3.2匀速圆周运动的规律基础巩固（Word版含答案）

3.2匀速圆周运动的规律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．质点做匀速圆周运动时，哪些量不变（　　）
A．向心力 B．速度 C．角速度 D．加速度
2．在国际单位制中， 角速度的单位是（ ）
A．米/秒 B．米/秒2 C．弧度/秒2 D．弧度/秒
3．物体做匀速圆周运动，下列关于它的周期正确的说法是（ ）
A．物体的线速度越大，它的周期越小
B．物体的角速度越大，它的周期越小
C．物体的运动半径越大，它的周期越大
D．物体运动的线速度和半径越大，它的周期越小
4．坐在旋转木马上的小孩，绕中心轴做半径为2.0m的匀速圆周运动，当线速度为2.0m/s时，他的角速度是（　　）
A．1.0rad/s B．2.0rad/s C．3.0rad/s D．4.0rad/s
5．如图所示，摩天轮上有A、B两点，在摩天轮转动时，A、B两点的角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则（　　）
A．ωA>ωB，vA＝vB B．ωA<ωB，vA＝vB
C．ωA＝ωB，vAvB
6．图甲为磁带录音机的磁带盒，可简化为图乙所示的传动模型，A、B为缠绕磁带的两个轮子，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R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，则在倒带的过程中下列说法正确的是（ ）
A．倒带结束时A、B两轮的角速度之比为1：3
B．倒带开始时A、B两轮的角速度之比为1：3
C．倒带过程中磁带边缘的线速度变小
D．倒带过程中磁带边缘的线速度不变
7．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．线速度大的角速度也一定大 B．线速度大的周期一定大
C．角速度大的周期一定大 D．角速度大的周期一定小
8．如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中（　　）
A．甲、乙两轮的角速度之比为3∶1
B．甲、乙两轮的周期之比为3∶1
C．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3∶1
D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为2∶ 1
9．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
10．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
11．关于向心加速度的物理意义，下列说法中正确的是(　　)
A．它描述的是线速度方向变化的快慢
B．它描述的是线速度大小变化的快慢
C．它描述的是角速度变化的快慢
D．匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的
12．如图所示，A、B、C分别为自行车的大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的点，自行车正常行驶时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的线速度大小相等 B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的角速度大小相等 D．A、C两点的角速度大小相等
13．风能是可再生清洁能源，我国在风力发电方面的研究处于世界前列。在风能开发利用时，常用到风速仪，其结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。已知风轮叶片转动半径为，每转动圈带动凸轮圆盘转动一圈，凸轮每次经过透镜系统时，光线被挡住，接收不到光。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片（　　）
A．转速逐渐增大，平均速率为 B．转速逐渐增大，平均速率为
C．转速逐渐减小，平均速率为 D．转速逐渐减小，平均速率为
14．两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，AB两点的半径之比为2：1，CD两点的半径之比也为2：1，下列说法正确的是（　　）
A．A、C两点的角速度之比为ωA：ωC=1：1
B．A、D两点的角速度之比为ωA：ωD=2：1
C．A、B两点的线速度之比为vA：vB=2：1
D．A、C两点的线速度之比为vA：vC=2：1
15．“修正带”是深受同学们欢迎的一种学习用品，某种“修正带”内部结构如图所示，经测量两个齿轮的半径分别为2.0cm和0.8cm,其中a点和c点分别位于大小齿轮边缘，b点位于大齿轮某半径的中点，当齿轮匀速转动时（ 　）
A．大齿轮上的a点与大齿轮上b点的周期之比为2:5
B．大齿轮上的a点与小齿轮上c点角速度之比为5:2
C．大齿轮上的b点与小齿轮上c点线速度之比为1:1
D．大齿轮上的b点与小齿轮上c点角速度之比为2:5
二、填空题（共4题）
16．如图为一皮带传动装置，大轮与小轮固定在同一根轴上，小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连，它们的半径之比是1：2：3．A、B、C分别为轮子边沿上的三点，那么三点线速度之比vA：vB：vC=________；转动周期之比TA：TB：TC=__________．
17．如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和，从动轮的半径为，、、分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则、、三点的线速度大小之比_________；、、三点的加速度大小之比_________。
18．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N
（1）那么脚踏板转动的角速度ω＝________；
（2）要推算自行车的骑行速度，从以下选项中选出还需要测量的物理量是（填写前面的序号）___；
①链条长度L1 ②曲柄长度L2 ③大齿轮的半径r1
④小齿轮的半径r2 ⑤自行车后轮的半径R
（3）自行车骑行速度的计算公式v＝________．
19．一个有一定厚度、半径为60cm的圆盘A，可以绕通过中心垂直盘面的水平轴转动。圆盘加速度转动时，角速度的增加量与对应的时间t的比值定义为角加速度，即。为检测圆盘做匀加速转动时的角加速度，设计如下实验：如图甲所示，将打点计时器B固定在桌面上，纸带C的一端穿过打点计时器的限位孔D，另一端与圆盘相连，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上，接通电源，打点计时器以50Hz的频率开始打点。启动控制装置使圆盘匀加速转动。通过实验我们获得了如图乙所示的纸带（图中a、b、c、d等为计数点，相邻两个计数点间还有4个点未画出，单位：厘米）。那么打点计时器在打下d点时纸带运行的速度大小为______，此时圆盘转动的角速度大小为______，纸带运行的加速度大小为______，圆盘转动的角加速度大小为______。（结果保留两位有效数字，取国际单位制）
三、综合题（共4题）
20．如图所示，质量为m=1kg的小物块放在足够长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R=0.25m的薄壁圆筒上。t=0时，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足ω=16t（rad/s）。物块和地面之间动摩擦因数为μ=0.2，取g=10m/s2。
（1）请说明物块做何种运动并求出物块运动中受到的拉力的大小。
（2）当圆筒角速度达到ω0=64rad/s时，使其匀速转动，再经过4s，停上转动，求小物块从开始到停止通过的总路程。
21．一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动．有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d =10m，如图所示．转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T =60s，光速转动方向如图中箭头所示，当光束与MN的夹角为45 °时，光束正好射到小车上，如果再经过光束又射到小车上，则小车的速度为多少 (结果保留二位数字)．
22．如图，半径为r、质量不计的均匀圆盘竖直放直，可以绕过圆心O且与盘面垂直的水平光滑固定轴转动,在盘面的最右边边缘处固定了一个质量为m的小球A，在圆心O的正下方离O点处也固定了一个质量为m的小球B。现从静止开始释放圆盘让其自由转动，重力加速度为g。求：
（1）当小球B转到水平位置时，系统重力势能的变化量；
（2）当小球B转到水平位置时，A球的向心加速度大小；
（3）B球上升的最大高度。
23．如图所示，在半径为R的水平圆盘的正上方高h处水平抛出一个小球，圆盘做匀速转动，当圆盘半径OB转到与小球水平初速度方向平行时，小球开始抛出，要使小球恰好落在B点，求小球的初速度v和圆盘转动的角速度ω。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．A
5．D
6．A
7．D
8．A
9．C
10．B
11．A
12．A
13．C
14．C
15．D
16． 1：1：3 1：2：1
17．
18． ③④⑤
19．
20．（1）初速度为零的匀加速直线运动，6N；（2）160m
21．若小车正接近N点，则小车的速度约为1.7m/s，若小车正在远离N点，则小车的速度约为2.9 m/s.
22．（1）；（2）；（3）
23． ；（n=1、2、3…）
答案第1页，共2页