬盘的转速通常有和两种，硬盘盘面的大小相同，则正常运转时，下列说法中正确的是（　　）
A．与的硬盘盘面边缘的某点的角速度的大小之比为
B．磁头的位置相同时，两种磁盘读写数据速度相等
C．磁头的位置相同时，的硬盘读写数据较慢
D．与的硬盘盘面边缘的某点的角速度的大小之比为
8．物体做匀速圆周运动的条件是（　　）
A．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用
B．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向变化的力的作用
C．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用
D．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向始终和速度垂直的合力作用
9．如图所示为一皮带传动装置，左轮的圆心为，右轮的圆心为。在左轮边缘有一点P，离圆心稍近处有一点M，在右轮边缘有一点Q，在传动过程中，皮带不打滑。则下列说法中正确的是（　　）
A．P点与M点的线速度大小相等 B．P点与M点的加速度大小相等
C．P点与Q点的线速度大小相等 D．P点与Q点的加速度大小相等
10．如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，a、b、c分别为轮边缘上的三点，已知RaA．a点与b点的角速度大小相等
B．a点与c点的线速度大小相等
C．a、b、c三点中，c点的线速度最大
D．a、b、c三点中，c点的角速度最大
11．如图所示，主动轮M通过皮带带动从动轮N做匀速转动，a是M轮上距轴O1的距离等于M轮半径一半的点，b、c分别是N轮和M轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的情况下，N轮的转速是M轮的3倍，则（　　）
A．M轮与N轮半径之比为2∶1 B．a、b两点的线速度之比为1∶3
C．b、c两点的周期之比为1∶3 D．a、c两点的线速度之比为1∶1
12．修正带是中学生必备的学习用具，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带匀速走动时（　　）
A．a、b点的线速度大小相同
B．a、c点的线速度大小相同
C．b、c点的角速度相同
D．大小齿轮的转动方向相同
13．如图所示的皮带传动装置中，大轮半径是小轮半径的两倍，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）
A．大轮边缘上的点的线速度大小是小轮边缘上的点的线速度大小的两倍
B．大轮边缘上的点的线速度大小与小轮边缘上的点的线速度大小相等
C．大轮的角速度是小轮的角速度的一半
D．大轮边缘上的点的向心加速度大小与小轮边缘上的点的向心加速度大小相等
14．如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是，若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度大小之比（　　）
A．角速度之比为1：2：2 B．角速度之比为1：1：2
C．线速度大小之比为1：2：2 D．线速度大小之比为1：1：2
15．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，下列说法正确的是（　　）
A．角速度为0.5 rad/s
B．转速为0.5 r/s
C．运动轨迹的半径为m
D．频率为0.5 Hz
16．一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：
(1)曲轴转动的周期与角速度.
(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度.
17．如图所示，为车站使用的水平传送带模型，传送带的水平部分长度L=8m，传送带的皮带轮的半径均为R=0.2m，传送带的上部距地面的高度为h =0.45m，现传送一旅行包，已知旅行包与皮带间的动摩擦因数μ=0.6，皮带轮与皮带之间始终不打滑，g取10m/s2．讨论下列问题：
（1）若传送带静止，旅行包（可视为质点）以v0=10m/s的初速度水平地滑上传送带．旅行包滑到B点时，若人没有及时取下旅行包，旅行包将从B端滑落，则包的落地点距B端的水平距离为多少？
（2）若旅行包在A端无初速释放，皮带轮以ω1=40rad/s的角速度顺时针匀速转动，则旅行包落地点距B端的水平距离又为多少？
（3）若旅行包无初速地释放，设皮带轮ω≥10rad/s角速度顺时针匀速转动时，画出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象．（取，只需画出图像，不要求写出计算过程）
参考答案
1．C
【详解】
AB．根据线速度和角速度的定义
得
根据
得
根据
得
AB错误；
C．根据角速度与周期的关系
得
C正确；
D．根据周期与频率的关系
得
D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．一个物体在几个恒定的共点力作用下处于平衡状态，即物体可能是静止状态也可能是匀速直线运动状态；若物体处于静止状态，去掉一个力，物体将做匀变速直线运动；若物体处于匀速直线运动状态，去掉一个力，如去掉的力的方向与运动方向在同一直线上，物体将做匀变速直线运动；如去掉的力的方向与运动的方向不在同一直线上，物体将做匀变速曲线运动，A错误；
B．若物体处于匀速直线运动状态，去掉一个力，如去掉的力的方向与运动的方向不在同一直线上，物体将做匀变速曲线运动，B正确；
C．由于去掉的是恒力，故物体一定做匀变速运动，而匀速圆周运动是非匀变速运动，C错误；
D．去掉一个力，物体可能做直线运动，也可能做曲线运动，D错误；
故选B。
3．C
【详解】
A．由a、b是皮带传动的两轮边缘上的点，所以a点与b点的线速度大小相等；由于二者的半径不同，由
可知二者的角速度不同，故A错误；
B．a点与c点是同轴转动，两点的角速度相等，根据
可知，两点的线速度大小不相等，故B错误；
CD．ab两点线速度相等，a、c两点同轴转动，所以ac的角速度相等，根据
则c点的线速度最大；故C正确，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
AC．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A错误，C正确；
B．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，故B错误；
D．曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，因此速度的方向运动变化，而速度大小可以变化，也可以不变，如匀速圆周运动，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
因电动车额定转速：（转/分）=3.5r/s车轮直径：，则额定时速约为
故选C。
6．C
【详解】
M、N两点是同缘转动，则线速度相等，即线速度大小之比为1：1；根据
v=ωr
可知M、N的角速度大小之比为1：2。
故选C。
7．D
【详解】
AD．根据
可知与的硬盘盘面边缘的某点的角速度的大小之比为5400:7200=3:4，A错误，D正确；
BC．磁头位置相同时，转动半径相同，根据
v=ωr
可知两种磁盘读写数据速度之比为3:4，即的硬盘读写数据较快，BC错误。
故选D。
8．D
【详解】
做匀速圆周运动的物体，必须有一定的初速度，且必须受到一个大小不变、方向时刻指向圆心的合力的作用，且向心力等于合力。
故选D。
9．C
【详解】
A．根据皮带传动装置的特点，P点与M点同轴转动具有相同的角速度，由
可知P点线速度较大，故A错误；
B．由
结合对A的分析可知，P点加速度较大，故B错误；
C．根据皮带传动装置的特点，P点与Q点在同一传送带上，故线速度大小相等，故C正确；
D．由
结合对C的分析可知，Q点的加速度较大，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．因为是皮带传动且不打滑，点的线速度与点的线速度大小相等，因为，由
可知点的角速度大于点的角速度，所以A错误；
B．和是同轴转动，所以和的角速度大小相等，因为
由
可知点的线速度小于点的线速度，B错误；
C．由以上分析可知，点的线速度与点的线速度大小相等，点的线速度小于点的线速度，因此有，所以点的线速度最大，C正确；
D．点的线速度与点的线速度大小相等，因为，由
可知点的角速度大于点的角速度，点的角速度与点的角速度相等，有，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．因为N轮的转速是M轮转速的3倍，根据知，N轮的角速度是M轮角速度的3倍，两轮边缘线速度相等，根据v=rω知，M轮与N轮半径之比为3∶1，选项A错误；
BD．a点半径等于M轮半径的一半，根据v=rω知，c点的线速度是a点线速度的2倍，则a、c两点的线速度之比为1：2，b、c两点的线速度相等，则a、b两点的线速度之比为1：2．故BD错误；
C．b、c的角速度之比3：1，根据，知b、c两点的周期之比为1：3．故C正确。
故选C。
12．A
【详解】
AD．a、b点是同缘传动，边缘点的线速度大小相同，方向相反，即
A正确，D错误；
B．a、c点是同轴传动，角速度相等，即
根据知线速度与半径成正比，半径不同，线速度不同，B错误；
C．，根据知角速度与半径成反比，有
所以
C错误。
故选A。
13．BC
【详解】
AB. 靠皮带传动，轮子边缘上的点线速度大小相等，大轮边缘上的点的线速度大小与小轮边缘上的点的线速度大小相等，故A错误B正确；
C. 大轮半径是小轮半径的两倍，根据 可知，大轮的角速度是小轮的角速度的一半，故C正确；
D.根据 可知，大轮边缘上的点的向心加速度大小是小轮边缘上的点的向心加速度大小的一半，故D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】
A、B两轮边缘的线速度相等，则
vA=vB
根据
v=ωr
可知
ωA:ωB=1:2
B、C两轮同轴转动，则
ωC=ωB
根据
v=ωr
可知
vC:vB=2:1
则A、B、C三轮边缘上的角速度之比为1：2：2；线速度大小之比为1：1：2。
故选AD。
15．BCD
【详解】
A．由题意知v=4 m/s，T=2 s，根据角速度与周期的关系可知
A错误；
B．由
解得
B正确；
C．由
得
C正确；
D．根据
D正确。
故选BCD。
16．（1）s　， 80π rad/s　(2) 16π m/s
【详解】
本题考查描述圆周运动物理量之间的关系．
(1)由于曲轴每秒钟转
周期
曲轴转动的角速度
(2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度
17．（1）0.6m（2）2.4m（3）
【详解】
旅行包做匀减速运动a=μg=6m/s2（1分）（1分）
（1）旅行包到达B端速度为 ，（1分）
，所以包作平抛运动（1分）
包的落地点距B端的水平距离为：m="0.6m" （1分）
（2）当ω1=40rad/s时，皮带速度为v1=ω1R="8m/s" (1分)
设当旅行包的速度也为v1=8m/s时，可得在皮带上运动了位移，
以后旅行包做匀速直线运动，所以旅行包到达B端的速度也为v1="8m/s" 作平抛运动（2分） ，
包的落地点距B端的水平距离为m="2.4m" （1分）
（3）如图所示 （3分）