2019人教版必修第二册第六章圆周运动1圆周运动 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第六章圆周运动1圆周运动 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 567.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 06:18:08 | ||
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文档简介
2019人教版必修第二册 第六章 圆周运动 1 圆周运动 提升练习
一、多选题
1．如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置．P是轮盘的一个齿,Q是飞轮上的一个齿．下列说法中正确的是（ ）
A．P、Q两点线速度大小相等
B．P点线速度大于Q点线速度
C．P、Q两点向心加速度大小相等
D．P点向心加速度小于Q点向心加速度
2．下列关于圆周运动的说法中正确的是（ ）
A．作匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心
B．作圆周运动的物体，其加速度可以不指向圆心
C．作圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心
D．作匀速圆周运动的物体，其加速度是不变的
3．如图所示，水星和金星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动。若测得在相同时间内水星、金星转过的角度分别为θ1、θ2（均为锐角），则由此条件可求得水星和金星（ ）
A．质量之比为θ1：θ2
B．绕太阳运动的周期之比为θ2：θ1
C．绕太阳运动的轨道半径之比为：
D．与太阳连线扫过的面积之比为1：1
二、单选题
4．如图，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A，B两盘的半径之比为2∶1。a，b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a轮、b轮半径之比为1∶2，当a，b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为（ ）
A．2∶1 B．4∶1 C．1∶4 D．8∶1
5．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L，当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．圆盘的半径可能为
B．圆盘转动的周期可能为
C．圆盘转动的角速度最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度可能为
6．如图所示，盘上小物体随盘做匀速圆周运动，则对小物体受力分析正确说法是
A．小物体不受摩擦力的作用
B．小物体受摩擦力的作用，且方向指向圆心
C．小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相同
D．小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相反
7．如图所示，某工人利用定滑轮和轻质细绳将货物提升到高处。已知该工人拉着绳的一端从滑轮的正下方h处，水平向右匀速运动，速度大小恒为v，直至轻绳与竖直方向夹角为600。若货物质量为m，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦阻力均不计，则该过程( )
A．货物也是匀速上升
B．末时刻货物的速度大小为0.5v
C．货物重力势能减少mgh
D．工人拉绳做的功等于mv2+mgh
8．科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是()
A．小齿轮和大齿轮转速相同
B．小齿轮和大齿轮周期相同
C．大齿轮边缘的线速度是小齿轮的3倍
D．小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍
9．如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则
A．， B．，
C．， D．，
10．如图所示的皮带转动中小轮半径是大轮半径的一半，a、b分别是小轮和大轮边缘上的点，大轮上c点到轮心O的距离恰好等于，若皮带不打滑，则图中a、b、c三点（ ）
A．线速度之比为 B．角速度之比为
C．转动周期之比为 D．向心加速度大小之比为
11．时钟正常工作时，时针、分针、秒针都在做匀速转动，那么（ ）
A．时针的周期为1h，分针的周期为1min，秒针的周期是1s
B．时针尖端的转速最小，分针次之，秒针尖端的转速最大
C．秒针每隔1min与分针相遇一次
D．秒针的角速度是分针的60倍，分针的角速度是时针的60倍
12．如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。下列说法正确的是（ ）
A．A与B线速度大小相等
B．B与C线速度大小相等
C．A与B角速度大小相等
D．B与C角速度大小相等
13．下列说法正确的是
A．匀速圆周运动是一种匀速运动
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动
C．线速度描述了做圆周运动的物体通过位移的快慢
D．角速度描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢
三、解答题
14．如图所示，半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，底端B距水平地面的高度h=1.25m。一个质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放，忽略空气的阻力。取g=10m/s2。求：
（1）小滑块运动到B点时，速度的大小；
（2）小滑块运动到圆弧轨道底端B点时，小滑块受到的支持力大小FN；
（3）小滑块落地点与B点的水平距离x。
四、填空题
15．自行车是传动装置的典例，假设脚踏板的转速为n转每秒，要知道在这种情况下，自行车前进的速度，还需要测量的物理量有________ （用图中符号表示）；并用这些量导出自行车前进速度的表达式_______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AD
【详解】
Q两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则，根据及，而，可知P点向心加速度小于Q点向心加速度，故AD正确、BC错误。
故选AD。
2．AB
【详解】
由匀速圆周运动得性质可知匀速圆周运动的物体的合力始终指向圆心，且大小不变方向时刻在变化，因此A正确D错误
圆周运动的物体其加速度可分解为指向圆心的向心加速度和与运动方向共线的加速度，因此B正确C错误
3．BC
【详解】
AB．水星和金星作为环绕体，根据可知
可求出周期比
但无法它们求出质量之比，故A错误，B正确。
C．根据开普勒第三定律
可知
选项C正确；
D．因火星和金星沿不同的轨道绕太阳运动，则在相同时间内火星和金星与太阳连线扫过的面积之比不相等，选项D错误。
故选BC。
4．D
【详解】
皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以
va＝vb
a轮、b轮半径之比为1∶2，所以
共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则
根据向心力
F＝mrω2
故选D。
5．D
【详解】
A．飞镖做平抛运动，由题意可知当P点运动到最低点时，飞镖击中P点，飞镖的水平分位移为L，则飞镖击中P点所需要的时间为
由前面的分析可知，飞镖的竖直分位移等于圆盘的直径，则有
可得圆盘的半径为
A错误；
B．由于P点做匀速圆周运动，考虑圆周运动的周期性，P点运动到最低点所需要的时间为
又P点的运动与飞镖的运动具有等时性，则有 ， 则可得
则周期不可能是，选项B错误；
C．根据圆周运动规律有
圆盘转动的角速度为
可知当n=0时，角速度的最小值为，C错误；
D．根据
可得P点随圆盘转动的线速度为
可知当n=2时
则D正确。
故选D。
6．B
【解析】
试题分析：假设盘光滑，则小物体与盘将发生相对滑动，不会随着盘一块做匀速圆周运动，小物块受到重力、支持力和静摩擦力三个力，物块做圆周运动所需要的向心力由静摩擦力提供，向心力的方向指向圆心，所以静摩擦力的方向指向圆心．B正确；
考点：考查了向心力
【名师点睛】小物体在水平面上做圆周运动，需要的向心力沿水平方向，而小物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，不可能提供向心力，故只能是盘面对小物体的静摩擦力提供向心力．由向心力的来源确定静摩擦力的方向
7．D
【解析】
【详解】
A、由题意可知，将人的速度沿绳子和垂直于绳方向分解，如图所示，沿绳的速度大小等于货物上升的速度大小，即，随人向右运动逐渐变大，变大，所以货物运动的速度要变大，故选项A错误；
B、末时刻货物的速度大小为，故选项B错误；
C、货物上升，所以货物重力势能增加，故选项C错误；
D、根据能量关系可知，工人拉绳做的功等于货物动能和重力势能的增量之和，即工人拉绳做的功等于，故选项D正确。
8．D
【解析】
【详解】
大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等，据v=ωr，则小齿轮和大齿轮的角速度之比为半径的反比，大齿轮的半径（内径）是小齿轮半径的3倍，所以小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，角速度不同，则转速不同，周期也不同，故ABC错误，D正确；故选D。
【点睛】
解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等。
9．B
【详解】
试题分析：P、Q两点是同轴转动，故角速度相等，即；根据v=ωr可知，因rQ>rP，则，故选B.
考点：角速度和线速度
10．D
【详解】
AB．皮带传动的两轮边缘的线速度相等，即，同一轮上的b、c两点角速度相等，即，由可得，b、c两点的线速度之比为
故a、b、c三点的线速度之比为
由可得，a、b的角速度之比为
故a、b、c三点的角速度之比为
AB错误；
CD．由可得，a、b、c三点的周期之比为
C错误；
D．由可得，a、b、c三点的向心加速度大小之比为
D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．时针运动的周期为T1=12h，分针的周期为T2=1h；秒针运动的周期为T3=60s；故A错误；
B．根据公式
ω==2πn
转速
n∝
故时针尖端的转速最小，分针次之，秒针尖端的转速最大，故B正确；
C．根据公式
ω=
分针与秒针从第1次重合到第2次重合，存在这样的关系
ω1t+2π=ω2t
即
t+2π=t
根据该关系求出所经历的时间
t=min
故秒针每隔分钟与分针相遇一次，故C错误；
D．根据公式
ω=
角速度
ω∝
故分针角速度是时针角速度的12倍，秒针角速度是分针角速度的60倍，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
A．据题意，这是摩擦传递装置，两轮边缘接触部分线速度大小相等，即，故选项A正确；
C．由于两轮半径不相同，据可知A、B两点角速度不相等，故选项C错误；
BD．由于A、C两点在同一轮上，角速度相等，，据可知
，
故BD错误；
故选A。
【点睛】
摩擦传递装置，接触边远部分线速度相等，可以判断A、B两点线速度相等；A、C两点在同一转动轮上，属于同轴转动体，同轴转动体除了转动轴，其他任意两点角速度相等，可以判断A、C两点角速度大小，进而比较B、C两点的线速度大小。
13．D
【解析】
【详解】
匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向是切线方向，时刻改变，故速度是变化的，是变速运动，A错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向不断改变，故加速度也是改变的，是一种变加速运动，B错误；线速度描述了做圆周运动的物体通过弧长的快慢，C错误；角速度描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢，D正确．
14．（1）2m/s；（2）30N；（3）1.0m
【详解】
（1）滑块由A运动到B的过程中，根据动能定理有
代入数据可解得
（2）滑块在B点时，所受合力提供滑块做圆周运动所需要的向心力，则有
解得小滑块受到的支持力大小
（3）小滑块离开B点做平抛运动，根据平抛运动规律得
竖直方向有
水平方向有
代入数据可得，小滑块在水平方向的位移即小滑块落地点与B点的水平距离x=1.0m。
15．大齿轮半径R1、小齿轮半径R2、后轮半径R3
【详解】
脚踏板的线速度为，小齿轮角速度为，后轮与小齿轮角速度相同，则后轮线速度为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置．P是轮盘的一个齿,Q是飞轮上的一个齿．下列说法中正确的是（ ）
A．P、Q两点线速度大小相等
B．P点线速度大于Q点线速度
C．P、Q两点向心加速度大小相等
D．P点向心加速度小于Q点向心加速度
2．下列关于圆周运动的说法中正确的是（ ）
A．作匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心
B．作圆周运动的物体，其加速度可以不指向圆心
C．作圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心
D．作匀速圆周运动的物体，其加速度是不变的
3．如图所示，水星和金星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动。若测得在相同时间内水星、金星转过的角度分别为θ1、θ2（均为锐角），则由此条件可求得水星和金星（ ）
A．质量之比为θ1：θ2
B．绕太阳运动的周期之比为θ2：θ1
C．绕太阳运动的轨道半径之比为：
D．与太阳连线扫过的面积之比为1：1
二、单选题
4．如图，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A，B两盘的半径之比为2∶1。a，b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a轮、b轮半径之比为1∶2，当a，b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为（ ）
A．2∶1 B．4∶1 C．1∶4 D．8∶1
5．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L，当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．圆盘的半径可能为
B．圆盘转动的周期可能为
C．圆盘转动的角速度最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度可能为
6．如图所示，盘上小物体随盘做匀速圆周运动，则对小物体受力分析正确说法是
A．小物体不受摩擦力的作用
B．小物体受摩擦力的作用，且方向指向圆心
C．小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相同
D．小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相反
7．如图所示，某工人利用定滑轮和轻质细绳将货物提升到高处。已知该工人拉着绳的一端从滑轮的正下方h处，水平向右匀速运动，速度大小恒为v，直至轻绳与竖直方向夹角为600。若货物质量为m，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦阻力均不计，则该过程( )
A．货物也是匀速上升
B．末时刻货物的速度大小为0.5v
C．货物重力势能减少mgh
D．工人拉绳做的功等于mv2+mgh
8．科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是()
A．小齿轮和大齿轮转速相同
B．小齿轮和大齿轮周期相同
C．大齿轮边缘的线速度是小齿轮的3倍
D．小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍
9．如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则
A．， B．，
C．， D．，
10．如图所示的皮带转动中小轮半径是大轮半径的一半，a、b分别是小轮和大轮边缘上的点，大轮上c点到轮心O的距离恰好等于，若皮带不打滑，则图中a、b、c三点（ ）
A．线速度之比为 B．角速度之比为
C．转动周期之比为 D．向心加速度大小之比为
11．时钟正常工作时，时针、分针、秒针都在做匀速转动，那么（ ）
A．时针的周期为1h，分针的周期为1min，秒针的周期是1s
B．时针尖端的转速最小，分针次之，秒针尖端的转速最大
C．秒针每隔1min与分针相遇一次
D．秒针的角速度是分针的60倍，分针的角速度是时针的60倍
12．如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。下列说法正确的是（ ）
A．A与B线速度大小相等
B．B与C线速度大小相等
C．A与B角速度大小相等
D．B与C角速度大小相等
13．下列说法正确的是
A．匀速圆周运动是一种匀速运动
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动
C．线速度描述了做圆周运动的物体通过位移的快慢
D．角速度描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢
三、解答题
14．如图所示，半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，底端B距水平地面的高度h=1.25m。一个质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放，忽略空气的阻力。取g=10m/s2。求：
（1）小滑块运动到B点时，速度的大小；
（2）小滑块运动到圆弧轨道底端B点时，小滑块受到的支持力大小FN；
（3）小滑块落地点与B点的水平距离x。
四、填空题
15．自行车是传动装置的典例，假设脚踏板的转速为n转每秒，要知道在这种情况下，自行车前进的速度，还需要测量的物理量有________ （用图中符号表示）；并用这些量导出自行车前进速度的表达式_______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AD
【详解】
Q两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则，根据及，而，可知P点向心加速度小于Q点向心加速度，故AD正确、BC错误。
故选AD。
2．AB
【详解】
由匀速圆周运动得性质可知匀速圆周运动的物体的合力始终指向圆心，且大小不变方向时刻在变化，因此A正确D错误
圆周运动的物体其加速度可分解为指向圆心的向心加速度和与运动方向共线的加速度，因此B正确C错误
3．BC
【详解】
AB．水星和金星作为环绕体，根据可知
可求出周期比
但无法它们求出质量之比，故A错误，B正确。
C．根据开普勒第三定律
可知
选项C正确；
D．因火星和金星沿不同的轨道绕太阳运动，则在相同时间内火星和金星与太阳连线扫过的面积之比不相等，选项D错误。
故选BC。
4．D
【详解】
皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以
va＝vb
a轮、b轮半径之比为1∶2，所以
共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则
根据向心力
F＝mrω2
故选D。
5．D
【详解】
A．飞镖做平抛运动，由题意可知当P点运动到最低点时，飞镖击中P点，飞镖的水平分位移为L，则飞镖击中P点所需要的时间为
由前面的分析可知，飞镖的竖直分位移等于圆盘的直径，则有
可得圆盘的半径为
A错误；
B．由于P点做匀速圆周运动，考虑圆周运动的周期性，P点运动到最低点所需要的时间为
又P点的运动与飞镖的运动具有等时性，则有 ， 则可得
则周期不可能是，选项B错误；
C．根据圆周运动规律有
圆盘转动的角速度为
可知当n=0时，角速度的最小值为，C错误；
D．根据
可得P点随圆盘转动的线速度为
可知当n=2时
则D正确。
故选D。
6．B
【解析】
试题分析：假设盘光滑，则小物体与盘将发生相对滑动，不会随着盘一块做匀速圆周运动，小物块受到重力、支持力和静摩擦力三个力，物块做圆周运动所需要的向心力由静摩擦力提供，向心力的方向指向圆心，所以静摩擦力的方向指向圆心．B正确；
考点：考查了向心力
【名师点睛】小物体在水平面上做圆周运动，需要的向心力沿水平方向，而小物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，不可能提供向心力，故只能是盘面对小物体的静摩擦力提供向心力．由向心力的来源确定静摩擦力的方向
7．D
【解析】
【详解】
A、由题意可知，将人的速度沿绳子和垂直于绳方向分解，如图所示，沿绳的速度大小等于货物上升的速度大小，即，随人向右运动逐渐变大，变大，所以货物运动的速度要变大，故选项A错误；
B、末时刻货物的速度大小为，故选项B错误；
C、货物上升，所以货物重力势能增加，故选项C错误；
D、根据能量关系可知，工人拉绳做的功等于货物动能和重力势能的增量之和，即工人拉绳做的功等于，故选项D正确。
8．D
【解析】
【详解】
大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等，据v=ωr，则小齿轮和大齿轮的角速度之比为半径的反比，大齿轮的半径（内径）是小齿轮半径的3倍，所以小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，角速度不同，则转速不同，周期也不同，故ABC错误，D正确；故选D。
【点睛】
解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等。
9．B
【详解】
试题分析：P、Q两点是同轴转动，故角速度相等，即；根据v=ωr可知，因rQ>rP，则，故选B.
考点：角速度和线速度
10．D
【详解】
AB．皮带传动的两轮边缘的线速度相等，即，同一轮上的b、c两点角速度相等，即，由可得，b、c两点的线速度之比为
故a、b、c三点的线速度之比为
由可得，a、b的角速度之比为
故a、b、c三点的角速度之比为
AB错误；
CD．由可得，a、b、c三点的周期之比为
C错误；
D．由可得，a、b、c三点的向心加速度大小之比为
D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．时针运动的周期为T1=12h，分针的周期为T2=1h；秒针运动的周期为T3=60s；故A错误；
B．根据公式
ω==2πn
转速
n∝
故时针尖端的转速最小，分针次之，秒针尖端的转速最大，故B正确；
C．根据公式
ω=
分针与秒针从第1次重合到第2次重合，存在这样的关系
ω1t+2π=ω2t
即
t+2π=t
根据该关系求出所经历的时间
t=min
故秒针每隔分钟与分针相遇一次，故C错误；
D．根据公式
ω=
角速度
ω∝
故分针角速度是时针角速度的12倍，秒针角速度是分针角速度的60倍，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
A．据题意，这是摩擦传递装置，两轮边缘接触部分线速度大小相等，即，故选项A正确；
C．由于两轮半径不相同，据可知A、B两点角速度不相等，故选项C错误；
BD．由于A、C两点在同一轮上，角速度相等，，据可知
，
故BD错误；
故选A。
【点睛】
摩擦传递装置，接触边远部分线速度相等，可以判断A、B两点线速度相等；A、C两点在同一转动轮上，属于同轴转动体，同轴转动体除了转动轴，其他任意两点角速度相等，可以判断A、C两点角速度大小，进而比较B、C两点的线速度大小。
13．D
【解析】
【详解】
匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向是切线方向，时刻改变，故速度是变化的，是变速运动，A错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向不断改变，故加速度也是改变的，是一种变加速运动，B错误；线速度描述了做圆周运动的物体通过弧长的快慢，C错误；角速度描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢，D正确．
14．（1）2m/s；（2）30N；（3）1.0m
【详解】
（1）滑块由A运动到B的过程中，根据动能定理有
代入数据可解得
（2）滑块在B点时，所受合力提供滑块做圆周运动所需要的向心力，则有
解得小滑块受到的支持力大小
（3）小滑块离开B点做平抛运动，根据平抛运动规律得
竖直方向有
水平方向有
代入数据可得，小滑块在水平方向的位移即小滑块落地点与B点的水平距离x=1.0m。
15．大齿轮半径R1、小齿轮半径R2、后轮半径R3
【详解】
脚踏板的线速度为，小齿轮角速度为，后轮与小齿轮角速度相同，则后轮线速度为
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