人教版（2019）必修第二册 6.1 圆周运动 同步练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修第二册 6.1 圆周运动 同步练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-28 13:55:16 | ||
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文档简介
1 圆周运动
1.关于圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A.圆周运动是匀变速运动
B.物体做圆周运动一定有加速度
C.物体做匀速圆周运动一定受到恒力作用
D.物体做匀速圆周运动一定不受外力作用
2.如图所示，当铁路工人用扳手拧轨道螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则下列正确的是（ ）
A. ωP<ωQ，vPC. ωP<ωQ，vP=vQ D. ωP=ωQ，vP>vQ
3.［多选］地球自转一周为一昼夜，乌鲁木齐处于高纬度地区，而广州则处于低纬度地区，下列说法中正确的是（ ）
A.乌鲁木齐一昼夜的时间与广州一昼夜的时间相同
B.乌鲁木齐处物体的角速度大，广州处物体的线速度大
C.两处地方物体的角速度、线速度都一样大
D.两处地方物体的角速度一样大，但广州处物体的线速度比乌鲁木齐处物体的线速度要大
4.［多选］如图所示为一皮带传动装置，A、C在同一大轮上，B在小轮边缘上，在传动过程中皮带不打滑，已知R=2r，rC=，则（ ）
A. ωC=ωB B. vC=vB
C. vC= D. ωB=2ωC
5.如图所示是自行车传动装置，其中I是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n （r/s），则自行车前进的速度为（ ）
A. B.
C. D.
6.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两点的角速度之比为（ ）
A. 1∶2 B. 1∶4 C. 2∶1 D. 1∶1
7.如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍。A、B分别为大轮和小轮边缘上的点。在压路机前进时（ ）
A. A、B两点的线速度之比vA∶vB=2∶3
B. A、B两点的线速度之比vA∶vB=3∶2
C. A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=3∶2
D. A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=2∶3
8.［多选］一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，如图所示，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.从飞镖抛出到恰好击中A点，A点一定转动到最低点位置
B.从飞镖抛出到恰好击中A点的时间为
C.圆盘的半径为
D.圆盘转动的角速度一定满足（k=1，2，3，…）
9.［多选］如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇的转速可能是（ ）
A. 600 r/min B. 900 r/min
C. 1 200 r/min D. 3 000 r/min
10.学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为1 m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动；自动识别区的边线ab到a′b′的距离为6.9 m。汽车以速度3 m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3 s；若汽车可看成高1.6 m的长方体，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6 m。要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角速度至少为（ ）
A. B.
C. D.
11.如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为25 cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）d=5 cm，拖把头的半径为10 cm，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。 某次脱水时，拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm，该过程中拖把头匀速转动，则（ ）
A.拖把杆向下运动的速度为0.1π m/s
B.拖把头边缘的线速度为π m/s
C.拖把头转动的角速度为5π rad/s
D.拖把头的转速为1 r/s
12.［多选］在汽车无级变速器中，存在如图所示的装置，A是与B同轴相连的齿轮，C是与D同轴相连的齿轮，A、C、M为相互啮合的齿轮。已知齿轮A、C规格相同，半径为R，齿轮B、D规格也相同，半径为1.5R，齿轮M的半径为0.9R。当齿轮M按如图方向转动时（ ）
A.齿轮D和齿轮B的转动方向相同
B.齿轮D和齿轮A的转动周期之比为1∶1
C.齿轮M和齿轮C的角速度大小之比为9∶10
D.齿轮M和齿轮B边缘某点的线速度大小之比为2∶3
13.质点P顺时针以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动，如图6-1-14所示，周期为T，当P经过图中D点时，有一质量为m的另一质点Q在水平向右的力F的作用下由静止开始在光滑水平面上做匀加速直线运动，为使P、Q两质点在某时刻的速度相同，则F的大小应满足什么条件？
14.如图所示，一半径R=0.4 m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆盘上方h=0.8 m处有一水平轨道，O′点左侧x0=2 m处有一质量m=1 kg的小物块在F=4.25 N的水平恒力作用下由静止开始运动，当小物块运动到O′点时撤走外力F，小物块从O′点离开轨道，此时圆盘半径OA恰与小物块的速度平行，且OA与速度都沿x轴正方向，g取10 m/s2。为了保证小物块刚好落在A点，则：
（1）小物块与水平轨道的动摩擦因数为多少？
（2）圆盘转动的角速度应为多大？
4 抛体运动的规律
参考答案
1. B
2. B 解析：由于P、Q两点属于同轴传动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP=ωQ；由图可知Q点到螺母的距离比较大，由v=ωr可知，Q点的线速度大，即vP3. AD 解析：地球上除极点之外，任何地方的自转角速度都相等，根据可知，乌鲁木齐一昼夜的时间与广州一昼夜的时间相同，故A正确；
地球上除极点之外，任何地方的自转角速度都相等，根据，广州处物体随地球自转的半径大于乌鲁木齐处物体随地球自转的半径，故广州处物体的线速度大，选项B、C错误，D正确。
4. CD 解析：A、C两点同轴传动，具有相同的角速度。A、B两点线速度相等，根据v=rω，因为R=2r，rC=，可得A与B的角速度之比为1∶2，所以C点与B点的角速度大小之比为1∶2，故A错误，D正确；因为vA=vB，C点与B点的角速度大小之比为1∶2，根据v=rω得vC=，故C正确，B错误。
5. A 解析：因为要测量自行车前进的速度，即车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小。根据题意知，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ边缘上的线速度的大小相等，据v=rω可知，r1ω1=r2ω2，已知ω1=2πn，则齿轮Ⅱ的角速度ω2=。因为齿轮Ⅱ和后轮Ⅲ共轴传动，所以转动的ω相等，即ω3=ω2，根据v=rω可知，v3=r3ω3=，故A正确。
6. A 解析：A、B两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，根据v=ωr，半径之比为2∶1，则角速度之比为1∶2，故A正确。
7. D 解析：A、B两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小，故A、B两点的线速度之比vA∶vB=1∶1，故A、B错误；根据公式v=rω，线速度相等时，角速度与半径成反比，故A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=2∶3，故C错误，D正确。
8. ABC 解析：飞镖抛出后做平抛运动，则飞镖从抛出到恰好击中A点，A点一定转动到了圆盘最低点位置，A正确；飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此，B正确；飞镖击中A点时，A恰好在最下方，有，解得，C正确；飞镖击中A点，则A点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2，…），故（k=0，1，2，…），D错误。
9. ACD 解析：观察者感觉扇叶不动，则说明两次闪光的时间间隔内，扇叶转过的角度（n=1，2，3，…），由于闪光灯每秒闪光30次，扇叶每秒转过的角度为，转速为，n=1，转速为600 r/min；n=2，转速为1 200 r/min；n=5，转速为3 000 r/min，故A、C、D正确。
10. A 解析：闸杆转动时间为，
汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角度至少为，解得。
闸杆转动的角速度至少为，故选A。
11. B 解析：拖把杆向下运动的速度，故A错误；拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm，则转动5圈，即拖把头的转速为n=5 r/s，则拖把头转动的角速度，拖把头边缘的线速度，故B正确，C、D错误。
12. ABD 解析：A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，因为M顺时针转动，故A逆时针转动，C逆时针转动，又A、B同轴传动，C、D同轴传动，所以齿轮D和齿轮B的转动方向相同，故A正确；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，齿轮A、C规格相同，半径为R，根据v=ωr得，A、C转动的角速度相同，A、B同轴传动，角速度相同，C、D同轴传动，角速度相同，且齿轮B、D规格也相同，所以齿轮D和齿轮A的转动周期相同，故B正确；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，根据v=ωr得 ===，故C错误；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，根据v=ωr得===，A与B同轴传动，所以ωA=ωB，所以==，根据v=ωr得==×=，故D正确。
13. 解：质点Q沿OD方向从静止开始在光滑水平面上向右做匀加速直线运动，速度方向水平向右，故质点P只能是运动到C点，速度才能与Q的速度（方向和大小）相同；
对质点P：速度v=ωR，ω=；
P从D点运动到C点的时间：t=，其中n=0，1，2，…；
对质点Q：根据牛顿第二定律，有F=ma，v=at
联立解得：F=，其中n=0，1，2，…。
14. 解：（1）小物块离开点后做平抛运动，若正好落在A点，则：h=，x=R=v0t，联立解得：t = 0.4 s，v0=1 m/s
则小物块由P到点的过程中，由运动学公式-v2=2ax0得：a==0.25 m/s2，
由牛顿第二定律得：F-μmg=ma，
解得：μ=0.4。
（2）为了使小物块刚好落在A点，则小物块下落的时间为圆盘转动周期的整数倍，即有：t=nT=，其中n=1，2，3，…，
即ω==，其中n=1，2，3，…。
1.关于圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A.圆周运动是匀变速运动
B.物体做圆周运动一定有加速度
C.物体做匀速圆周运动一定受到恒力作用
D.物体做匀速圆周运动一定不受外力作用
2.如图所示，当铁路工人用扳手拧轨道螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则下列正确的是（ ）
A. ωP<ωQ，vP
3.［多选］地球自转一周为一昼夜，乌鲁木齐处于高纬度地区，而广州则处于低纬度地区，下列说法中正确的是（ ）
A.乌鲁木齐一昼夜的时间与广州一昼夜的时间相同
B.乌鲁木齐处物体的角速度大，广州处物体的线速度大
C.两处地方物体的角速度、线速度都一样大
D.两处地方物体的角速度一样大，但广州处物体的线速度比乌鲁木齐处物体的线速度要大
4.［多选］如图所示为一皮带传动装置，A、C在同一大轮上，B在小轮边缘上，在传动过程中皮带不打滑，已知R=2r，rC=，则（ ）
A. ωC=ωB B. vC=vB
C. vC= D. ωB=2ωC
5.如图所示是自行车传动装置，其中I是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n （r/s），则自行车前进的速度为（ ）
A. B.
C. D.
6.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两点的角速度之比为（ ）
A. 1∶2 B. 1∶4 C. 2∶1 D. 1∶1
7.如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍。A、B分别为大轮和小轮边缘上的点。在压路机前进时（ ）
A. A、B两点的线速度之比vA∶vB=2∶3
B. A、B两点的线速度之比vA∶vB=3∶2
C. A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=3∶2
D. A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=2∶3
8.［多选］一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，如图所示，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.从飞镖抛出到恰好击中A点，A点一定转动到最低点位置
B.从飞镖抛出到恰好击中A点的时间为
C.圆盘的半径为
D.圆盘转动的角速度一定满足（k=1，2，3，…）
9.［多选］如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇的转速可能是（ ）
A. 600 r/min B. 900 r/min
C. 1 200 r/min D. 3 000 r/min
10.学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为1 m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动；自动识别区的边线ab到a′b′的距离为6.9 m。汽车以速度3 m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3 s；若汽车可看成高1.6 m的长方体，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6 m。要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角速度至少为（ ）
A. B.
C. D.
11.如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为25 cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）d=5 cm，拖把头的半径为10 cm，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。 某次脱水时，拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm，该过程中拖把头匀速转动，则（ ）
A.拖把杆向下运动的速度为0.1π m/s
B.拖把头边缘的线速度为π m/s
C.拖把头转动的角速度为5π rad/s
D.拖把头的转速为1 r/s
12.［多选］在汽车无级变速器中，存在如图所示的装置，A是与B同轴相连的齿轮，C是与D同轴相连的齿轮，A、C、M为相互啮合的齿轮。已知齿轮A、C规格相同，半径为R，齿轮B、D规格也相同，半径为1.5R，齿轮M的半径为0.9R。当齿轮M按如图方向转动时（ ）
A.齿轮D和齿轮B的转动方向相同
B.齿轮D和齿轮A的转动周期之比为1∶1
C.齿轮M和齿轮C的角速度大小之比为9∶10
D.齿轮M和齿轮B边缘某点的线速度大小之比为2∶3
13.质点P顺时针以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动，如图6-1-14所示，周期为T，当P经过图中D点时，有一质量为m的另一质点Q在水平向右的力F的作用下由静止开始在光滑水平面上做匀加速直线运动，为使P、Q两质点在某时刻的速度相同，则F的大小应满足什么条件？
14.如图所示，一半径R=0.4 m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆盘上方h=0.8 m处有一水平轨道，O′点左侧x0=2 m处有一质量m=1 kg的小物块在F=4.25 N的水平恒力作用下由静止开始运动，当小物块运动到O′点时撤走外力F，小物块从O′点离开轨道，此时圆盘半径OA恰与小物块的速度平行，且OA与速度都沿x轴正方向，g取10 m/s2。为了保证小物块刚好落在A点，则：
（1）小物块与水平轨道的动摩擦因数为多少？
（2）圆盘转动的角速度应为多大？
4 抛体运动的规律
参考答案
1. B
2. B 解析：由于P、Q两点属于同轴传动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP=ωQ；由图可知Q点到螺母的距离比较大，由v=ωr可知，Q点的线速度大，即vP
地球上除极点之外，任何地方的自转角速度都相等，根据，广州处物体随地球自转的半径大于乌鲁木齐处物体随地球自转的半径，故广州处物体的线速度大，选项B、C错误，D正确。
4. CD 解析：A、C两点同轴传动，具有相同的角速度。A、B两点线速度相等，根据v=rω，因为R=2r，rC=，可得A与B的角速度之比为1∶2，所以C点与B点的角速度大小之比为1∶2，故A错误，D正确；因为vA=vB，C点与B点的角速度大小之比为1∶2，根据v=rω得vC=，故C正确，B错误。
5. A 解析：因为要测量自行车前进的速度，即车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小。根据题意知，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ边缘上的线速度的大小相等，据v=rω可知，r1ω1=r2ω2，已知ω1=2πn，则齿轮Ⅱ的角速度ω2=。因为齿轮Ⅱ和后轮Ⅲ共轴传动，所以转动的ω相等，即ω3=ω2，根据v=rω可知，v3=r3ω3=，故A正确。
6. A 解析：A、B两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，根据v=ωr，半径之比为2∶1，则角速度之比为1∶2，故A正确。
7. D 解析：A、B两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小，故A、B两点的线速度之比vA∶vB=1∶1，故A、B错误；根据公式v=rω，线速度相等时，角速度与半径成反比，故A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=2∶3，故C错误，D正确。
8. ABC 解析：飞镖抛出后做平抛运动，则飞镖从抛出到恰好击中A点，A点一定转动到了圆盘最低点位置，A正确；飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此，B正确；飞镖击中A点时，A恰好在最下方，有，解得，C正确；飞镖击中A点，则A点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2，…），故（k=0，1，2，…），D错误。
9. ACD 解析：观察者感觉扇叶不动，则说明两次闪光的时间间隔内，扇叶转过的角度（n=1，2，3，…），由于闪光灯每秒闪光30次，扇叶每秒转过的角度为，转速为，n=1，转速为600 r/min；n=2，转速为1 200 r/min；n=5，转速为3 000 r/min，故A、C、D正确。
10. A 解析：闸杆转动时间为，
汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角度至少为，解得。
闸杆转动的角速度至少为，故选A。
11. B 解析：拖把杆向下运动的速度，故A错误；拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm，则转动5圈，即拖把头的转速为n=5 r/s，则拖把头转动的角速度，拖把头边缘的线速度，故B正确，C、D错误。
12. ABD 解析：A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，因为M顺时针转动，故A逆时针转动，C逆时针转动，又A、B同轴传动，C、D同轴传动，所以齿轮D和齿轮B的转动方向相同，故A正确；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，齿轮A、C规格相同，半径为R，根据v=ωr得，A、C转动的角速度相同，A、B同轴传动，角速度相同，C、D同轴传动，角速度相同，且齿轮B、D规格也相同，所以齿轮D和齿轮A的转动周期相同，故B正确；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，根据v=ωr得 ===，故C错误；A、M、C三个紧密啮合的齿轮是齿轮传动，边缘线速度大小相同，根据v=ωr得===，A与B同轴传动，所以ωA=ωB，所以==，根据v=ωr得==×=，故D正确。
13. 解：质点Q沿OD方向从静止开始在光滑水平面上向右做匀加速直线运动，速度方向水平向右，故质点P只能是运动到C点，速度才能与Q的速度（方向和大小）相同；
对质点P：速度v=ωR，ω=；
P从D点运动到C点的时间：t=，其中n=0，1，2，…；
对质点Q：根据牛顿第二定律，有F=ma，v=at
联立解得：F=，其中n=0，1，2，…。
14. 解：（1）小物块离开点后做平抛运动，若正好落在A点，则：h=，x=R=v0t，联立解得：t = 0.4 s，v0=1 m/s
则小物块由P到点的过程中，由运动学公式-v2=2ax0得：a==0.25 m/s2，
由牛顿第二定律得：F-μmg=ma，
解得：μ=0.4。
（2）为了使小物块刚好落在A点，则小物块下落的时间为圆盘转动周期的整数倍，即有：t=nT=，其中n=1，2，3，…，
即ω==，其中n=1，2，3，…。