2019-2020学年高中物理沪科版必修2：2.1怎样描述圆周运动 课时作业1（含解析）

2.1怎样描述圆周运动运动
课时作业（含解析)
1．在匀速圆周运动中，发生变化的物理量是（　　）
A．转速
B．周期
C．角速度
D．速度
2．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则(　　)
A．A点和B点的线速度大小之比为1∶2
B．前轮和后轮的角速度之比为2∶1
C．两轮转动的周期相等
D．A点和B点的向心加速度大小相等
3．一辆轿车正在通过如图所示的路段，关于该轿车在转弯的过程中，正确的是(　　)
A．轿车的速度大小不一定变化
B．轿车处于平衡状态
C．轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向
D．轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向
4．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（　　）
A．线速度不变
B．周期变化
C．角速度大小不变
D．运动状态不变
5．在如图所示的齿轮传动中，两个齿轮的半径之比为，当齿轮转动的时候，比较小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点，下列说法中正确的是
A．角速度之比为
B．角速度之比为
C．线速度大小之比为
D．线速度大小之比为
6．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动是线速度不变的运动
D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，属于变速运动
7．有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如图，其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如图，现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1k）T2，若扇叶转动的周期为T1，且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（　　）
A．k一定等于
B．若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ
C．若重新调节，只要满足T1>kT2，所看到的图案一定为闭合的圆环
D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的
8．无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器，
很多种高档汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模
型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动
轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮和从动轮之间
的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加．当滚动轮位于主动
轮直径
D1、从动轮直径
D2的位置时，
主动轮转速
n1、从动轮转
速
n2的关系是（）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示的传动装置中，B，C两轮固定在一起绕同一轴转动，A，B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB，若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为(　　)
A．角速度之比1∶2∶2
B．角速度之比1∶1∶2
C．线速度之比1∶2∶2
D．线速度之比1∶1∶2
10．如图所示，正在水平面内旋转的圆盘上有a、b两点，则（　　）
A．两点的线速度
B．两点的线速度
C．两点的角速度
D．两点的角速度
11．如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次。风扇的叶片有三片，均匀安装在转轴上。转动时如观察者感觉叶片不动，则风扇的转速是_________r/min。如果观察者感觉叶片有六片，则风扇的转速是________r/min（电动机的转速不超过800r/min）。
12．图中所示是篮球比赛专用计时器，请你根据图中提供的信息，计时器正常工作时分针转动的角速度_____rad/s，若秒针的长度为20cm，则秒针针尖处的线速度为_____m/s。
13．如图所示为自行车传动部分示意图，a为踏脚，OA为曲轴，b为齿轮（牙盘），d为齿轮（飞），c为链条，e为后轮（主动轮）。已知OA=25cm，rb=10cm，rd=5cm，re=36cm。如果传动过程中无打滑现象，当踏脚以每分30转的速度匀速转动时，牙盘的角速度为_____rad/s，自行车行进的速度为_____m/s。
14．图为利用光电脉冲测量小车的车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光专接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，再由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理量或数据是________，小车速度v的表达式为________，行程s的表达式为________.
15．如图所示是教室里的精准石英钟，求：
（1）时针、分针的角速度之比；
（2）从图中位置（2∶00）开始计时，时针、分针经过多长时间将第一次重合？
参考答案
1．D
【解析】
在匀速圆周运动中，物体的转速，周期，角速度都不改变，速度的大小不变，但方向在不停改变，所以发生变化的是速度，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
轮A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以，故A错误；根据和，可知A、B两点的角速度之比为2∶1；由，所以转速也是2∶1，故B正确；据和前轮与后轮的角速度之比2∶1，求得两轮的转动周期为1∶2，故C错误；由，可知，向心加速度与半径成反比，则A与B点的向心加速度不等，故D错误．
3．A
【解析】
由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，受力不平衡，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，速度的大小不一定变化，故A正确．由于速度方向一定变化，速度在变化，所以轿车处于非平衡状态，故B错误．若是匀速圆周运动，则加速度方向指向圆心，不可能沿运动路线的切线方向；若不是匀速圆周运动，则加速度方向不指向圆心，故CD错误．故选A．
【点睛】
本题主要考查了同学们的识图能力，注意汽车做圆周运动，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，只有匀速圆周运动，加速度方向指向圆心．
4．C
【解析】
A．做匀速圆周运动的物体线速度大小不变，方向变化，故A错误；
BC．做匀速圆周运动的物体，周期、角速度不变，故B错误，C正确；
D．由于物体的线速度方向变化，故其运动状态发生变化，故D错误；
故选C。
5．B
【解析】
齿轮传动中三个齿轮的线速度相同，所以点和点的线速度大小之比为：
由可知：
则有：
，
即有：
A．与分析不符，故A错误；
B．与分析相符，故B正确；
C．与分析不符，故C错误；
D．与分析不符，故D错误；
故选B。
6．C
【解析】
匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，故速度是变化的，是变速运动，因加速度方向不断变化，则匀速圆周运动是非匀变速运动，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
A．由公式
得
故A错误；
B．若重新调节，将风扇转速加倍，由公式
考虑圆周运动的周期性，所看到的图案有可能重合一部分，故所看到的图案的圆心角不一定变成2θ，故B错误；
C．由公式
可得，如果T1>kT2，小于，故C错误；
D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……）时，由圆周运动的周期性可知，所看到的图案一定是“不动”的，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
从动轮与主动轮边缘线速度相等，则有
·ω1＝·ω2
即D1n1＝D2n2，故
故B正确ACD错误。
故选B。
9．AD
【解析】
点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故：，根据，有：；点b和点c是同轴传动，角速度相等，故：；根据，有：，综合有：
，
，故选项AD正确．
点睛：要求线速度之比需要知道三者线速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．
10．BC
【解析】
本题主要考查线速度、角速度。共轴转动的点，角速度大小相等，根据比较各点的线速度大小。
a、b共轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，a点的线速度大于b点的线速度，故BC正确，AD错误；
故选BC。
11．600
300
【解析】
[1]观察者感觉叶片不动，说明经过1次闪光间隔，叶片恰好运动到下一片叶片的位置，或者下一片叶片或回到自身所在位置，故
其中，由于转速小于800r/s，故风扇转速为
[2]若观察者感觉有6片叶片，则
12．0.0052
0.021
【解析】
[1][2]分针转动一圈的时间为20min，故分针转动的角速度
钟表秒针转动一圈需要60s，所以
线速度
13．3.14
2.26
【解析】
[1][2]牙盘和踏脚同轴转动，角速度相同，则牙盘角速度
b、d两点线速度相同，根据
可知，b、d两点角速度
自行车行进的速度
14．D的齿数P和C的半径R
【解析】
D转动的角速度与单位时间内的脉冲数n及D的齿数有关，设D的齿数为p，则D的角速度，小车速度v与C边缘的线速度相等，即;累计脉冲数N经巧的时,小车的行程.
15．（1）；（2）
【解析】
（1）时针的周期，分针的周期，依据，可知，时针、分针的角速度之比
（2）根据角速度与周期关系可知
设经过时间将第一次重合，则有
解得