高一物理粤教版（2019）必修二 2.1匀速圆周运动 课时作业（含解析）

2.1匀速圆周运动
一、单选题
1．在光滑水平面上，小球在绳的拉力作用下做匀速圆周运动。下列说法不正确的是（　　）
A．绳对小球的拉力提供向心力
B．拉力不改变小球速度的大小
C．小球运动的角速度恒定不变
D．小球的运动是匀变速运动
2．关于曲线运动下列说法中不正确的是（　　）
A．曲线运动可能是匀变速运动
B．曲线运动的速度方向一定是时刻变化的
C．物体受到变化的合外力作用时，它的运动速度大小一定变化
D．物体做匀速圆周运动时，合外力方向一定与瞬时速度方向垂直
3．以地面为参考系，下列研究对象中做圆周运动的是（ ）
A．运动员掷出的链球 B．行驶列车上钟表的时针尖端
C．行进中自行车轮胎上的气门芯 D．教室里的吊扇转动时叶片上的点
4．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．周期不变 B．线速度大小、方向均不变
C．向心力大小、方向均不变 D．向心加速度大小、方向均不变
5．如图所示，、两轮通过摩擦传动，传动时两轮间不打滑，两轮的半径，则、点的转动的说法中正确的是（　　）
A．角速度相同 B．周期相同 C．转速相同 D．线速度相等
6．如图所示，地球可以看作一个球体，O点为地球球心，位于长沙的物体A和位于赤道上的物体B，都随地球自转做匀速圆周运动，则（　　）
A．物体的周期TA=TB
B．物体的周期TA>TB
C．物体的线速度大小vA>vB
D．物体的角速度大小ωA<ωB
7．轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动，圆周运动是生活中常见的曲线运动，为了描述这类曲线运动，我们引入了一些新的物理量，关于圆周运动及这些物理量的说法正确的是（　　）
A．速度的大小和方向一定都改变
B．线速度的方向可能指向圆弧内部
C．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
D．线速度与角速度一定成正比
8．下列说法正确的是（　　）
A．速度方向发生变化的运动一定是曲线运动
B．匀速圆周运动的速度保持不变
C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力为零
D．质点在做平抛运动时速度的变化率不变
9．关于物体的运动，以下说法正确的是（　　）
A．物体做平抛运动时，加速度大小和方向都不变
B．物体做匀速圆周运动时，加速度大小和方向都不变
C．物体做曲线运动时，加速度方向一定改变
D．物体做曲线运动时，速度大小和方向都一定变化
10．对于做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是：
A．速度和加速度均不变 B．速度不变，角速度为零
C．速度和加速度均改变 D．速度改变，加速度不变
11．如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3=2∶1∶1，求：（　　）
A．A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC=2∶1∶1
B．A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶1
C．A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC=2∶1∶1
D．A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC=2∶1∶4
12．有一半径为R的圆台在水平面上绕竖直轴匀速转动，圆台边缘上有a，b两个圆孔且与O在一条直线上，在圆心O点正上方R高处以一定的初速度水平抛出一小球，抛出那一时刻速度正好沿着Oa方向，为了让小球能准确地掉入孔中，小球的初速度和圆台转动的角速度分别应满足（重力加速度为g）（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、多选题
13．从圆周运动的角度分析机械钟表，下列说法正确的是（　　）
A．秒针转动的周期最短
B．时针转动的角速度最小
C．秒针转动的角速度最小
D．分针的角速度为
14．关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
A．物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零
B．物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动
C．物体有可能在恒力的作用下做曲线运动，如推出手的铅球
D．物体只可能在变力的作用下做曲线运动，如匀速圆周运动
15．下面说法中正确的是（）
A．平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同
B．物体做曲线运动时一定有加速度，且加速度一定是变化的
C．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同
D．物体所受的合力不变且不为零，物体的运动状态一定变化
三、解答题
16．对于做匀速圆周运动的物体，下面的说法是否正确？为什么？
（1）线速度不变；
（2）线速度的大小不变；
（3）角速度不变；
（4）周期不变。
17．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时：
(1)线速度的大小；
(2)角速度的大小；
(3)周期的大小。
参考答案：
1．D
【详解】AB．绳对小球的拉力提供向心力，方向始终与小球速度方向垂直，所以不改变小球速度的大小，故AB正确；
C．小球做匀速圆周运动，角速度恒定不变，故C正确；
D．小球的加速度方向时刻在变化，所以是变加速运动，故D错误。
本题选不正确，故选D。
2．C
【详解】A．曲线运动可能是匀变速运动，例如平抛运动，A正确，不符合题意；
B．曲线运动的速度方向一定是时刻变化的，B正确，不符合题意；
C．物体受到变化的合外力作用时，它的运动速度大小可能不变化，例如匀速圆周运动，C错误，符合题意；
D．物体做匀速圆周运动时，合外力方向一定与瞬时速度方向垂直，D正确，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】A．运动员掷出的链球做抛体运动，A错误；
B．行驶列车上钟表的时针尖端相对于地面既有水平方向的直线运动，又有圆周运动，故相对地面而言，时针尖端不是做圆周运动，B错误；
C．行进中自行车轮胎上的气门芯既有水平方向的直线运动，又有圆周运动，相对地面而言，气门芯不是做圆周运动，C错误；
D．教室里的吊扇转动时叶片上的点相对于地面做匀速圆周运动，D正确。
故选D。
4．A
【详解】匀速圆周运动是周期、角速度不变；线速度、向心力、向心加速度大小不变，方向改变的曲线运动。
故选A。
5．D
【详解】由于传动时两轮间不打滑，故、两点的线速度大小相等，根据
，，
由于、两点做圆周运动半径不相等，可知、两点的角速度不相等，周期不相等，转速不相等，D正确，ABC错误。
故选D。
6．A
【详解】ABD．两物体随地球自转，同轴转动，所以角速度相同，根据可知两物体周期相同，即，，A正确，BD错误；
C．物体圆周运动的半径由物体指向地轴，根据题图可知，根据可知两物体线速度大小关系为，C错误。
故选A。
7．C
【详解】A．速度的大小可能不变，如匀速圆周运动，故A错误；
B．线速度的方向一定沿运动轨迹的切线方向，故B错误；
C．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动，故C正确；
D．如果半径不一定，则线速度与角速度不成正比，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．速度方向时刻发生变化的运动是曲线运动，但速度方向发生变化的运动不一定是曲线运动，如竖直上抛运动，故A错误；
B．匀速圆周运动的速度方向改变，大小不变，故B错误；
C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力充当向心力，不为零，故C错误；
D．质点在做平抛运动时速度的变化率大小始终为g，方向始终竖直向下，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】A．物体做平抛运动，加速度为重力加速度，大小和方向都保持不变，A正确；
B．物体做匀速圆周运动时，加速度大小不变，而方向总是指向圆心，始终是变化的，B错误；
C．物体做曲线运动时，加速度方向不一定改变，比如：做平抛运动时，加速度为重力加速度，大小和方向都保持不变，C错误；
D．物体做匀速圆周运动时，速度大小保持不变，方向在时刻改变，D错误；
故选A。
10．C
【详解】匀速圆周运动的线速度和加速度的大小不变，方向时刻改变，所以速度和加速度均改变，故C正确，ABD错误。
11．B
【详解】AB．由题意可知
，
根据，可得
，
所以
，
A错误，B正确；
CD．根据
可得
CD错误。
故选B。
12．B
【详解】根据
解得
则有
为了让小球能准确地掉入孔中，有
ωt=kπ
解得
（k=1，2，3…）
故选B。
13．AB
【详解】A．对于机械钟表，秒针转动的周期为60s，分针转动的周期为60min，时针转动的周期为12h，时针转动的周期最长，故秒针转动的周期最短，故A正确；
B．时针转动的周期最大，根据转速
可知，时针的角速度最小，故B正确；
C．秒针转动的周期最短，根据
可知，则秒针角速度最大，故C错误；
D．分针转动的周期为60min，分针的角速度为
故D错误。
故选AB。
14．AC
【详解】A．曲线运动的物体速度方向时刻变化，说明加速度不为零，即合外力不为零，故A正确；
B．当物体所受的合外力不为零时，可能做直线运动，也可能做曲线运动，故B错误；
CD．做曲线运动的物体所受合外力一定不为零，但合外力可以是恒力也可以是变力，比如平抛运动，故C正确，D错误。
故选AC。
15．AD
【详解】A．物体有水平初速度、只受重力作用的运动是平抛，根据牛顿第二定律可知，在恒力作用下，物体具有恒定的加速度，做匀变速运动，由
可知，任意相等时间内速度的变化量都相同，故A正确；
B．物体在恒力作用下的曲线运动，加速度恒定，例如平抛，故B错误；
C．匀速圆周运动在任意相等时间内的速度变化量的方向不同，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知，物体受外力作用，具有加速度，运动状态变化，故D正确。
故选AD。
16．（1）错误，因为线速度方向时刻变化；（2）正确，匀速圆周运动的线速度大小不变；（3）正确，匀速圆周运动的角速度不变；（4）正确，匀速圆周运动的周期不变
【详解】（1）对于做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，而方向时刻改变，线速度是矢量，所以线速度是变化的，故（1）错误；
（2）做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，而方向时刻改变，故线速度的大小不变，故（2）正确；
（3）做匀速圆周运动的物体，角速度大小不变，方向也是不变的，故角速度不变，故（3）正确；
（4）匀速圆周运动物体的周期是不变的，故（4）正确。
17．（1）10m/s；（2）0.5rad/s；（3）4π
【详解】（1）根据匀速圆周运动线速度的定义可知线速度为
（2）根据角速度与线速度的关系可知角速度为
（3）根据周期的定义可知周期为