2025教科版高中物理必修第二册强化练习题--1　圆周运动（有解析）

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2025教科版高中物理必修第二册
第二章　匀速圆周运动
1　圆周运动
基础过关练
题组一　描述匀速圆周运动的物理量
1.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中不正确的是 (　　)
A.相等的时间内通过的路程相等
B.相等的时间内通过的弧长相等
C.相等的时间内通过的位移相同
D.在任何相等的时间里,连接物体和圆心的半径转过的角度都相等
2.(2024四川广安期中)一个小球做匀速圆周运动,轨迹半径为0.5 m,小球在10 s内转了5圈,则 (　　)
A.小球线速度大小为2π m/s
B.小球角速度大小为2π rad/s
C.小球线速度大小为 m/s
D.小球角速度大小为4π rad/s
题组二　线速度、角速度和周期之间的关系
3.(多选题)质点做匀速圆周运动时 (　　)
A.线速度越大,其转速一定越大
B.角速度大时,其转速一定大
C.线速度一定时,半径越大,则周期越长
D.无论半径大小如何,角速度越大,则质点的周期一定越长
4.(2024山东青岛月考)如图所示,如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动,那么,从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为 (　　)
A. min
题组三　传动与同轴转动问题
5.(2024江苏盐城一中期中)如图所示,纸风车上有A、B两点,A点离轴心较远,当风车被风吹着绕中心转动时,A、B两点的角速度分别为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
6.如图所示为锥形齿轮的传动示意图,大齿轮带动小齿轮转动,大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2,两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2,则 (　　)
A.ω1<ω2,v1=v2　　　　B.ω1>ω2,v1=v2
C.ω1=ω2,v1>v2　　　　D.ω1=ω2,v17.(2024江苏扬州期中)如图所示,是自行车部分结构示意图,下面说法中正确的是 (　　)
A.A、B两点的角速度相等
B.B、C两点的线速度大小相等
C.B、C两点的角速度相等
D.A、C两点的线速度大小相等
能力提升练
题组一　线速度、角速度、周期、转速之间的关系
1.(2024四川泸县期末)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,如图所示,在相同的时间内,它们通过的路程之比是4∶3,运动方向改变的角度之比是3∶2,以下说法不正确的是 (　　)
A.A、B线速度大小之比为3∶4
B.A、B角速度大小之比为3∶2
C.A、B周期之比为2∶3
D.A、B做圆周运动的半径之比为8∶9
2.(2024四川达州外国语学校月考)植树节上同学们种下了绿色与希望。如果小明绕着地面上的O点把小树扶起来,简化后如图所示,当小明以速度v水平向左运动时,小树与地面的夹角恰为α。已知小明手扶树的位置与O点的距离为r,则此时小树转动的角速度为　 (　　)
A.ω=
C.ω=
题组二　传动与同轴转动问题
3.(多选题)(2024陕西西安期中)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某变速自行车齿轮传动结构示意图,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.该车可变换四种不同挡位
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
题组三　匀速圆周运动与其他运动的综合问题
4.(多选题)(2024重庆沙坪坝期末)半径为R的竖直圆筒绕竖直中心轴以恒定的转速匀速转动。在某一固定位置以相同速度、相等时间间隔水平射出三颗子弹。子弹穿出圆筒后,将圆筒展开发现筒壁上留下了6个如图所示的弹孔,其中同一竖直线上的两弹孔为同一颗子弹留下的,两横排弹孔竖直间距为h,同一横排两相邻弹孔间距为。重力加速度为g。则 (　　)
A.圆筒转动的角速度可能为ω=2π
B.圆筒转动的角速度可能为ω=7π
C.子弹射出的时间间隔可能为Δt=
D.子弹射出的时间间隔可能为Δt=
答案与分层梯度式解析
第二章　匀速圆周运动
1　圆周运动
基础过关练
1.C　匀速圆周运动是指线速度大小不变的圆周运动,因此在相等时间内通过的路程相等,弧长相等,转过的角度也相等,A、B、D正确;相等时间内通过的位移大小相等,方向不一定相同,故C错误。
2.C　小球角速度大小为ω=2πn=2π× m/s,故A错误,C正确。
3.BC　匀速圆周运动的线速度v=,与半径无关,角速度越大,则质点的周期一定越短,D错误。
4.C　由于分针、秒针的转动周期分别为T1=1 h=3 600 s,T2=1 min=60 s,则由ω= min,故本题选C。
5.A　当风车被风吹着绕中心转动时,A、B两点同轴转动,角速度相等,则ωA=ωB;因rA>rB,故由v=ωr可得vA>vB,故A正确。
6.A　由于大齿轮带动小齿轮转动,两者啮合,所以线速度v1=v2;由于v=ωr,所以ω1r1=ω2r2,又因为r1>r2,所以ω1<ω2,A正确。
7.C　A、B两点可看作是皮带传动,A、B两点的线速度大小相等,但半径不相等,根据v=ωr知,A、B两点角速度不相等,故A错误;B、C两点是同轴转动,故B、C两点的角速度大小相等,但半径大小不相等,根据v=ωr知,B、C两点的线速度大小不相等,故B错误,C正确;A、B两点的线速度大小相等,设为v,B、C两点的角速度相等,但半径不相等,根据v=ωr知,C点的线速度大于B点的线速度,故C点的线速度大于A点的线速度,故D错误。
能力提升练
1.A　根据v=可知,A、B做圆周运动的半径之比为8∶9,D正确,不符合题意。
2.B　将速度v进行分解,如图所示,垂直于树方向的速度v1=v sin α,
根据圆周运动角速度与线速度的关系得ω=,故选B。
3.BC　A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种挡位,B轮通过链条分别与C、D连接,又可有两种挡位,所以该车可变换四种挡位,故A错误,B正确。当A轮与D轮组合时,两轮边缘线速度大小相等,A轮转一圈,D轮转4圈,即,故C正确,D错误。
4.BC　子弹在圆筒中做平抛运动,在竖直方向上由h=,故C正确,D错误。
方法技巧　匀速圆周运动的多解问题常涉及两个物体的两种不同的运动,其中一个物体做匀速圆周运动,另一个物体做其他形式的运动。由于这两种运动是同时进行的,因此,依据等时性建立等式求解待求量是解答此类问题的基本思路。特别需要提醒同学们注意的是,因匀速圆周运动具有周期性,使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生,这就要求我们在表达做匀速圆周运动物体的运动时间时,必须把各种可能都考虑进去,本题中匀速圆周运动与平抛运动相结合,运算结果中的自然数“m”“n”正是这一考虑的数学外化。
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