6.1圆周运动练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.1圆周运动练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 132.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-10 08:23:59 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修二第五章第一节圆周运动练习
一、单选题
1．下列关于运动的描述中，正确的是( )
A．平抛运动是匀变速运动
B．圆周运动是加速度大小不变的运动
C．匀速圆周运动的合力是恒力
D．匀速圆周运动是速度不变的运动
2．下列几种运动，运动状态发生变化的是（ ）
A．汽车沿着有一定倾角的公路（直线）匀速前进
B．火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进
C．气球被风刮着沿水平方向向正东匀速飘移
D．降落伞与伞兵一起斜向下匀速降落
3．如图所示为两个用摩擦传动的轮子，A为主动轮，已知A、B轮的半径比为R1：R2=1：2，C点离圆心的距离为 ，轮子A和B通过摩擦的传动不打滑，则在两轮子做匀速圆周运动的过程中，以下关于两轮缘上A、B点及C点的线速度大小V、角速度大小ω、转速n之间关系的判断中正确的是（ ）
A．VA=2VB B．ωA=ωC C．ωA=2ωB D．nB=2nA
4．如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为 的细直杆可绕 在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线 处到达直杆处的时间为 ，自动识别系统的反应时间为 ；汽车可看成高 的长方体，其左侧面底边在 直线上，且 到汽车左侧面的距离为 ，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（ ）
A． B． C． D．
5．自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度 自行车的部分构造如图所示，下列有关说法中不正确的是()
A．自行车骑行时，后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等
B．自行车拐弯时，前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等
C．自行车上坡时，理论上采用中轴链轮最小挡，飞轮最大挡
D．自行车骑行时，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等
二、多选题
6．关于质点做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速度和速度都变化，但物体所受合力不变
B．合外力方向不一定垂直于速度方向，且不一定指向圆心
C．匀速圆周运动是匀变速运动，其加速度恒定不变
D．匀速圆周运动不是匀速运动，合外力方向一定指向圆心
7．甲、乙两个物体分别放在温州和北京，它们随地球一起转动时，下面说法正确的是( )
A．甲和乙的周期相等 B．甲的转速大，乙的转速小
C．甲和乙的线速度大小相等 D．甲的线速度大，乙的线速度小
8．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rA＝rC＝2rB，若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为( )
A．角速度之比1∶2∶2 B．角速度之比1∶1∶2
C．线速度之比1∶2∶2 D．线速度之比1∶1∶2
9．明代出版的《天工开物》一书中就有“牛力齿轮翻车”的图画(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧．若A、B、C分别为三个齿轮边缘上的一点，三齿轮半径的大小关系如图(rA>rB>rC)，则 （ ）
A．线速度vA=vB>vC B．线速度vA< vB= vC
C．角速度ωA<ωB=ωC D．角速度ωA=ωB >ωC
三、解答题
10．一个轮子绕它的中心轴匀速转动，每隔0.1s，轮子转过30°角.求每分钟轮子转过的圈数.如果轮上一点A的向心加速度的值是8m/s2,求A点的线速度.
11．测定气体分子速率的部分装置如图所示，放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25转/秒匀速转动．两盘相距L＝20厘米，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成60°的夹角．已知气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，求气体分子的最大速率。
12．如图所示，直径为d的圆筒绕中心轴做匀速圆周运动，枪口发射的子弹速度为v，并沿直径匀速穿过圆筒，若子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔，则圆筒运动的角速度为多少？
13．如图所示,一大轮通过皮带带动小轮转动,皮带和两轮之间无滑动。大轮的半径是小轮的2倍,大轮上的一点S与转动轴的距离是半径的 。当大轮边缘上P点的向心加速度是12m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【分析】平抛运动只受到重力作用，合力恒定，所以加速度恒定，故为匀变速直线运动，A正确，
圆周运动的向心加速度时时刻刻指向圆心，切向加速度时时刻刻指向切线方向，所以加速度在变化，B错误，
匀速圆周运动的合力充当向心力，时时刻刻指向圆心，方向在变化，C错误，
匀速圆周运动是速度大小不变，方向在变的运动，D错误，
故选A
【点评】本题关键明确平抛运动与匀速圆周运动的运动性质，特别是要有矢量的意识，匀速圆周运动中向心力和线速度都是方向变化、大小不变，都是变量。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、汽车沿着有一定倾角的公路（直线）匀速前进，速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故A错误；
B、火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进，是曲线运动，速度方向是切线方向，时刻改变，故运动状态时刻改变，故B正确；
C、气球被风刮着沿水平方向向正东匀速飘移，是匀速直线运动，故速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故C错误；
D、降落伞与伞兵一起斜向下匀速降落，是匀速直线运动，故速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故D错误；
故选B．
【分析】状态与时刻对应，过程与时间间隔对应，故运动状态用瞬时速度描述，速度是矢量，大小或方向的变化都是速度发生变化．
3．【答案】C
【解析】【解答】解：A、点A与点B是同缘传动的边缘点，线速度相等，故vA=vB，故A错误；
C、由于vA=vB，根据公式v=rω，有： ；即ωA=2ωB，故C正确；
D、由于n=f= = ，故转速与角速度成正比，由于ωA=2ωB，故nA=2nB，故D错误；
B、点B与点C是同轴传动，角速度相等；又由于ωA=2ωB，故ωA=2ωC，故B错误；
故选：C．
【分析】共轴转动的点，角速度大小相等，靠摩擦传动轮子边缘上的点线速度大小相等，结合v=rω，n=f= 求出线速度、角速度、转速之间的关系．
4．【答案】D
【解析】【解答】由题意可知，在3.3s-0.3s=3.0s的时间内，横杆的距离O点0.6m的点至少要抬高1.6m-1.0m=0.6m，即横杆至少转过 ，则角速度
故答案为：D。
【分析】利用横杆上升的高度可以求出横杆转动的角度，结合转动的时间可以求出角速度的大小。
5．【答案】B
【解析】【解答】后轮与飞轮同轴转动，两者角速度相等，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘同一条链相连，线速度相等，AD不符合题意；上坡时需要省力，所以要采用中轴链轮最小挡，飞轮最大档，C不符合题意；自行车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速度大小不一定相等，B错误，符合题意．
故答案为：B
【分析】在自行车传动装置中，同轴转动各点角速度相同，而同一链条相连两轮边缘各点线速度相等；运动中，当自行车作直线运动时，前后轮边缘的线速度大小一定相等，但在自行车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速度大小不一定相等；自行车上坡时，为达到省力效果，要采用中轴链轮最小挡，飞轮最大档。
6．【答案】B,D
【解析】【解答】圆周运动的速度方向和加速度的方向都变化，合力的方向也在变化，A不符合题意；匀速圆周运动的合外力指向圆心，变速圆周运动的合外力不指向圆心，B符合题意；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向时刻改变，C不符合题意；匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，合外力的方向指向圆心，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】圆周运动需向心力，向心力指向圆心，匀速圆周运动由合力提供向心力，合力一定指向圆心，变速圆周运动不一定。
7．【答案】A,D
【解析】【解答】甲、乙两个物体随地球一起转动时它们的周期相同，角速度和转速均相同；由于甲的转动半径大于乙的转动半径，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度大于乙的线速度；BC不符合题意，AD符合题意。
故答案为：AD。
【分析】地球做定轴转动，地球上的每一个点具有相同的角速度，结合旋转的轨道半径比较线速度、加速度之间的关系即可
8．【答案】A,D
【解析】【解答】点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故： ，根据 ，有： ；点b和点c是同轴传动，角速度相等，故： ；根据 ，有： ，综合有： ， ，故选项AD正确．
点睛：要求线速度之比需要知道三者线速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．
【分析】利用线传动线速度相同结合轴转动角速度相同结合半径的大小可以求出线速度和角速度之比。
9．【答案】A,C
【解析】【解答】齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，故vA=vB，因为半径关系为：rA>rB，根据公式v=ωr可知，A的角速度小于B的角速度，即ωA＜ωB； B与C是同轴传动，角速度相等，即ωC=ωB，所以角速度关系为：ωA＜ωB=ωC，C符合题意，D不符合题意；B、C两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式v=ωr可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大即vC＜vB，结合以上可得：vC＜vB=vA，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：AC
【分析】AB属于线传动所以线速度相等，BC属于轴转动所以角速度相等，再结合半径的大小可以判别线速度和角速度的大小。
10．【答案】解:每隔0.1s转过30°，则可知转动一周用时间为1.2s，即T=1.2s，则每分钟轮子转过的圈数 圈，即n=50转/分；角速度为：ω= ；根据a=vω解得
【解析】【分析】利用每0.1s转过的角度求出轮子的角速度，利用公式a=v求解线速度即可。
11．【答案】解：两盘相距L=20cm=0.2m；圆盘转动的角速度
分子在两盘间运动的时间为
此时间内圆盘有
联立解得 (n=0、1、2……)
当n=0时，气体分子的最大速率为v=30m/s
【解析】【分析】假设粒子的速度v，粒子运动的时间即为两圆盘的间隔除以速度，只有当粒子到达第二个圆盘时，正好正对分析才可以通过，结合圆盘的转速列方程求解速度即可。
12．【答案】解：在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n﹣1）π，n=1、2、3…，
则时间：
，（n=1、2、3…）．
所以子弹的速度：
，
解得：
，（n=1、2、3…）．
答：圆筒运动的角速度为 ，（n=1、2、3…）
【解析】【分析】子弹沿圆筒直径穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n﹣1）π，n=1、2、3…，结合角速度求出时间，从而得出子弹的速度．
13．【答案】解：同一轮子上的S点和P点的角速度相同,即ωS=ωP
由向心加速度公式a=Rω2可得 (a正比于R)
AS=aP· =12× m/s2=4m/s2
又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘上各点的线速度大小相等,即vP=vQ
由向心加速度公式a= 可得 (a反比于R)
AQ=aP· =12× m/s2=24m/s2
【解析】【分析】P点和Q点同链，所以具有相同的线速度，p点和s点同轴，具有相同的角速度，再结合半径的关系比较三个位置的加速度。 2 / 3
一、单选题
1．下列关于运动的描述中，正确的是( )
A．平抛运动是匀变速运动
B．圆周运动是加速度大小不变的运动
C．匀速圆周运动的合力是恒力
D．匀速圆周运动是速度不变的运动
2．下列几种运动，运动状态发生变化的是（ ）
A．汽车沿着有一定倾角的公路（直线）匀速前进
B．火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进
C．气球被风刮着沿水平方向向正东匀速飘移
D．降落伞与伞兵一起斜向下匀速降落
3．如图所示为两个用摩擦传动的轮子，A为主动轮，已知A、B轮的半径比为R1：R2=1：2，C点离圆心的距离为 ，轮子A和B通过摩擦的传动不打滑，则在两轮子做匀速圆周运动的过程中，以下关于两轮缘上A、B点及C点的线速度大小V、角速度大小ω、转速n之间关系的判断中正确的是（ ）
A．VA=2VB B．ωA=ωC C．ωA=2ωB D．nB=2nA
4．如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为 的细直杆可绕 在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线 处到达直杆处的时间为 ，自动识别系统的反应时间为 ；汽车可看成高 的长方体，其左侧面底边在 直线上，且 到汽车左侧面的距离为 ，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（ ）
A． B． C． D．
5．自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度 自行车的部分构造如图所示，下列有关说法中不正确的是()
A．自行车骑行时，后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等
B．自行车拐弯时，前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等
C．自行车上坡时，理论上采用中轴链轮最小挡，飞轮最大挡
D．自行车骑行时，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等
二、多选题
6．关于质点做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速度和速度都变化，但物体所受合力不变
B．合外力方向不一定垂直于速度方向，且不一定指向圆心
C．匀速圆周运动是匀变速运动，其加速度恒定不变
D．匀速圆周运动不是匀速运动，合外力方向一定指向圆心
7．甲、乙两个物体分别放在温州和北京，它们随地球一起转动时，下面说法正确的是( )
A．甲和乙的周期相等 B．甲的转速大，乙的转速小
C．甲和乙的线速度大小相等 D．甲的线速度大，乙的线速度小
8．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rA＝rC＝2rB，若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为( )
A．角速度之比1∶2∶2 B．角速度之比1∶1∶2
C．线速度之比1∶2∶2 D．线速度之比1∶1∶2
9．明代出版的《天工开物》一书中就有“牛力齿轮翻车”的图画(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧．若A、B、C分别为三个齿轮边缘上的一点，三齿轮半径的大小关系如图(rA>rB>rC)，则 （ ）
A．线速度vA=vB>vC B．线速度vA< vB= vC
C．角速度ωA<ωB=ωC D．角速度ωA=ωB >ωC
三、解答题
10．一个轮子绕它的中心轴匀速转动，每隔0.1s，轮子转过30°角.求每分钟轮子转过的圈数.如果轮上一点A的向心加速度的值是8m/s2,求A点的线速度.
11．测定气体分子速率的部分装置如图所示，放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25转/秒匀速转动．两盘相距L＝20厘米，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成60°的夹角．已知气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，求气体分子的最大速率。
12．如图所示，直径为d的圆筒绕中心轴做匀速圆周运动，枪口发射的子弹速度为v，并沿直径匀速穿过圆筒，若子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔，则圆筒运动的角速度为多少？
13．如图所示,一大轮通过皮带带动小轮转动,皮带和两轮之间无滑动。大轮的半径是小轮的2倍,大轮上的一点S与转动轴的距离是半径的 。当大轮边缘上P点的向心加速度是12m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【分析】平抛运动只受到重力作用，合力恒定，所以加速度恒定，故为匀变速直线运动，A正确，
圆周运动的向心加速度时时刻刻指向圆心，切向加速度时时刻刻指向切线方向，所以加速度在变化，B错误，
匀速圆周运动的合力充当向心力，时时刻刻指向圆心，方向在变化，C错误，
匀速圆周运动是速度大小不变，方向在变的运动，D错误，
故选A
【点评】本题关键明确平抛运动与匀速圆周运动的运动性质，特别是要有矢量的意识，匀速圆周运动中向心力和线速度都是方向变化、大小不变，都是变量。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、汽车沿着有一定倾角的公路（直线）匀速前进，速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故A错误；
B、火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进，是曲线运动，速度方向是切线方向，时刻改变，故运动状态时刻改变，故B正确；
C、气球被风刮着沿水平方向向正东匀速飘移，是匀速直线运动，故速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故C错误；
D、降落伞与伞兵一起斜向下匀速降落，是匀速直线运动，故速度大小和方向都不变，故运动状态不变，故D错误；
故选B．
【分析】状态与时刻对应，过程与时间间隔对应，故运动状态用瞬时速度描述，速度是矢量，大小或方向的变化都是速度发生变化．
3．【答案】C
【解析】【解答】解：A、点A与点B是同缘传动的边缘点，线速度相等，故vA=vB，故A错误；
C、由于vA=vB，根据公式v=rω，有： ；即ωA=2ωB，故C正确；
D、由于n=f= = ，故转速与角速度成正比，由于ωA=2ωB，故nA=2nB，故D错误；
B、点B与点C是同轴传动，角速度相等；又由于ωA=2ωB，故ωA=2ωC，故B错误；
故选：C．
【分析】共轴转动的点，角速度大小相等，靠摩擦传动轮子边缘上的点线速度大小相等，结合v=rω，n=f= 求出线速度、角速度、转速之间的关系．
4．【答案】D
【解析】【解答】由题意可知，在3.3s-0.3s=3.0s的时间内，横杆的距离O点0.6m的点至少要抬高1.6m-1.0m=0.6m，即横杆至少转过 ，则角速度
故答案为：D。
【分析】利用横杆上升的高度可以求出横杆转动的角度，结合转动的时间可以求出角速度的大小。
5．【答案】B
【解析】【解答】后轮与飞轮同轴转动，两者角速度相等，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘同一条链相连，线速度相等，AD不符合题意；上坡时需要省力，所以要采用中轴链轮最小挡，飞轮最大档，C不符合题意；自行车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速度大小不一定相等，B错误，符合题意．
故答案为：B
【分析】在自行车传动装置中，同轴转动各点角速度相同，而同一链条相连两轮边缘各点线速度相等；运动中，当自行车作直线运动时，前后轮边缘的线速度大小一定相等，但在自行车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速度大小不一定相等；自行车上坡时，为达到省力效果，要采用中轴链轮最小挡，飞轮最大档。
6．【答案】B,D
【解析】【解答】圆周运动的速度方向和加速度的方向都变化，合力的方向也在变化，A不符合题意；匀速圆周运动的合外力指向圆心，变速圆周运动的合外力不指向圆心，B符合题意；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向时刻改变，C不符合题意；匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，合外力的方向指向圆心，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】圆周运动需向心力，向心力指向圆心，匀速圆周运动由合力提供向心力，合力一定指向圆心，变速圆周运动不一定。
7．【答案】A,D
【解析】【解答】甲、乙两个物体随地球一起转动时它们的周期相同，角速度和转速均相同；由于甲的转动半径大于乙的转动半径，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度大于乙的线速度；BC不符合题意，AD符合题意。
故答案为：AD。
【分析】地球做定轴转动，地球上的每一个点具有相同的角速度，结合旋转的轨道半径比较线速度、加速度之间的关系即可
8．【答案】A,D
【解析】【解答】点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故： ，根据 ，有： ；点b和点c是同轴传动，角速度相等，故： ；根据 ，有： ，综合有： ， ，故选项AD正确．
点睛：要求线速度之比需要知道三者线速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．
【分析】利用线传动线速度相同结合轴转动角速度相同结合半径的大小可以求出线速度和角速度之比。
9．【答案】A,C
【解析】【解答】齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，故vA=vB，因为半径关系为：rA>rB，根据公式v=ωr可知，A的角速度小于B的角速度，即ωA＜ωB； B与C是同轴传动，角速度相等，即ωC=ωB，所以角速度关系为：ωA＜ωB=ωC，C符合题意，D不符合题意；B、C两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式v=ωr可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大即vC＜vB，结合以上可得：vC＜vB=vA，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：AC
【分析】AB属于线传动所以线速度相等，BC属于轴转动所以角速度相等，再结合半径的大小可以判别线速度和角速度的大小。
10．【答案】解:每隔0.1s转过30°，则可知转动一周用时间为1.2s，即T=1.2s，则每分钟轮子转过的圈数 圈，即n=50转/分；角速度为：ω= ；根据a=vω解得
【解析】【分析】利用每0.1s转过的角度求出轮子的角速度，利用公式a=v求解线速度即可。
11．【答案】解：两盘相距L=20cm=0.2m；圆盘转动的角速度
分子在两盘间运动的时间为
此时间内圆盘有
联立解得 (n=0、1、2……)
当n=0时，气体分子的最大速率为v=30m/s
【解析】【分析】假设粒子的速度v，粒子运动的时间即为两圆盘的间隔除以速度，只有当粒子到达第二个圆盘时，正好正对分析才可以通过，结合圆盘的转速列方程求解速度即可。
12．【答案】解：在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n﹣1）π，n=1、2、3…，
则时间：
，（n=1、2、3…）．
所以子弹的速度：
，
解得：
，（n=1、2、3…）．
答：圆筒运动的角速度为 ，（n=1、2、3…）
【解析】【分析】子弹沿圆筒直径穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n﹣1）π，n=1、2、3…，结合角速度求出时间，从而得出子弹的速度．
13．【答案】解：同一轮子上的S点和P点的角速度相同,即ωS=ωP
由向心加速度公式a=Rω2可得 (a正比于R)
AS=aP· =12× m/s2=4m/s2
又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘上各点的线速度大小相等,即vP=vQ
由向心加速度公式a= 可得 (a反比于R)
AQ=aP· =12× m/s2=24m/s2
【解析】【分析】P点和Q点同链，所以具有相同的线速度，p点和s点同轴，具有相同的角速度，再结合半径的关系比较三个位置的加速度。 2 / 3