人教版必修二高一（下）第五章4.圆周运动强化练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版必修二高一（下）第五章4.圆周运动强化练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 322.5KB | ||
| 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 | 2022-02-01 08:25:40 | ||
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文档简介
人教版 必修二 高一（下 ）第五章 4 .圆周运动 强化练习
一、多选题
1．如图所示，正在水平面内旋转的圆盘上有a、b两点，则（ ）
A．两点的线速度 B．两点的线速度
C．两点的角速度 D．两点的角速度
2．皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度大小相等
B．A点的角速度小于B点的角速度
C．A、B两点的向心加速度大小相等
D．大轮和小轮的周期相同
3．如图所示为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍，、分别为大轮和小轮边缘上的点。在压路机前进时，、两点的（ ）
A．线速度之比为 B．线速度之比为
C．角速度之比为 D．向心加速度之比为
4．如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO′转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO′轴的距离为物块B到OO′轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．B受到的静摩擦力一直增大 B．B受到的静摩擦力是先增大后减小再增大
C．A受到的静摩擦力是先增大后减小 D．A受到的合外力一直在增大
5．匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、半径R之间的关系，正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一小物块以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径r＝1m，则下列说法正确的是( )
A．小球运动的角速度为2rad/s
B．小球做圆周运动的周期为πs
C．小球做圆周运动的转速为30r/min
D．小球在πs内通过的路程为零
7．如图所示，两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出，落在地面上的位置分别是A、B，O′是O在地面上的竖直投影，且O′A∶AB＝1∶3．若不计空气阻力，则两小球 （ ）
A．抛出的初速度大小之比为4∶1
B．下落时间之比为1∶1
C．落地速度大小之比为1∶4
D．落地速度与水平地面夹角的正切值之比为4∶1
8．如图所示，两个皮带轮通过皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），大轮径是小轮半径的2倍，A、B分别是大小轮轮缘上的一点现比较A、B两点线速度v、角速度ω、周期T和向心加速度a之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、单选题
9．关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动，变速运动一定是曲线运动
B．做曲线运动的物体所受的合力一定变化，且合力可以为零
C．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D．受恒力作用的物体可能做曲线运动
10．A、B两个质点分别作匀速圆周运动，若在相等时间内，转过的圆心角之比为通过的弧长之比为 则（ ）
A．它们角速度之比为
B．它们的线速度之比为
C．它们周期之比为
D．它们的向心加速度之比为
11．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长比1∶2，半径比rA：rB=2∶1。则下列说法中正确的是（ ）
A．它们的线速度比vA：vB=1∶2 B．它们的线速度比vA：vB=2∶1
C．它们的角速度比ωA：ωB=1∶2 D．它们的角速度比ωA：ωB=1∶1
12．如图所示，a、b是固定在地球表面的两个质点，由于地球的自转，它们都绕地轴作圆周运动。将地球视为球体，比较a、b两质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．角速度不同 B．线速度相同 C．线速度的大小相同 D．转速相同
13．地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸。道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．C点加速度大小一直在变 B．B点的加速度不变
C．C点的运动轨迹为一条直线 D．AB杆上各点的角速度均相等
三、解答题
14．如图所示，足够长的光滑水平台面MN距地面高，平台右端紧接长度L＝1.6m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=2kg、mB=1kg，滑块之间压着一条轻弹簧（但不与两滑块栓接）并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向N运动，并在静止的传送带上滑行距离S=0.9m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，，求
（1）细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；
（2）若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；
（3）若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移与的大小的关系？（传送带两端的轮子半径足够小）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【详解】
本题主要考查线速度、角速度。共轴转动的点，角速度大小相等，根据比较各点的线速度大小。
a、b共轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，a点的线速度大于b点的线速度，故BC正确，AD错误；
故选BC。
2．AB
【详解】
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正确；根据公式v=ωr，v一定时，角速度与半径成反比，故A点的角速度小于B点的角速度．故B正确；根据a=ωv可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C错误．根据可知，大轮的周期大于小轮的周期，选项D错误；故选AB．
【点睛】
本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr、a=ωv列式求解，基础题目．
3．AD
【详解】
AB．压路机前进时，其轮子边缘上的点参与两个分运动，即绕轴心的转动和随着车的运动；与地面接触点速度为零，故、两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小，故、两点的线速度之比
故选项A正确，B错误；
C．、两点的线速度之比，根据公式可知，线速度相等时角速度与半径成反比，故、两点的角速度之比
选项C错误；
D．由可知，、两点的向心加速度之比
故选项D正确。
故选AD。
4．BD
【详解】
ABC．开始角速度较小时，两物体均靠静摩擦力提供向心力，角速度增大，静摩擦力增大，根据
f=mrω2
知
随着角速度的增大，A先达到最大静摩擦力，A先使绳子产生拉力的，所以当绳子刚好产生拉力时，B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，随着角速度的增大，对B，拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，则B的静摩擦力会减小，然后反向增大．对A，拉力和最大静摩擦共同提供向心力，角速度增大，静摩擦力不变．可知A的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变，B的静摩擦力先增大后减小，再增大．故B正确，AC错误；
D．根据向心力公式
在发生相对滑动前物体的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物体的合力，故D正确。
故选BD。
5．CD
【详解】
线速度的定义式为
而角速度为
所以
v=Rω，
故AB错误，CD正确。
故选CD。
6．AB
【详解】
A．依据a=ω2r，物块运动的角速度
故A正确；
B．周期
故B正确；
C．质点运动的周期为πs，所以在t=1min内小球转过的圈数
C错误；
D．小球在πs转动一周，所以小球在πs内通过的路程为
s=2πr=2πm
故D错误．
故选AB．
7．BD
【详解】
A、根据知，高度相同，则平抛运动下落的时间相同，因为，则水平位移之比为，可知初速度大小之比为，故A错误，B正确；
C、根据知，下降的高度相同，则落地时的竖直分速度相等，由于初速度之比为，根据平行四边形定则无法求出落地的速度大小之比，故C错误；
D、根据平行四边形定则知，，由于竖直分速度相等，初速度之比为，则落地速度与水平面夹角的正切值为，故D正确．
点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
8．BD
【详解】
AB．A、B两点靠皮带传送，线速度相等，所以有
根据
知
故B正确，A错误；
C．根据
知
故C错误；
D．根据
可知
故D正确。
故选BD。
9．D
【解析】
【详解】
A. 曲线运动中速度的方向始终变化，所以曲线运动一定是变速运动，而变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动．故A错误；
B.因为曲线运动一定是变速运动，所以一定有加速度，合力不可能为零；且合外力可以是不变的，如平抛运动，故B错误．
C.匀速圆周运动因为合外力提供向心力，始终指向圆心，所以曲线运动合外力方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，故C错误．
D. 受恒力作用的物体可能做曲线运动，如平抛运动，故D正确．
10．B
【解析】
通过的圆心角之比θA：θB=3：2，根据公式，角速度之比为3：2，故A错误；两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为SA：SB=4：3，根据公式公式：，线速度之比为vA：vB=4：3，故B正确；由根据公式，周期之比为TA：TB=2：3，故C错误；根据an=ωv，可知aA：aB=2：1，故D错误．所以B正确，ACD错误．
11．A
【详解】
AB．由题意，A、B两个质点在相等时间内它们通过的弧长比，由线速度的定义式（l弧长，t为时间）可知A、B两个质点的线速度之比为
故A正确，B错误；
CD．它们的角速度之比
故CD错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．a、b两点共轴，角速度相同，A错误；
D．根据
转速相同，D正确；
CD．由公式
得，b处物体的线速度大，BC错误。
故选D。
13．D
【详解】
A．转动杆AB绕A点匀速转动过程中，横杆BC始终保持水平，BC两个端点相对静止，因此C端点做匀速圆周运动，加速度大小不变，A错误；
B．B点做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向指向圆心，时刻改变，B错误；
C．根据前面选项分析，C点做匀速圆周运动，C错误；
D．根据前面选项分析，转动杆AB上各点属于共轴传动，角速度相等，D正确。
故选D。
14．（1）（2）（3）或
【详解】
（1）设A、B与弹簧分离瞬间的速度分别为、,则：
细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能
解得：，，
（2）滑块A在皮带上向右减速到0后向左加速到与传送带共速，之后随传送带向左离开，设相对滑动时间为：
在相对滑动过程中产生的摩擦热
由以上各式得：
（3）设A平抛初速度为，平抛时间为，则：
，
若传送带A顺时针运动的速度达到某一临界值，滑块A将向右一直加速，直到平抛时初速度恰为，则
，
讨论：
（Ⅰ）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上与传送带相对滑动后，能与传送带保持共同速度，平抛初速度等于，水平射程；
（Ⅱ）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上向右一直加速运动，平抛初速度等于，水平射程．
点睛：解决本题的关键是要理清物体的运动过程，把握隐含的临界条件，把握每个过程的物理规律，要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律．
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，正在水平面内旋转的圆盘上有a、b两点，则（ ）
A．两点的线速度 B．两点的线速度
C．两点的角速度 D．两点的角速度
2．皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度大小相等
B．A点的角速度小于B点的角速度
C．A、B两点的向心加速度大小相等
D．大轮和小轮的周期相同
3．如图所示为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍，、分别为大轮和小轮边缘上的点。在压路机前进时，、两点的（ ）
A．线速度之比为 B．线速度之比为
C．角速度之比为 D．向心加速度之比为
4．如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO′转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO′轴的距离为物块B到OO′轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．B受到的静摩擦力一直增大 B．B受到的静摩擦力是先增大后减小再增大
C．A受到的静摩擦力是先增大后减小 D．A受到的合外力一直在增大
5．匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、半径R之间的关系，正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一小物块以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径r＝1m，则下列说法正确的是( )
A．小球运动的角速度为2rad/s
B．小球做圆周运动的周期为πs
C．小球做圆周运动的转速为30r/min
D．小球在πs内通过的路程为零
7．如图所示，两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出，落在地面上的位置分别是A、B，O′是O在地面上的竖直投影，且O′A∶AB＝1∶3．若不计空气阻力，则两小球 （ ）
A．抛出的初速度大小之比为4∶1
B．下落时间之比为1∶1
C．落地速度大小之比为1∶4
D．落地速度与水平地面夹角的正切值之比为4∶1
8．如图所示，两个皮带轮通过皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），大轮径是小轮半径的2倍，A、B分别是大小轮轮缘上的一点现比较A、B两点线速度v、角速度ω、周期T和向心加速度a之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、单选题
9．关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动，变速运动一定是曲线运动
B．做曲线运动的物体所受的合力一定变化，且合力可以为零
C．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D．受恒力作用的物体可能做曲线运动
10．A、B两个质点分别作匀速圆周运动，若在相等时间内，转过的圆心角之比为通过的弧长之比为 则（ ）
A．它们角速度之比为
B．它们的线速度之比为
C．它们周期之比为
D．它们的向心加速度之比为
11．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长比1∶2，半径比rA：rB=2∶1。则下列说法中正确的是（ ）
A．它们的线速度比vA：vB=1∶2 B．它们的线速度比vA：vB=2∶1
C．它们的角速度比ωA：ωB=1∶2 D．它们的角速度比ωA：ωB=1∶1
12．如图所示，a、b是固定在地球表面的两个质点，由于地球的自转，它们都绕地轴作圆周运动。将地球视为球体，比较a、b两质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．角速度不同 B．线速度相同 C．线速度的大小相同 D．转速相同
13．地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸。道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．C点加速度大小一直在变 B．B点的加速度不变
C．C点的运动轨迹为一条直线 D．AB杆上各点的角速度均相等
三、解答题
14．如图所示，足够长的光滑水平台面MN距地面高，平台右端紧接长度L＝1.6m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=2kg、mB=1kg，滑块之间压着一条轻弹簧（但不与两滑块栓接）并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向N运动，并在静止的传送带上滑行距离S=0.9m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，，求
（1）细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；
（2）若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；
（3）若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移与的大小的关系？（传送带两端的轮子半径足够小）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【详解】
本题主要考查线速度、角速度。共轴转动的点，角速度大小相等，根据比较各点的线速度大小。
a、b共轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，a点的线速度大于b点的线速度，故BC正确，AD错误；
故选BC。
2．AB
【详解】
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正确；根据公式v=ωr，v一定时，角速度与半径成反比，故A点的角速度小于B点的角速度．故B正确；根据a=ωv可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C错误．根据可知，大轮的周期大于小轮的周期，选项D错误；故选AB．
【点睛】
本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr、a=ωv列式求解，基础题目．
3．AD
【详解】
AB．压路机前进时，其轮子边缘上的点参与两个分运动，即绕轴心的转动和随着车的运动；与地面接触点速度为零，故、两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小，故、两点的线速度之比
故选项A正确，B错误；
C．、两点的线速度之比，根据公式可知，线速度相等时角速度与半径成反比，故、两点的角速度之比
选项C错误；
D．由可知，、两点的向心加速度之比
故选项D正确。
故选AD。
4．BD
【详解】
ABC．开始角速度较小时，两物体均靠静摩擦力提供向心力，角速度增大，静摩擦力增大，根据
f=mrω2
知
随着角速度的增大，A先达到最大静摩擦力，A先使绳子产生拉力的，所以当绳子刚好产生拉力时，B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，随着角速度的增大，对B，拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，则B的静摩擦力会减小，然后反向增大．对A，拉力和最大静摩擦共同提供向心力，角速度增大，静摩擦力不变．可知A的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变，B的静摩擦力先增大后减小，再增大．故B正确，AC错误；
D．根据向心力公式
在发生相对滑动前物体的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物体的合力，故D正确。
故选BD。
5．CD
【详解】
线速度的定义式为
而角速度为
所以
v=Rω，
故AB错误，CD正确。
故选CD。
6．AB
【详解】
A．依据a=ω2r，物块运动的角速度
故A正确；
B．周期
故B正确；
C．质点运动的周期为πs，所以在t=1min内小球转过的圈数
C错误；
D．小球在πs转动一周，所以小球在πs内通过的路程为
s=2πr=2πm
故D错误．
故选AB．
7．BD
【详解】
A、根据知，高度相同，则平抛运动下落的时间相同，因为，则水平位移之比为，可知初速度大小之比为，故A错误，B正确；
C、根据知，下降的高度相同，则落地时的竖直分速度相等，由于初速度之比为，根据平行四边形定则无法求出落地的速度大小之比，故C错误；
D、根据平行四边形定则知，，由于竖直分速度相等，初速度之比为，则落地速度与水平面夹角的正切值为，故D正确．
点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
8．BD
【详解】
AB．A、B两点靠皮带传送，线速度相等，所以有
根据
知
故B正确，A错误；
C．根据
知
故C错误；
D．根据
可知
故D正确。
故选BD。
9．D
【解析】
【详解】
A. 曲线运动中速度的方向始终变化，所以曲线运动一定是变速运动，而变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动．故A错误；
B.因为曲线运动一定是变速运动，所以一定有加速度，合力不可能为零；且合外力可以是不变的，如平抛运动，故B错误．
C.匀速圆周运动因为合外力提供向心力，始终指向圆心，所以曲线运动合外力方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，故C错误．
D. 受恒力作用的物体可能做曲线运动，如平抛运动，故D正确．
10．B
【解析】
通过的圆心角之比θA：θB=3：2，根据公式，角速度之比为3：2，故A错误；两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为SA：SB=4：3，根据公式公式：，线速度之比为vA：vB=4：3，故B正确；由根据公式，周期之比为TA：TB=2：3，故C错误；根据an=ωv，可知aA：aB=2：1，故D错误．所以B正确，ACD错误．
11．A
【详解】
AB．由题意，A、B两个质点在相等时间内它们通过的弧长比，由线速度的定义式（l弧长，t为时间）可知A、B两个质点的线速度之比为
故A正确，B错误；
CD．它们的角速度之比
故CD错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．a、b两点共轴，角速度相同，A错误；
D．根据
转速相同，D正确；
CD．由公式
得，b处物体的线速度大，BC错误。
故选D。
13．D
【详解】
A．转动杆AB绕A点匀速转动过程中，横杆BC始终保持水平，BC两个端点相对静止，因此C端点做匀速圆周运动，加速度大小不变，A错误；
B．B点做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向指向圆心，时刻改变，B错误；
C．根据前面选项分析，C点做匀速圆周运动，C错误；
D．根据前面选项分析，转动杆AB上各点属于共轴传动，角速度相等，D正确。
故选D。
14．（1）（2）（3）或
【详解】
（1）设A、B与弹簧分离瞬间的速度分别为、,则：
细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能
解得：，，
（2）滑块A在皮带上向右减速到0后向左加速到与传送带共速，之后随传送带向左离开，设相对滑动时间为：
在相对滑动过程中产生的摩擦热
由以上各式得：
（3）设A平抛初速度为，平抛时间为，则：
，
若传送带A顺时针运动的速度达到某一临界值，滑块A将向右一直加速，直到平抛时初速度恰为，则
，
讨论：
（Ⅰ）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上与传送带相对滑动后，能与传送带保持共同速度，平抛初速度等于，水平射程；
（Ⅱ）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上向右一直加速运动，平抛初速度等于，水平射程．
点睛：解决本题的关键是要理清物体的运动过程，把握隐含的临界条件，把握每个过程的物理规律，要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页