3.1匀速圆周运动快慢的描述 自主提升过关练(Word版含答案)

3.1匀速圆周运动快慢的描述 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．一根长为L的杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，靠在一个质量为M，高为h的物块上，如图所示，若物块与地面摩擦不计，试求当物块以速度v向右运动时，小球A的线速度（此时杆与水平方向夹角为θ）为（　　）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是一种变加速运动
B．做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期、频率、转速均不变
C．静止在地球上的物体随地球一起转动的线速度大小都是相同的
D．做圆周运动的物体的加速度一定不为零且速度大小一定变化
3．如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则（　　）
A．观察到白点始终在同一个位置 B．观察到白点顺时针方向转动
C．观察到白点转动的周期为0.05s D．观察到白点转动的周期为1s
4．质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内该质点（　　）
A．加速度可能是恒定的
B．物体受到的合外力一定在不断改变
C．速度的方向和大小一定都在不断改变
D．加速度与速度的方向可能相同
5．下列说法中正确的是（　　）
A．位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向
B．质点沿直线向某一方向运动，则位移就是路程
C．物体的加速度不等于零，该物体的速度大小一定改变
D．匀变速直线运动的加速度大小一定不变
6．如图所示，皮带传动装置中右边B、C两轮粘在一起且同轴，半径，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三轮轮边缘的线速度相等
B．A、B、C三轮的角速度相等
C．A、B、C三轮轮边缘的线速度之比为1:1:2
D．A、B、C三轮的角速度之比为2:1:1
7．无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。如图所示是无级变速模型示意图，主动轮、从动轮中间有一个滚轮，各轮间不打滑，通过滚轮位置改变实现无级变速。A、B为滚轮轴上两点，则（　　）
A．从动轮和主动轮转动方向始终相反
B．滚轮在A处，从动轮转速大于主动轮转速
C．滚轮在B处，从动轮转速大于主动轮转速
D．滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小
8．2021年9月9日，中国载人航天工程办公室发布了神舟十二号航天员第二批在轨拍摄的高清图片。在飞船上看到地面从黎明到黄昏的时间就是适合拍摄地球美景的“摄影窗口期”。已知神舟十二号飞船围绕地球运动的周期约为，那么在一个周期内，这段“摄影窗口期”的时长大约是（　　）
A． B． C． D．
9．风能是一种绿色能源。如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是（　　）
A．M点的线速度小于N点的线速度
B．M点的角速度小于N点的角速度
C．M点的转速大于N点的转速
D．M点的周期大于N点的周期
10．如图所示为我们常见的共享单车，共享单车为我们的日常生活中提供了方便。若该共享单车前、后轮半径均为，大齿轮（与脚蹬相连）的齿数为38齿，飞轮（与后轮相连）的齿数为19齿，若人以的转速蹬车，共享单车的速度大小约为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，以下说法正确的是（　　）
A．A点和C点的线速度大小相等 B．A点和B点的角速度相等
C．A点和B点的线速度大小相等 D．B点和C点的线速度大小相等
12．匀速圆周运动是一种（　　）
A．匀速运动 B．匀加速运动
C．匀加速曲线运动 D．变速曲线运动
13．如图所示，O1、O2为两个皮带轮，O1轮的半径大于O2轮的半径，A点为O1轮边缘上的一点，C点为O1轮内的任意一点，B为O2轮边缘上的一点。转动过程中皮带不打滑。当皮带轮转动时（　　）
A．在相等时间内，A与B转过的圈数相等
B．在相等时间内，A与C转过的夹角相等
C．B的频率等于C的频率
D．A的向心加速度大于C的向心加速度
14．关于各种曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
A．速度大小可以不变
B．速度方向可以不变
C．平抛运动是水平初速度只受重力的匀变速曲线运动
D．匀速圆周运动是速率不变的曲线运动
15．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，若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度大小之比（　　）
A．角速度之比为1：2：2 B．角速度之比为1：1：2
C．线速度大小之比为1：2：2 D．线速度大小之比为1：1：2
二、解答题
16．如图是自行车传动结构的示意图。假设脚踏板每2s转1圈，其中I是半径为r1=15cm的大齿轮，Ⅱ是半径为r2=5cm的小齿轮，Ⅲ是半径为r3=35cm的后轮，若π≈3.14。
（1）求后轮转动的周期？
（2）求自行车前进的速度？
17．在我国南方山区有一种简易水轮机，如下图所示 ，从悬崖上流出的水可看作连续做平抛运动的物体，水流轨迹与下边放置的轮子边沿相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动，输出动力．当该系统工作稳定时，可近似认为水的末速度与轮子边缘的线速度相同．设水的流出点比轮轴高h＝5.6m，轮子半径R＝1m．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点相对应的半径与水平线成．取g＝10 m/s2，求：
（1）水流的初速度v0大小
（2）若不计挡水板的大小，则轮子转动的角速度为多少？
参考答案
1．A
【解析】
物块具有水平向右的速度v，与杆上B点相接触的物块上的点也具有这个速度，这个速度是物块的实际速度，是合速度，以它为对角线沿垂直杆和平行杆方向把它分解，则垂直杆的速度
杆上的B点具有这个速度，又
因此，此时杆的角速度
小球A的线速度
故A正确，BCD错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动的加速度方向不断变化，则是一种变加速运动，选项A正确；
B．做匀速圆周运动物体的角速度、周期、频率、转速均不变，但是线速度方向不断变化，即线速度不断变化，选项B错误；
C．静止在地球上的物体随地球一起转动的角速度相同，但是不同纬度的转动半径不同，则线速度大小不都是相同的，选项C错误；
D．做圆周运动的物体的加速度一定不为零，但速度大小不一定变化，例如匀速圆周运动，选项D错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
由题意黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，即频率为
在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即
则
所以观察到白点逆时针旋转，则
所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈，即转动周期为
T=1s
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
A．物体做曲线运动，加速度可能是恒定的，例如平抛运动，故A正确；
B．物体受到的合外力与速度的方向一定不在同一直线，但合外力不一定改变，如平抛运动，故B错误；
C．速度的方向一定在不断改变，但速度的大小不一定改变，如匀速圆周运动，故C错误；
D．物体受到的合外力与速度的方向一定不在同一直线，则加速度与速度的方向一定不同，故D错误。
故选A。
5．D
【解析】
A．位移是矢量，其方向是由起点指向终点的有向线段方向，不是质点的运动方向，故A错误；
B．质点只有做单向直线运动时，路程等于位移的大小，但不能说位移就是路程，故B错误；
C．加速度不等于零时，表示物体的速度一定在变化，而速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，故C错误；
D．匀变速直线运动的特点是速度均匀改变，即加速度恒定不变，故D正确；
故选D。
6．C
【解析】
AC．AB两轮用皮带传动，线速度相等，对B、C则有
又根据角速度与线速度的关系，即
所以可得
所以，可得
A错误，C正确；
BD．AB两轮用皮带传动，则有
又根据角速度与线速度的关系，即
所以可得
因为BC两轮同轴转动，所以有
所以，可得
BD错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．由图可知，主动轮顺时针转动时，从动轮也顺时针转动，故A错误；
BC．因为从动轮和主动轮的线速度相等，设主动轮和从动轮线速度分别为、即
又因为
故
由图可得滚轮在A处时
故
又
则有
同理在B处，因，则有，故，故B正确，C错误；
D．由图可得滚轮从A到B，从动轮转速一直变小，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
已知神舟十二号飞船围绕地球运动的周期约为，那么每隔飞船就要经过一次晨昏线，因此，每个周期内飞船被太阳照射的时间为二分之一周期，约为，在飞船上刘伯明看到地面从黎明到黄昏的时间约为，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
M、N两点转动的角速度相等，转速相等，则周期相等，根据
v＝rω
知，M点转动的半径小，则M点的线速度小于N点的线速度，BCD错误，A正确。
故选A。
10．A
【解析】
【详解】
大齿轮与飞轮相连，两者具有相同的线速度，则有
飞轮与后轮两者具有相同的角速度，则有
若人以的转速蹬车，有
联立解得
所以A正确：BCD错误；
故选A。
11．C
【解析】
【详解】
ACD．大齿轮、小齿轮通过链条传动，A、B两点是大、小齿轮的边缘点，所以A、B两点的线速度大小相等；小齿轮和后轮同轴转动，B、C两点分别在小齿轮和后轮边缘，故角速度相等，根据
v=ωr
可知B点的线速度小于C点的线速度，所以A点的线速度小于C点的线速度，故A、D错误，C正确。
B．A、B两点的线速度大小相等，A的半径大于B的半径，根据
ω=
得B点的角速度大于A点的角速度，故B错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
匀速圆周运动物体的加速度的方向不断变化，所以是一种变速曲线运动，故D正确，ABC错误。
故选D。
13．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．A与B通过皮带传动，线速度相等，角速度与半径成反比，故在相等时间内，A与B转过的圈数不相等，A错误；
B．A与C转动的角速度相等，故在相等时间内，A与C转过的夹角相等，B正确；
C．A的半径大于B的半径，故A的角速度小于B的角速度，又A与C的角速度相等，故B的角速度大于C的角速度，由可知，B的频率大于C的频率，C错误；
D．由可知，A的向心加速度大于C的向心加速度，D正确。
故选BD。
14．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AD．做匀速圆周运动的物体速度大小不变方向变化，AD正确；
B．曲线运动的速度方向是曲线上各点的切线方向，曲线运动的速度方向一定变，B错误；
C．平抛运动是水平初速度只受重力的匀变速曲线运动，C正确。
故选ACD。
15．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A、B两轮边缘的线速度相等，则
vA=vB
根据
v=ωr
可知
ωA:ωB=1:2
B、C两轮同轴转动，则
ωC=ωB
根据
v=ωr
可知
vC:vB=2:1
则A、B、C三轮边缘上的角速度之比为1：2：2；线速度大小之比为1：1：2。
故选AD。
16．（1）；（2）3.3m/s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）脚踏板每2s转1圈，则
s-1
轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，根据
v=Rω
可知
轮II和轮III共轴，角速度相同，有
后轮转动的周期为
（2）自行车前进的速度为
17．(1)7.5m/s(2)12.5rad/s
【解析】
【详解】
（1）流出的水做平抛运动，设在空中运动的时间为t，在竖直方向有：
代入数据解得：s
由合速度与分速度的关系有：
解得：v0=7.5m/s
（2）设水与轮接触时的速度为v，则有：
m/s
设轮子转动的角速度为，由于水的末速度与轮子边缘的线速度相同，则有：
rad/s
试卷第1页，共3页