3.1匀速圆周运动快慢的描述 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第二册 3.1 匀速圆周运动快慢的描述 同步练习
一、单选题
1．关于力、运动与合成的叙述错误的是（　　）
A．两个不同方向的匀速直线运动的合成一定是匀速直线运动
B．合力方向与运动方向不在一条直线上，物体运动的速率可能会减小
C．物体做曲线运动，加速度和速度一定都会变化
D．物体做圆周运动，加速度和速度一定都会变化
2．3·12植树节上同学们种下了绿色与希望。如果一位高为h的中学生绕着地面上的O点把小树扶起来，简化后如图所示，当学生以速度v向左运动时，小树与地面的夹角恰为，则此时小树转动的角速度为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）
A．笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点
B．除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样
C．笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比
D．笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大
4．如图所示，A、B两轮通过皮带传动，A、C两轮通过摩擦传动，半径RA＝2RB＝3RC，各接触面均不打滑，则A、B、C三轮边缘上的点的线速度和角速度之比分别为（　　）
A．vA：vB：vC＝1：2：3，A：B：C＝3：2：1
B．vA：vB：vC＝1：1：1，A：B：C＝1：2：3
C．vA：vB：vC＝1：1：1，A：B：C＝3：2：1
D．vA：vB：vC＝3：2：1，A：B：C＝1：1：1
5．如图所示，a、b为钟表秒针上的两点。在秒针转动时，下列说法正确的是（　　）
A．a、b两点的线速度相等 B．a、b两点的角速度相等
C．a点线速度比b点的大 D．a点角速度比b点的大
6．如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为，从动轮的半径为，已知主动轮做顺时针转动，转速为，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．从动轮的角速度为
C．从动轮的转速为 D．从动轮的转速为
7．大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随座舱的转动而做匀速圆周运动，以下说法正确的有（　　）
A．游客处于一种平衡状态 B．游客做的是一种变加速曲线运动
C．游客做的是一种匀变速曲线运动 D．游客速度不变，加速度在变化
8．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n=20r/s，在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，下列说法正确的是（　　）
A．圆盘上各点转动的角速度不同
B．圆盘上各点转动的线速度相同
C．观察者观察到白点转动的方向为顺时针
D．观察者观察到白点转动的周期T=1s
9．关于运动，下列说法正确的是（　　）
A．运动的物体，一定受到力的作用
B．只有曲线运动，才能分解为两个直线运动来研究
C．抛体运动一定是匀变速运动
D．匀速圆周运动是线速度和角速度都不变的运动
10．如图甲为某小区出入口采用的栅栏道闸。如图乙所示，OP为栅栏道闸的转动杆，PQ为竖杆。P为两杆的交点，Q为竖杆上的点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持竖直，当杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中（　　）
A．P点的线速度大于Q点的线速度 B．P点的角速度大于Q点的角速度
C．P点的加速度大于Q点的加速度 D．P、Q两点的路程相同
11．如图所示是一个玩具陀螺，a，b，c是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于地面的轴线以恒定角速度ω旋转时，下列叙述中正确的是（　　）
A．a、b和c三点线速度大小相等
B．a、b和c三点的角速度相等
C．b、c两点角速度比c的大
D．c的线速度比a、b的大
12．静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法中正确的是（　　）
A．它们的运动周期都是相同的
B．它们的线速度都是相同的
C．它们的线速度大小都是相同的
D．它们的角速度是不同的
13．某品牌电动自行车的铭牌如下：
车型：20时（车轮直径：） 电池规格：（蓄电池）
整车质量： 额定转速：（转/分）
外形尺寸： 充电时间：
电机：后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压/电流：
根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为（　　）A． B． C． D．
14．一个质量为的物体，在几个恒定的共点力作用下处于平衡状态，现同时撤去大小分别为和的两个力而其余力保特不变，关于此后该物体运动的说法中正确的是（　　）
A．一定做匀加速直线运动，加速度大小可能是
B．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是
C．一定做加速度不变的运动，加速度大小可能是
D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是
15．图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（　　）
A．开窗过程中A、B两点的速度始终相等
B．开窗过程中B、C两点的角速度不相等
C．开窗状态下滑块受3个力作用
D．该窗户能打开的最大角度为30°
二、填空题
16．如图所示，一根足够长的轻绳绕在半径为R的定滑轮上，绳的下端挂一质量为m的物体。物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t定滑轮的角速度为ω，此时物体的速度大小为________，物体对绳的拉力大小为________。
17．匀速圆周运动是一种___________运动。
18．周期
（1）周期T：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间，单位：______；
（2）转速n：物体转动的______与所用时间之比．单位：______或______；
（3）周期和转速的关系： （n的单位为r/s时）。
三、解答题
19．某同学以自行车的齿轮传动作为探究学习的课题，该同学通过观察发现，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动，如图所示，测得大齿轮的半径为r1、小齿轮的半径为r2、自行车后轮的半径为R，若测得在时间t内大齿轮转动的圈数为N，求：
（1）大齿轮转动角速度的大小ω；
（2）自行车后轮线速度的大小v。
20．如图所示，用薄纸做成的圆筒直径为D，水平放置，绕圆筒轴线以角速度逆时针匀速转动。一玩具手枪发出的子弹，沿水平方向匀速飞来（不计子弹重力影响），沿圆筒的直径方向击穿圆筒后飞出（设薄纸对子弹的运动速度无影响且认为纸筒没有发生形变）结果子弹在圆筒上只留下一个洞痕求子弹的速度。
21．若某飞机做匀速圆周运动的轨迹半径为3000m，线速度为150m/s，则飞机运动的周期、频率、转速和角速度分别是多少
22．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动，因合加速度为零，所以以合速度做匀速直线运动，故A不符合题意；
B．合力方向与运动方向不在一条直线上，物体做曲线运功，当合力方向与速度方向成钝角时，物体运动的速率会减小，故B不符合题意；
C．物体做曲线运动，速度一定在变化，但加速度不一定变化，例如平抛运动，故C符合题意；
D．物体做圆周运动速度不断发生变化，合外力不断变化，根据牛顿第二定律可知加速度不断变化，故D不符合题意。
故选C。
2．D
【详解】
把人的速度分解为垂直于旗杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图
此时手握旗杆的位置到O点距离为
则有
故选D。
3．B
【详解】
A．笔杆上各点绕O点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，A错误；
B．笔杆上的各个点都做同轴转动，除O点不转动外，其它点的角速度是相等的，B正确；
C．笔杆上各个点的角速度相等，根据
可知，笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比，C错误；
D．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度相等，根据向心加速度的公式
可知，离O点越近，向心加速度越小，D错误；
故选B。
4．B
【详解】
AB是皮带传动，AC是摩擦传动，线速度均相同，故
vA：vB：vC＝1：1：1
根据
可知
A：B：C＝1：2：3
故ACD错误，B正确。
故选B。
5．B
【详解】
BD．由于a、b为钟表秒针上的两点，属于同轴转动，所以a、b两点的角速度相等，故B正确，D错误；
AC．由图可知a点的转动半径小于b点的转动半径，根据线速度与角速度的关系
可知，a点线速度比b点的小，故AC错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．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．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
则从动轮的角速度为
故B错误；
CD．同理可得
2πn·r1=2πn2·r2
解得从动轮的转速为
n2＝
C正确，D错误；
故选C。
7．B
【详解】
A．游客随座舱的转动而做匀速圆周运动，合力提供向心力，不是平衡状态，故A错误；
BC．游客随座舱的转动而做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，方向时刻改变，游客做的是一种变加速曲线运动，故B正确，C错误；
D．游客随座舱的转动而做匀速圆周运动，速度和加速度的大小不变，但方向时刻改变，故游客的速度和加速度都是不断变化的，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
AB．圆盘上各点转动的角速度相同，线速度不同，AB错误；
CD．因为沿顺时针方向旋转20圈，即
在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即
可得
所以观察到白点逆时针旋转
所以，观察到白点每秒逆时针旋转1圈，即有周期
C错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．物体运动不一定受到力的作用。物体不受力和受平衡力时,都保持原来的静止状态或匀速运动状态。力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故A错误；
B．物体做直线运动时，也能将这个运动分解为两个分运动，如竖直上抛运动可以分解成向上的匀速直线运动和向下的自由落体运动，故B错误；
C．抛体运动的物体仅受重力，加速度的大小与方向都不变，一定做匀变速运动，故故C正确；
D．匀速圆周运动是线速度的大小不变，方向时刻改变，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
由于P、Q两点在同一杆上，而且杆运动时始终保持竖直，所以在30°匀速转动到60°的过程中，两点都做半径相同的匀速圆周运动，故两点的线速度、角速度、加速度和路程都相等。
故选D。
11．B
【详解】
a，b，c三点同轴同时转动，故三点的角速度相等。线速度，从图中可知，a，b半径相等，大于c点半径，故a，b线速度也相同，大于c点线速度。故选B。
12．A
【详解】
AD．地球绕自转轴转动时，地球上各点的物体运动周期及角速度都是相同的，A正确，D错误；
BC．地球表面上的物体，随地球做圆周运动的平面是物体所在纬线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬线上的物体圆周运动的半径是不同的，只有同一纬线上的物体转动半径相等，线速度的大小才相等，但即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同，所以BC错误。
故选A。
13．C
【详解】
因电动车额定转速：（转/分）=3.5r/s车轮直径：，则额定时速约为
故选C。
14．C
【详解】
物体原来受力平衡，撤去两个力之后，剩余力的合力与撤去的两力的合力等大反向，合力范围在5N~35N之间，根据牛顿第二定律
F=ma
其余力保特不变，所以加速度不变，物体一定是匀变速运动；加速度在1m/s2~7m/s2之间；因为不知道初速度方向，所以不能确定速度与合外力是否共线，不能确定物体作直线运动还是曲线运动，但一定是匀变速运动。
故选C。
15．D
【详解】
A．开窗过程中，滑块A和B点速度方向如图所示，因为两速度沿杆方向的分速度始终相等，故在开窗过程中A、B两点的速度不会始终相等，A错误；
B．开窗过程中B、C两点都绕一个固定轴旋转，因此角速度始终相等，B错误；
C．开窗状态下滑块受重力、压力、支持力和摩擦力4个力作用，C错误；
D．由于A可以滑动，当轻杆垂直于竖直窗框时，B点到窗框距离最远，此时张角最大，设张角为，则有
所以最大张角为30o，D正确。
故选D。
16．
【详解】
[1]物体运动的速度大小等于定滑轮边缘的线速度，所以
v=
[2]物体做初速度为零的匀加速直线运动
v=at
可得出
物体受重力mg和拉力F作用，由牛顿第二定律得
mg-F=ma
可求出
F=m（g-a）=
17．变加速
【详解】
[1]做匀速圆周运动的加速度大小不变，方向始终指向圆心，可知加速度是变化的，所以匀速圆周运动是一种变加速运动。
18． 秒 圈数 转每秒 转每分
【详解】
（1）[1]T：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间，单位：秒；
（2）[2][3][4]转速n：物体转动的圈数与所用时间之比．单位：转每秒或转每分。
19．（1）；（2）
【详解】
（1）大齿轮的周期
则
大齿轮转动角速度的大小
（2）大齿轮和小齿轮边缘线速度的大小相等，有
解得小齿轮角速度的大小
小齿轮角速度与后轮角速度的大小相等，则后轮线速度的大小
20．（）
【详解】
由于子弹在圆筒上只留下了一个洞痕，考虑匀速圆周运动的周期性，故有
解得
所以
21．见解析
【详解】
某飞机做匀速圆周运动的轨迹半径为3000m，线速度为150m/s，则飞机运动的周期
频率
转速
角速度
22．（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。
【详解】
略
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页