6.1圆周运动动同步练习(word版含答案)

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名称 6.1圆周运动动同步练习(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-18 14:39:34

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6.1圆周运动第六章圆周运动同步练习2021~2022学年高一物理必修第二册(人教版2019)
一、单选题,共10小题
1.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则(  )
A.该车可变换两种不同挡位
B.当B轮与C轮组合时两轮轮缘的线速度之比
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比
D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比
2.如图所示是自行车传动机构的示意图。假设脚踏板每隔时间T转一圈,脚踏板驱动的大齿轮半径为,小齿轮半径为,车轮的半径为,则自行车前进的速度可表示为(  )
A. B. C. D.
3.如图是磁带录音机的磁带盒的示意图,A、B为缠绕磁带的两个轮子边缘上的点,两轮的半径均为r,在放音结束时,磁带全部绕到了B轮上,磁带的外缘半径,C为磁带外缘上的一点,现在进行倒带此时下列说法正确的是(  )
A.A、B、C三点的周期之比为3:1:3
B.A、B、C三点的线速度之比为3:1:3
C.A、B、C三点的角速度之比为1:3:3
D.A、B、C三点的向心加速度之比为9:1:4
4.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三齿轮的半径大小关系如图,则(  )
A.齿轮A的角速度比C的大
B.齿轮A与B的角速度大小相等
C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大
5.共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点等公共服务区提供的单车共享服务,是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统,利用圆锥齿轮90°轴交,将动力传至后轴,驱动后轮转动,杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图,其中A是圆锥齿轮转轴上的点,B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点,两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是(  )
A.B点与C点的角速度:ωB=ωC
B.C点与A点的线速度:vC= vA
C.B点与A点的线速度:vB= vA
D.B点和C点的线速度:vB>vC
6.硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成,碟片外覆盖有铁磁性材料。如图,电动机使磁盘以5400 r/min的转速匀速转动,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。外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比,有(  )
A.nP>nQ B.ωP>ωQ
C.vP7.高速或超速离心机是基因提取中的关键设备,当超速离心机转速达80000 r/min时,则关于距超速离心机转轴12 cm处的质点,下列说法正确的是(  )
A.周期为 s B.线速度大小为320π m/s
C.角速度为160000π rad/s D.角速度为 rad/s
8.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动中,皮带不打滑,则(  )
A.a点比b点的线速度小 B.a点与c点的角速度大小相等
C.a点比c点的线速度大 D.a点比d点的角速度大
9.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,当飞镖以初速度垂直盘面瞄准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.飞镖击中P点所需的时间为
B.圆盘的半径可能为
C.圆盘转动角速度的最小值为
D.P点随圆盘转动的线速度不可能为
10.如图所示,直径为d的纸制圆筒,以角速度ω绕中心轴匀速转动,把枪口对准圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,忽略重力、圆筒的阻力及空气阻力,则子弹的速度不可能是(  )
A. B. C. D.
二、多选题,共4小题
11.如图所示为某一皮带传动装置,主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2,已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是(  )
A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为n D.从动轮的转速为n
12.下列说法正确的是(  )
A.匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度
B.做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻在改变,所以必有加速度
C.做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速(曲线)运动
D.匀速圆周运动的加速度大小虽然不变,但方向始终指向圆心,加速度的方向发生了变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动
13.图中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。下面关系式中正确的是(  )
A. B. C. D.
14.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图所示是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有60齿,B轮有48齿,C轮有18齿,D轮有12齿。当B轮与D轮通过链条组合在一起时,则下面说法正确的是(  )
A.A轮与D轮转动的角速度相同
B.B轮与D轮转动的线速度相同
C.B轮与D轮的角速度之比ωB∶ωD=1∶4
D.B轮与C轮的线速度之比vB∶vC=3∶8
三、填空题,共4小题
15.如图所示,在一匀速旋转的砂轮上有A、B、C三点,O是转动轴,O、C、B、A在同一直线上,且,则A、B、C三点的角速度大小之比________;线速度大小之比________。
16.自行车的“牙盘”和“飞轮”用链条相连,如图所示,当把后轮架空,匀速摇动脚踏板时,“牙盘”和“飞轮”边缘都可看作匀速圆周运动。如果已知某型号自行车的“牙盘”和“飞轮”的半径之比为,那么,“牙盘”和“飞轮”的周期之比为____,角速度之比为_________,线速度之比为______。
17.如图所示,一张光盘音轨区域的内半径,外半径,径向音轨密度,在唱机中,光盘每转一转,激光头沿径向向外移动一条音轨,激光头对光盘以恒定的线速度运动。若开始放音时,光盘的角速度为,则全部放完时的角速度是________;这光盘的总放音时间是________。
18.如图所示,在皮带传动中,如果大轮的半径为,小轮的半径为,又,则A、B、C三点的线速度大小之比________,角速度大小之比________,周期之比________,频率之比________。
四、解答题,共4小题
19.如图所示,A、B为自行车车轮辐条上的两点,当它们随轮一起转动时:
(1)A、B两点的速度方向各沿什么方向?
(2)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等,B做匀速运动吗?
(3)A、B两点哪个运动得快?哪个转动得快?
20.据报道,我国“神舟”五号飞船绕地球做圆周轨道运行时,轨道离地面高度是,飞船大约绕地球1圈,请估算“神舟”五号运行的线速度和角速度。地球半径取。
21.常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。如图是一种皮带传动装置示意图,A、B两点分别是两轮轮缘上的点,C是O2B连线的中点,大轮与小轮的半径之比为2:1。若皮带不打滑,试分别求出A、B、C这三个点的线速度、角速度和周期的比例关系。
22.请在课外用刻度尺测量自行车的两个齿轮的直径和车轮的直径(例如,被称为“26英寸”的车轮,其直径约),计算一下,踏脚板每转一圈,自行车前进多少米?
试卷第1页,共3页
试卷第7页,共7页
参考答案:
1.C
【解析】
A.由题意知,A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换四种挡位,选项A错误;
B.当B轮与C轮组合时,两轮轮缘线速度大小相等,B错误;
CD.当A与D组合时,两轮轮缘线速度大小相等,A转1圈,D转4圈,即
选项C正确,D错误。
故选C。
2.A
【解析】
根据题意知,大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等,则有
其中
则小齿轮的角速度
又因小齿轮和车轮共轴,转动的角速度相等,即
所以自行车前进的速度
故选A。
3.B
【解析】
C.根据磁带传动装置的特点可知,A、C两点的线速度大小相等,即
B、C两点的角速度相等,即
由于,根据可得
所以
C错误;
A.根据周期与角速度的关系,可得
A错误;
B.根据可知
所以
B正确;
D.向心加速度,所以
D错误。
故选B。
4.D
【解析】
由图可知,A、B、C三齿轮半径大小的关系为
rA>rB>rC
齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触,齿轮B与C同轴转动,故
vA=vB
ωB=ωC
根据
v=ωr
可得
ωB>ωA
ωA<ωC
vB>vC
vA>vC
故选D。
5.B
【解析】
AD.由图可知,B与C点属于齿轮传动,两点的速度是相等的,所以B点与C点的线速度相等,由于
rB≠rC
根据
v=rω
ωB≠ωC
故AD错误;
C.由图可知,A与B点属于同轴传动,具有相等的角速度,即
ωB=ωA

v=ωr
可得

vB=vA
故C错误;
B.B点与C点的线速度相等,所以
vC=vB=vA
故B正确。
故选B。
6.D
【解析】
P、Q两点同轴转动,故两点转动的角速度相同,即
ωP=ωQ
根据
ω=2πn
则有
nP=nQ
由题知P点的轨迹半径大于Q点的轨迹半径,根据
v=ωr
则有
vP>vQ
故选D。
7.B
【解析】
A.离心机转速
所以周期
故A错误;
CD.角速度
故C、D错误;
B.半径r=0.12m,所以线速度
故B正确。
故选B。
8.D
【解析】
b、c、d三点是同轴传动,角速度相等,即
由于,则
a、c点同缘传动,边缘点线速度相等,故
va=vc
由于rc>ra,根据v=rω,有
ωc<ωa


故选D。
9.A
【解析】
A.飞镖水平抛出做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此
故A正确;
B.飞镖击中P点时,P恰好在最下方,则
解得圆盘的半径为
故B错误;
C.飞镖击中P点,则P点转过的角度满足
1,

则圆盘转动角速度的最小值为,故C错误;
D.P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D错误。
故选A。
10.A
【解析】
圆筒上只有一个弹孔,说明子弹从同一孔射入、射出,子弹运动的时间
在这段时间圆筒转过的角度

联立可得
当n=0时,当n=1时,当n=2时,当n=3时,故BCD可能,不符合题意;A不可能,符合题意。
故选A。
11.BC
【解析】
AB.主动轮做顺时针转动,由皮带缠绕的方式可知从动轮做逆时针转动,A错误,B正确;
CD.两轮通过皮带传动,边缘的线速度大小相等,由
v=rω
ω=2πn
可得
2πn·r1=2πn′·r2
解得从动轮的转速为
n′=n
C正确,D错误。
故选BC。
12.BD
【解析】
做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度,匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动。
故选BD。
13.BD
【解析】
A、B两点在相等时间内通过的弧长相等,则
vA=vB
A、C两点同轴转动,则
ωA=ωC
C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,根据
v=rω
可知
vB=2vC
ωB=2ωA
故选BD。
14.BC
【解析】
由几何知识可知,各轮的齿数之比等于半径之比,则
ABC.A轮与B轮的角速度相同,B轮和D轮同缘转动,则两轮边缘的线速度相同,根据
v=ωr
可得
ωB∶ωD=rD∶rB=1∶4
则B轮的角速度小于D轮的角速度,可知A轮与D轮转动的角速度不相同,选项A错误,BC正确;
D.C轮与D轮角速度相等,可知根据
v=ωr
C轮与D轮的线速度之比
vC∶vD=3∶2
B轮与C轮的线速度之比
vB∶vC=2∶3
选项D错误。
故选BC。
15. 1∶1∶1 3∶2∶1
【解析】
因A、B、C三点同轴转动,故角速度相同


可知
16. 1:1
【解析】
“牙盘”和“飞轮”通过链条相连,则线速度相等,即线速度之比为1:1,角速度为,则角速度之比为10:24,由公式可知,周期之比为24:10
17. 21.6 71.7
【解析】
根据R1ω1=R2ω2得
光盘转一圈径向过一条音轨,在半径r1处转一圈所用时间为
同理在半径r2,r3,……rn处转一圈所用时间分别为
……
显然时间t1,t2,t3……tn为一等差数列.据等差数列求和公式,则光盘全部放一遍所用时间为
18. 4∶4∶1 1∶2∶1 2∶1∶2 1∶2∶1
【解析】
A、C共轴转动,角速度相等,因为A、C转动的半径之比为4:1,根据
知,A、C两点的线速度大小之比为4:1,A、B两点靠传送带传动,线速度大小相等,所以A、B、C三点的线速度大小之比为
A、C共轴转动,角速度相等,A、B两点靠传送带传动,线速度大小相等,A、B两点的半径之比为2:1,根据
知,A、B两点的角速度之比为1:2,角速度大小之比
根据
则周期之比
根据
则频率之比
19.(1)A、B两点的速度方向均沿各自圆周在该点的切线方向。
(2)B运动的方向时刻变化,故B做变速运动。
(3)B运动得快.A、B转动得同样快。
【解析】

20.,
【解析】
根据公式可得,“神州”五号运行的线速度为
根据公式可得,“神州”五号运行的角速度为
21.2:2:1,2:1:1,1:2:2
【解析】
A、B具有大小相等的线速度,即
vA:vB=1:1
又因为B与C在同一个转轮上,所以B、C具有相同的角速度,即
ωB:ωC=1:1
再由v=rω及rB=2rC可得
vB:vC=2:1
联立可得
由及可得
ωA:ωB=2:1
因此
ωA:ωB:ωC=2:1:1
由可得
TA:TB:TC=1:2:2
22.6.2m
【解析】
脚踏板每转一圈,自行车链条运动的距离为,小齿轮转动的圈数为
由于车轮直径d=66cm,车轮周长为
故自行车前进的距离为
经测量,大齿轮直径d1=18cm,小齿轮直径d1=6cm,代入L的计算公式,可得自行车前进的距离为
答案第1页,共2页
答案第11页,共11页