人教新版高中物理必修第二册 训练题 圆周运动 Word版含解析

1．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　)
A．是线速度不变的运动
B．是角速度不变的运动
C．是角速度不断变化的运动
D．是相对圆心位移不变的运动
解析：选B　匀速圆周运动，角速度保持不变，线速度大小保持不变，方向时刻变化，A、C错误，B正确；相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，D错误。
2．(2019·东营高一检测)某物体保持不变的角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)
A．若轨道半径越大，则线速度越大
B．若轨道半径越大，则线速度越小
C．若轨道半径越大，则周期越小
D．若轨道半径越大，则周期越大
解析：选A　物体做匀速圆周运动，角速度ω一定，根据v＝ωr，轨道半径越大线速度越大，故A正确，B错误；物体做匀速圆周运动，角速度ω一定，根据T＝，周期也一定，与半径无关，故C、D错误。
3.在某次文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　)
A．ωA＜ωB
B．ωA＞ωB
C．vA＜vB
D．vA＞vB
解析：选D　由于A、B两处在演员自转的过程中周期一样，所以根据ω＝可知，A、B两点的角速度相等，所以A、B选项错误；根据v＝rω可知A点转动半径大于B点转动半径，所以A点的线速度大于B点的线速度，即选项D正确。
4．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，则下列判断不正确的是(　　)
A．角速度为0.5 rad/s
B．转速为0.5 r/s
C．运动轨迹的半径为1.27 m
D．频率为0.5 Hz
解析：选A　由题意知v＝4 m/s，T＝2 s，根据角速度与周期的关系可知ω＝＝ π rad/s≈3.14 rad/s。由线速度与角速度的关系v＝ωr得r＝＝ m≈1.27 m。由v＝2πnr得转速n＝＝ r/s＝0.5 r/s。又由频率与周期的关系得f＝＝0.5 Hz。故A错误，符合题意。
5．机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，分针与秒针从重合到第二次重合，中间经历的时间为(　　)
A．1 min B. min
C. min D. min
解析：选C　由于秒针每转一周所用的时间为1 min；分针转一周所用的时间为60 min，所以两针的角速度分别为：ω1＝ rad/s，ω2＝ rad/s。设经过时间t两针再次重合，则：ω1t－ω2t＝2π，t＝＝s＝ min，选项C正确。
6．甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则(　　)
A．ω1＞ω2　　　　　　　　　 B．ω1＜ω2
C．ω1＝ω2 D．无法确定
解析：选C　要比较角速度的大小，需要知道他们各自的角速度再比较。根据角速度的定义知ω＝，题中已告诉两人所用时间相等，所以只需比较转过的角度即可，甲、乙两同学都是跑的一圈，即转过的角度都是2π，所以甲、乙两同学的角速度相等。
7.两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是(　　)
A. B.
C. D.
解析：选B　由题意知两小球角速度相等，即ω1＝ω2，设球1、2到O点的距离分别为r1、r2，则＝，又r1＋r2＝L，所以r2＝，B正确。
8．共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是(　　)
A．ωB＝ωC B．vC＝vA
C．ωB＝ωA D．vA＝vC
解析：选B　由圆锥齿轮的特点，得vB＝vC，根据v＝ωr可知ωB≠ωC，选项A错误；由vC＝vB，vB＝ωBrB，ωB＝ωA＝，知vC＝vA，则vA＝vC，且rB≠rC，选项B正确，D错误；A、B同轴转动，角速度相同，选项C错误。
9．一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：
(1)曲轴转动的周期与角速度。
(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度。
解析：(1)由于曲轴每秒钟转＝40周
则周期T＝ s
曲轴转动的角速度
ω＝＝ rad/s＝80π rad/s。
(2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。
答案：(1) s　80π rad/s　(2)16π m/s
B级—选考提能
10.(2019·唐山高一检测)如图所示，甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3。若甲齿轮的角速度为ω1，则丙齿轮的角速度为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选A　由甲、乙、丙三个齿轮依靠齿轮传动，三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r3，则ω1r1＝ω2r2＝ω3r3，故ω3＝，故A正确。
11．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)
A．360 m/s B．720 m/s
C．1 440 m/s D．108 m/s
解析：选C　子弹从A盘到B盘，B盘转过的角度θ＝2πn＋(n＝0,1,2，…)，B盘转动的角速度ω＝＝2πf＝2πn＝2π× rad/s＝120π rad/s，子弹在A、B盘间运动的时间等于B盘转动的时间，即＝，所以v＝＝ m/s(n＝0,1,2，…)，n＝0时，v＝1 440 m/s；n＝1时，v≈110.77 m/s；n＝2时，v＝57.6 m/s；…，故C正确。
12.某农民发明家为家禽养殖者研发出了一款自动抛食机，其原理如图，将软食料装入长臂末端半圆形金属碗中，电机带动长臂转动，当长臂碰到挡杆时，速度立即变为零，食料被抛出，通过控制长臂的转速来控制食料的抛出范围。长臂的长度为L，假设食料抛出做平抛运动，平抛的初速度和长臂端碰挡杆前的瞬时线速度大小相等，抛出点距地面距离为H，要使食料被抛到地面距抛出点的水平距离为0到D的范围内，则长臂在碰挡杆前的角速度ω应控制在什么范围？(用表达式写出)
解析：食料在最高点做平抛运动，则有：
H＝gt2
D＝vt
联立解得：v＝D
由v＝ωL可得最大转动角速度为：
ω＝＝
最小角速度为0
故角速度范围。
答案：