5.4 圆周运动 同步练习(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 5.4 圆周运动 同步练习(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 168.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 07:23:16 | ||
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文档简介
必修二 5.4 圆周运动 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是
A. 由于匀速圆周运动的速度大小不变，所以是匀速运动
B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力恒定
C. 一个物体做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的位移相同
D. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等
2. 如图所示为一种常见的皮带传动装置的示意图，皮带传动后无打滑现象。已知 、 、 三点的半径 ，，，则 、 、 三点
A. 线速度之比为 B. 角速度之比为
C. 向心加速度之比为 D. 转动周期之比为
3. 如图所示为质点 、 做匀速圆周运动的向心加速度随半径化的图线。表示质点 的图线是双曲线，表示质点 的图线是过原点的一条直线。由图线可知
A. 质点 的线速度大小不变 B. 质点 的角速度大小不变
C. 质点 的角速度随半径变化 D. 以上说法都不对
4. 如图所示是自行车传动装置的示意图，其中 是半径为 的大齿轮， 是半径为 的小齿轮， 是半径为 的后轮，假设脚踏板的转速为 ，则自行车前进的速度为
A. B. C. D.
5. 以下关于质点做匀速圆周运动的说法，正确的是
A. 因为 ，所以向心加速度与旋转半径成反比
B. 因为 ，所以向心加速度与旋转半径成正比
C. 因为 ，所以角速度与旋转半径成反比
D. 因为 ，所以角速度与转速成正比
6. 某机器内两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘 、 ， 盘固定一个信号发射装置 ，能持续沿半径向外发射红外线， 到圆心的距离为 。 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置 ， 到圆心的距离为 。 、 转动的线速度相同，都是 。当 、 正对时， 发出的红外线恰好进入 的接收窗口，如图所示，则 每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值应为
A. B. C. D.
7. 如图所示， 、 、 为传动轮边缘上的三点， 、 所在的两轮固定在同一轴上。转动过程中，传动带不打滑， 、 、 三点做半径分别为 、 、 的圆周运动，且 ，则 、 、 三点的角速度 和线速度 的大小关系是
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
8. 如图为一种“滚轮-平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速 、从动轴的转速 、滚轮半径 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离 之间的关系是
A. B. C. D.
9. 如图，三个质点 、 、 质量分别为 、 、 （ ， ）。在 的万有引力作用下， 、 在同一平面内绕 沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比 ；从图示位置开始，在 运动一周的过程中，则
A. 、 距离最近的次数为 次
B. 、 、 共线的次数为
C. 、 、 共线的次数为
D. 、 距离最近的次数为 次
10. 如图是自行车传动机构的示意图，其中 Ⅰ 是半径为 的大齿轮，Ⅱ是半径为 的小齿轮，Ⅲ 是半径为 的后轮，假设脚踏板的转速为 ，则自行车前进的速度为
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共22分）
11. 家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆， 、 为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以 的转速匀速转动，则扇区 的线速度 扇区 的线速度（选填“大于”或“小于”）；扇区 的角速度等于 。
12. 一钟表的分针长 ，估算分针的角速度为 ，分针尖端的线速度大小为 。
13. 、 两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比 ，而转过的角度之比 ，则它们运动的线速度之比 ；角速度之比 ，周期之比 ，半径之比 。
14. 如图所示的传动装置中， 、 两轮固定在一起绕同一转轴转动， 、 两轮用皮带传动，三轮半径关系为 ，若皮带不打滑，则 、 、 轮边缘的 、 、 三点的角速度之比为 ，线速度之比为 。
15. 如图所示，直径为 的纸质圆筒，以角速度 绕轴 匀速转动，枪口对准圆筒上的 点，沿直径方向发射一颗子弹，在圆筒旋转不到半周的时间内，子弹从圆筒上的 点穿出，已知 和 之间的夹角为 ，则子弹的速度 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 如图所示的传动装置中， 、 两轮固定在一起绕同一轴转动， 、 两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是 。若皮带不打滑，求 、 、 三轮边缘上 、 、 三点的角速度之比和线速度之比.
17. 图所示为皮带传动装置，皮带轮为 、 ，当皮带轮匀速转动时，皮带与皮带轮之间不打滑，求 、 、 三点的角速度之比、线速度之比、周期之比。
18. 如图是测定气体分子速率的装置图，全部放在高真空容器中， 、 是两圆盘，绕一共同轴以相同角速度转动，两盘相距 ，盘上各开一很窄细缝，两盘细缝间成 夹角，要使速度 的分子能垂直通过两盘的细缝，求圆盘转速．
19. 直径为 的纸筒以角速度 绕轴 匀速转动，从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下 、 两个弹孔，已知半径 和 的夹角为 ，求子弹的速度大小。
答案
第一部分
1. D
【解析】匀速圆周运动受指向圆心的向心力，有变化的加速度，故匀速圆周运动一定是变速运动，故A错误；
做匀速圆周运动的物体，所受的合外力方向始终指向圆心，是变力，故B错误；
位移是矢量，在相等时间内位移大小相等，但方向不同，故C错误；
做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等，故D正确．故选D.
2. C
3. A
4. D
【解析】因为要计算自行车前进的速度，即车轮 边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮 和轮 边缘上的线速度的大小相等，据 可知：，已知 ，则轮 的角速度 ，因为轮 和轮 共轴，所以转动的角速度相等即 ，根据 可知，。
5. D
【解析】（2014 山东枣庄检测）
只有线速度 一定时， 才与 成反比，A 错误；
只有 一定时， 才与 成正比，B 错误；
只有 一定时， 才与 成反比，C 错误；
由 知 与 成正比，D 正确。
6. A
【解析】据公式 可求出 、 转动的周期分别为 和 ，根据题意，只有当 、 同时转到题图所示位置时， 才能接收到红外线信号，所以所求的最小时间应该是它们转动周期的最小公倍数，即 ，所以选项 A 正确。
7. D
8. A
【解析】滚轮边缘的线速度大小为 ，滚轮与主动轮接触处的线速度大小 。根据 ，得 ，解得 。
9. B
【解析】AD、设每隔时间 ， 、 相距最近，则 ，所以
故 运动一周的过程中， 、 相距最近的次数为：
即 、 距离最近的次数为 次，故 AD 均错误。
BC、设每隔时间 ， 、 共线一次，则 ，所以 ；
故 运动一周的过程中， 、 、 共线的次数为：．
故 、 、 共线的次数为 ，故B正确、C错误。
10. D
【解析】转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为 ，所以 ，因为要测量自行车前进的速度，即车轮 III 边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮 I 和轮 II 边缘上的线速度的大小相等，据 可知：，已知 ，则轮 II 的角速度 。
因为轮 II 和轮 III共轴，所以转动的 相等即 ，根据 可知，。
第二部分
11. 大于；或
12. ；
13. ；；；
14. ；
【解析】 、 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则 、 两轮边缘的线速度大小相等，即 或
由 得
、 两轮固定在一起绕同一轴转动，则 、 两轮的角速度相同，即
或
由 得
由 得
由 得
15.
第三部分
16. ；
【解析】 、 两点比较：
由 得：
、 两点比较
由 得：
所以
17. ；；
【解析】由题意可知， 、 两点在同一皮带轮上，因此 ，又皮带不打滑，所以 ，故可得
，
所以 。
又
所以 ，
。
18. ，
19.
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是
A. 由于匀速圆周运动的速度大小不变，所以是匀速运动
B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力恒定
C. 一个物体做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的位移相同
D. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等
2. 如图所示为一种常见的皮带传动装置的示意图，皮带传动后无打滑现象。已知 、 、 三点的半径 ，，，则 、 、 三点
A. 线速度之比为 B. 角速度之比为
C. 向心加速度之比为 D. 转动周期之比为
3. 如图所示为质点 、 做匀速圆周运动的向心加速度随半径化的图线。表示质点 的图线是双曲线，表示质点 的图线是过原点的一条直线。由图线可知
A. 质点 的线速度大小不变 B. 质点 的角速度大小不变
C. 质点 的角速度随半径变化 D. 以上说法都不对
4. 如图所示是自行车传动装置的示意图，其中 是半径为 的大齿轮， 是半径为 的小齿轮， 是半径为 的后轮，假设脚踏板的转速为 ，则自行车前进的速度为
A. B. C. D.
5. 以下关于质点做匀速圆周运动的说法，正确的是
A. 因为 ，所以向心加速度与旋转半径成反比
B. 因为 ，所以向心加速度与旋转半径成正比
C. 因为 ，所以角速度与旋转半径成反比
D. 因为 ，所以角速度与转速成正比
6. 某机器内两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘 、 ， 盘固定一个信号发射装置 ，能持续沿半径向外发射红外线， 到圆心的距离为 。 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置 ， 到圆心的距离为 。 、 转动的线速度相同，都是 。当 、 正对时， 发出的红外线恰好进入 的接收窗口，如图所示，则 每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值应为
A. B. C. D.
7. 如图所示， 、 、 为传动轮边缘上的三点， 、 所在的两轮固定在同一轴上。转动过程中，传动带不打滑， 、 、 三点做半径分别为 、 、 的圆周运动，且 ，则 、 、 三点的角速度 和线速度 的大小关系是
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
8. 如图为一种“滚轮-平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速 、从动轴的转速 、滚轮半径 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离 之间的关系是
A. B. C. D.
9. 如图，三个质点 、 、 质量分别为 、 、 （ ， ）。在 的万有引力作用下， 、 在同一平面内绕 沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比 ；从图示位置开始，在 运动一周的过程中，则
A. 、 距离最近的次数为 次
B. 、 、 共线的次数为
C. 、 、 共线的次数为
D. 、 距离最近的次数为 次
10. 如图是自行车传动机构的示意图，其中 Ⅰ 是半径为 的大齿轮，Ⅱ是半径为 的小齿轮，Ⅲ 是半径为 的后轮，假设脚踏板的转速为 ，则自行车前进的速度为
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共22分）
11. 家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆， 、 为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以 的转速匀速转动，则扇区 的线速度 扇区 的线速度（选填“大于”或“小于”）；扇区 的角速度等于 。
12. 一钟表的分针长 ，估算分针的角速度为 ，分针尖端的线速度大小为 。
13. 、 两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比 ，而转过的角度之比 ，则它们运动的线速度之比 ；角速度之比 ，周期之比 ，半径之比 。
14. 如图所示的传动装置中， 、 两轮固定在一起绕同一转轴转动， 、 两轮用皮带传动，三轮半径关系为 ，若皮带不打滑，则 、 、 轮边缘的 、 、 三点的角速度之比为 ，线速度之比为 。
15. 如图所示，直径为 的纸质圆筒，以角速度 绕轴 匀速转动，枪口对准圆筒上的 点，沿直径方向发射一颗子弹，在圆筒旋转不到半周的时间内，子弹从圆筒上的 点穿出，已知 和 之间的夹角为 ，则子弹的速度 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 如图所示的传动装置中， 、 两轮固定在一起绕同一轴转动， 、 两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是 。若皮带不打滑，求 、 、 三轮边缘上 、 、 三点的角速度之比和线速度之比.
17. 图所示为皮带传动装置，皮带轮为 、 ，当皮带轮匀速转动时，皮带与皮带轮之间不打滑，求 、 、 三点的角速度之比、线速度之比、周期之比。
18. 如图是测定气体分子速率的装置图，全部放在高真空容器中， 、 是两圆盘，绕一共同轴以相同角速度转动，两盘相距 ，盘上各开一很窄细缝，两盘细缝间成 夹角，要使速度 的分子能垂直通过两盘的细缝，求圆盘转速．
19. 直径为 的纸筒以角速度 绕轴 匀速转动，从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下 、 两个弹孔，已知半径 和 的夹角为 ，求子弹的速度大小。
答案
第一部分
1. D
【解析】匀速圆周运动受指向圆心的向心力，有变化的加速度，故匀速圆周运动一定是变速运动，故A错误；
做匀速圆周运动的物体，所受的合外力方向始终指向圆心，是变力，故B错误；
位移是矢量，在相等时间内位移大小相等，但方向不同，故C错误；
做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等，故D正确．故选D.
2. C
3. A
4. D
【解析】因为要计算自行车前进的速度，即车轮 边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮 和轮 边缘上的线速度的大小相等，据 可知：，已知 ，则轮 的角速度 ，因为轮 和轮 共轴，所以转动的角速度相等即 ，根据 可知，。
5. D
【解析】（2014 山东枣庄检测）
只有线速度 一定时， 才与 成反比，A 错误；
只有 一定时， 才与 成正比，B 错误；
只有 一定时， 才与 成反比，C 错误；
由 知 与 成正比，D 正确。
6. A
【解析】据公式 可求出 、 转动的周期分别为 和 ，根据题意，只有当 、 同时转到题图所示位置时， 才能接收到红外线信号，所以所求的最小时间应该是它们转动周期的最小公倍数，即 ，所以选项 A 正确。
7. D
8. A
【解析】滚轮边缘的线速度大小为 ，滚轮与主动轮接触处的线速度大小 。根据 ，得 ，解得 。
9. B
【解析】AD、设每隔时间 ， 、 相距最近，则 ，所以
故 运动一周的过程中， 、 相距最近的次数为：
即 、 距离最近的次数为 次，故 AD 均错误。
BC、设每隔时间 ， 、 共线一次，则 ，所以 ；
故 运动一周的过程中， 、 、 共线的次数为：．
故 、 、 共线的次数为 ，故B正确、C错误。
10. D
【解析】转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为 ，所以 ，因为要测量自行车前进的速度，即车轮 III 边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮 I 和轮 II 边缘上的线速度的大小相等，据 可知：，已知 ，则轮 II 的角速度 。
因为轮 II 和轮 III共轴，所以转动的 相等即 ，根据 可知，。
第二部分
11. 大于；或
12. ；
13. ；；；
14. ；
【解析】 、 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则 、 两轮边缘的线速度大小相等，即 或
由 得
、 两轮固定在一起绕同一轴转动，则 、 两轮的角速度相同，即
或
由 得
由 得
由 得
15.
第三部分
16. ；
【解析】 、 两点比较：
由 得：
、 两点比较
由 得：
所以
17. ；；
【解析】由题意可知， 、 两点在同一皮带轮上，因此 ，又皮带不打滑，所以 ，故可得
，
所以 。
又
所以 ，
。
18. ，
19.
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