2.1圆周运动 同步提升作业(Word版含答案)

2.1圆周运动 同步提升作业（含解析）
一、选择题
1．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
2．如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A、B两点的周期之比TA：TB为（　　）
A．1：2 B．1：4 C．2：1 D．1：1
3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速自行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．该车可变换五种不同挡位
C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4
D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1
4．对于匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是 （　　）
A．转速 B．角速度 C．周期 D．线速度
5．图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区，桶盖会自动绕O点水平打开，如图乙所示。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB，线速度分别为vA、vB，则（　　）
A．ωA＞ωB B．ωA＜ωB C．vA＞vB D．vA＜vB
6．地球在太阳系内同时进行着两种运动——绕太阳公转和绕地轴自转，且转动的方向都是自西向东。某时刻，地球正对太阳的一侧是白昼，背对太阳的一侧是黑夜。则以太阳为参考系，下列说法中正确的是（　　）
A．地球上各点的运动快慢是一样的
B．地球赤道上各点的运动快慢是一样的
C．地球赤道上各点正午运动得比午夜快一些
D．地球赤道上各点午夜运动得比正午快一些
7．物体做匀速圆周运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．物体处于平衡状态 B．物体的速度保持不变
C．物体的速度变大 D．物体的速度大小不变
8．如图所示，用起瓶器打开瓶盖，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则（　　）
A．ωA＝ωB，vA>vB
B．ωA＝ωB，vAC．ωA<ωB，vA＝vB
D．ωA>ωB，vA＝vB
9．陀螺是中国民间较早出现的玩具之一，为了美观，陀螺上往往会对称地镶嵌一些相同质量、不同颜色的装饰物。如图所示，一小朋友抽打陀螺后使其转动起来，若陀螺的转速为，陀螺上一装饰物到中心的距离为，则装饰物的角速度约为（　　）
A． B． C． D．
10．某机械上的偏心轮如图所示，A、、三点为轮边缘上的点，为直径，为轮的圆心，为上的点，与平行。轮绕垂足为的轴转动，则（　　）
A．点A和点线速度相同
B．点A和点线速度相同
C．点A、点和点角速度相同
D．点的运行周期大于点的运行周期
11．2021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．
12．一根长为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．
13．如图所示，为明代出版的《天工开物》一书中的牛力齿轮翻车的图画，若、B两齿轮半径的大小关系为，下列说法正确的是（　　）
A．齿轮、B的角速度大小关系为
B．齿轮、B的角速度大小关系为
C．齿轮、B边缘的线速度大小关系为
D．齿轮、B边缘的线速度大小关系为
14．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动是匀速率圆周运动
D．在任意相等的时间内通过的路程相等
15．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是（　　）
A．线速度不变的运动 B．角速度不变的运动
C．周期不变的运动 D．转速不变的运动
二、解答题
16．一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置如图所示，其中A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。当车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后成为脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理量或数据是什么？写出小车速度和行程的表达式。
17．如图所示为放在真空容器中测定气体分子速率的部分装置，其中A、B是两圆盘绕一个共同的轴以相同的角速度转动，两盘相距为，盘上各开了一个很窄的狭缝，两盘细缝之间成的夹角，若两盘转动时的转速为，当气体分子垂直射向圆盘时，求从B盘细缝通过的分子运动的速率。
参考答案
1．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。
2．C
【解析】
大小轮边缘具有相同的线速度，且有
则周期与线速度的关系为
设小轮半径为r，则大轮半径为2r，则有
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
AB．A轮通过链条分别与C、D轮连接，自行车可有两种不同的挡位，B轮分别与C、D轮连接，又可有两种不同的挡位，所以该车可变换四种不同挡位，故A、B错误；
CD．皮带类传动边缘点线速度相等，又齿轮的齿数与齿轮的半径大小成正比，故前齿轮的齿数与转动角速度的乘积等于后齿轮齿数与转动角速度的乘积，当A轮与D轮组合时，两轮边缘线速度大小相等，则有
NA·ωA＝ND·ωD
解得
ωA∶ωD＝ND∶NA＝12∶48＝1∶4
故C正确，D错误。
故选C。
4．D
【解析】
匀速圆周运动为曲线运动，线速度大小不变，但方向时刻改变；角速度不变；周期和频率是标量也不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
桶盖上的AB两点同时绕着O点转到，则角速度相等，即
根据
又有
则
故ABC错误D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
AB．地球上各点绕太阳转动的运动半径是不同的，此时的轨道半径等于各点到太阳中心的距离，地球绕地轴自转，各点自转的角速度相同，根据
可得运动半径越大，速度越大。所以地球上各点的运动快慢是不一样的。故AB错误；
CD．地球赤道上各点，处于正午与午夜的两点，到太阳中心的距离不同，其中处于午夜的点半径大一个地球的直径，所以绕太阳公转的线速度大一些。同时这两个位置还绕地轴自转，其中处于午夜的点绕地轴自转的线速度方向与公转线速度方向相同，处于正午的点绕地轴自转的线速度方向与公转线速度方向相反。根据速度的叠加，可得地球赤道上各点午夜运动得比正午快一些。故C错误；D正确。
故选D。
7．D
【解析】
A．在匀速圆周运动中，速度的方向时刻变化，速度变化，必有加速度，不是平衡状态，故A错误；
B．在匀速圆周运动中，尽管速度的大小不变，但方向时刻变化，即速度变化，故B错误；
C．在匀速圆周运动中，速度的大小不变，故C错误；
D．在匀速圆周运动中，速度的大小不变，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
同轴转动，角速度相等，故
由于，根据
故选B。
9．C
【解析】
陀螺的角速度
选项C正确。
10．C
【解析】
轮上各点绕同一轴转动，则各点的角速度相等，根据
可知，周期相等，根据
v=ωr
点A和点线速度大小相同，但是方向不同；点A和点绕O＇点转动的半径不同，则线速度不相同。
故选C。
11．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。
12．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。
13．BC
【解析】
齿轮与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等；
根据公式可知
故BC正确，AD错误。
故选BC。
14．CD
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动是速度大小不变的圆周运动，速度方向时刻改变，故A错误；
B．匀速圆周运动所受合力提供向心力，有指向圆心的向心加速度，故匀速圆周运动一定是变加速运动，故B错误；
C．匀速圆周运动速度大小不变，即速率不变，故C正确；
D．由于速率不变，故在任意相等的时间内通过的路程相等，故D正确。
故选CD。
15．BCD
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动中线速度方向变化，A错误；
BCD．匀速圆周运动的角速度、周期、转速都不变，BCD正确。
故选BCD。
16．见解析
【解析】
小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为R，单位时间内车轮转动圈数为k，则有v=2πRk。若齿轮的齿数为P，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P．已知单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为，由于齿轮与车轮同轴相连，它们在单位时间内转动圈数相等，即，由以上两式可得
同理，设车轮转动的累计圈数为k′，则有路程x=2πRk′，且，所以
17．(n=0、1、2……)
【解析】
【详解】
圆盘转一周的时间，即周期
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……)
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