6.1 圆周运动（基础达标）检测— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（ Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.1 圆周运动（基础达标）检测— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（ Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 649.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-24 13:32:20 | ||
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文档简介
第六章圆周运动第一节圆周运动基础达标（含解析）
一、单选题
1．关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定
B．如果物体在
内转过角，则角速度为
C．若半径一定，则线速度与角速度成反比
D．匀速圆周运动是变加速曲线运动
2．如图所示，当用扳手拧螺母时，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（ ）
A．ωP<ωQ，vP C．ωP<ωQ，vP=vQ D．ωP=ωQ，vP>vQ
3．如图为一皮带传动装置，大轮与小轮固定在同一根轴上，小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连（皮带不打滑），它们的半径之比是1:2:4。A B C分别为小、中、大轮子边缘上的三点，那么它们角速度之比为（ ）
A．1:2:2 B．2:2:1 C．1:2:1 D．2:1:2
4．两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的速度为时，小球2的速度为，则O点到小球2的距离是（ ）
A． B． C． D．
5．一户外健身器材如图所示，当器材上轮子转动时，轮子上A、B两点的（ ）
A．转速 B．周期
C．线速度 D．角速度
6．如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中（ ）
A．笔尖的速率不变
B．笔尖做的是匀速运动
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．两相同时间内转过的角度不同
7．某种变速自行车，与后轮相连的飞轮有五个齿轮，齿数分别为：16、18、21、24、28，与踏板相连的链轮有三个齿轮，齿数分别为：28、38、48，前后车轮的直径为，当人骑着车行进的速度为时，脚踩踏板做匀速圆周运动的最小角速度为（ ）
A． B． C． D．
8．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系如图，则（ ）
A．齿轮A的角速度比C的大
B．齿轮A与B的角速度大小相等
C．齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D．齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大
9．在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人会紧盯树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤，从物理知识角度来解释，以下说法正确的是（ ）
A．树木开始倒下时树梢的角速度较大，易于判断
B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断
C．树木开始倒下时，树梢的质量小，易于判断
D．伐木工人的经验缺乏科学依据
10．如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动。连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动。已知OB杆长为L=0.4m，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为ω=10rad/s，当连杆AB与水平方向夹角为θ=37°，AB杆与OB杆刚好垂直，滑块的水平速度大小为（ ）
A．4m/s B．3m/s C．3.2m/s D．5m/s
11．塔式起重机简称塔机，具有回转半径大、提升高度高、操作简单、装卸容易等优点，是建筑工地普遍使用的一种起重机械。某工地作业的塔机如图所示，此时所吊重物保持静止。此次作业要使重物在水平面内由图示位置先以8m的旋转半径沿逆时针缓慢转动60°角后，再竖直下落6m送达目标位置。此次作业过程中，重物的路程和位移的大小分别是（ ）
A．14m，14m B．10m，14m
C．（+6）m，10m D．（+6）m，14m
12．如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω转动，则（ ）
A．A、B两点的角速度相等
B．A、B两点的线速度相等
C．若，则
D．以上选项都不对
13．如图所示，地球可以视为一个球体，O点为地球球心，位于昆明的物体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 B．物体的周期
C．物体的线速度大 D．物体的角速度大小
14．两个小球固定在一根长的杆的两端，绕杆的点做圆周运动，如图所示，当小球的速度为时，小球的速度为，则转轴到小球的距离是（ ）
A． B． C． D．
15．2019年8月超强台风“利奇马”的中心在浙江省温岭市沿海登陆，登陆后，“利奇马”强度开始迅速减弱，并逐渐转向偏北方向移动，对部分沿海城市房屋、道路和桥梁有严重的破坏。“利奇马”过后，一同学到社区志愿参加清扫活动，如图所示，该同学把被风刮倒的长木杆绕着O点扶起来，已知木杆的长度为L，该同学的手与杆的接触位置高为h，当该同学以速度v向左运动时，手与杆接触点的高度不变，当木杆与地面的夹角为时，木杆转动的角速度为（ ）
A． B．
C． D．
16．如图所示，圆锥形转轮与圆盘形转轮均可绕其中轴（图中虚线表示）转动，两转轮在点接触且无相对滑动，若将接触位置由点移到点，保持轮转动的角速度不变，则轮的（ ）
A．角速度不变，边缘线速度变大 B．角速度变大，边缘线速度变大
C．角速度变大，边缘线速度不变 D．角速度变小，边缘线速度不变
二、解答题
17．做匀速圆周运动的物体，20 s内沿半径为10 m的圆周运动了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。
18．观察钟表指针转动情况，回答下列问题
（1）某教室用钟秒针针尖到转轴距离20cm，求秒针针尖转动的角速度和线速度；
（2）若分针与时针由转轴到针尖的长度之比为2:1，求分针与时针的角速度之比；
（3）求分针针尖与时针针尖线速度之比。
19．如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。求：
（1）A轮与B轮的角速度之比；
（2）若将小木块放在B轮上。欲使木块相对B轮也相对静止，求木块距B轮转轴的最大距离。
参考答案
1．D
【解析】A．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，A错误；
B．角速度
C．若半径r一定，由
则线速度与角速度成正比，C错误；
D．匀速圆周运动是变速运动，它的加速度大小不变，方向始终指向圆心，时刻发生变化，故匀速圆周运动是变加速曲线运动，D正确。
故选D。
2．B
【解析】由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP=ωQ
同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由可知，Q点的线速度大，即
故选B。
3．D
【解析】AC两轮同轴转动，角速度相同；AB两轮同缘转动，线速度相等，则根据v=ωr可知AB的角速度之比为2:1，则ABC三个轮的角速度之比为2:1:2.
故选D。
4．B
【解析】设转轴O到球1、球2的距离为r1、r2，由几何关系可得r1+r2=L
两球绕轴转动，角速度相同，可得
联立可得O点到小球2的距离为
故选B。
5．C
【解析】ABD．由于同轴转动，轮上各个点的角速度相同（圆心除外），所以A、B两点的角速度相同，转速相同，周期相同，ABD错误；
C．由
线速度
C正确。
故选C。
6．A
【解析】AB．由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度的方向时刻改变，故A正确，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，但位移还要考虑方向，C错误；
D．相同时间内转过角度相同，D错误。
故选A。
7．A
【解析】当自行车行驶速度一定时，即后轮的角速度一定，飞轮的角速度一定，根据
脚踏板和链轮有相同的角速度，知要使脚踩踏板作匀速圆周运动的角速度最小，则最多，最少，即，。
所以
故选A
8．D
【解析】由图可知，A、B、C三齿轮半径大小的关系为
rA>rB>rC
齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故
vA=vB
ωB=ωC
根据
v=ωr
可得
ωB>ωA
ωA<ωC
vB>vC
vA>vC
故选D。
9．B
【解析】伐木工人双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，是因为树木倒下时，各点角速度相同，树梢的半径最大，根据v=rω，知线速度最大，最容易判断。故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【解析】此时B点的速度大小为
方向沿圆的切线方向，即BA方向，故AB杆上各点的速度大小均为v，此速度为滑块的实际水平速度沿杆方向的分速度，故滑块的水平速度大小为
故选D。
11．C
【解析】由几何关系可知，重物的路程为
位移的大小为
故ABD错，C对。
故选C。
12．A
【解析】A．A、B两点随球一起绕中心轴转动，所以A、B两点的角速度相等，A正确；
B．根据，A、B两点到中心轴的距离不相等，则两点的线速度不相等，B错误；
CD．当时，A的轨道半径为，B的轨道半径为R，根据可知
C、D错误。
故选A。
13．A
【解析】AB．物体A和B分别静置地面上，共轴转动，周期相同，即TA=TB。故A正确，B错误；
C．根据v=rω，可知，B物体的轨道半径较大，因此B物体的线速度较大，即有vB>vA，故C错误；
D．由知，周期相同，角速度相同，即ωA=ωB，故D错误。
故选A。
14．B
【解析】两球的角速度相等，根据＝知
又=所以
则
故选B。
15．C
【解析】把人的速度分解为垂直于旗杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图
v1=vsinα
此时手握旗杆的位置到O点距离为，则有
所以C正确，ABD错误。
故选C。
16．B
【解析】由于a轮转动的角速度不变，所以接触位置由M点移到N点，接触位置的线速度变大。而a轮和b轮接触位置无相对滑动，所以属于共线传动，因此b轮边缘的线速度变大，由于b轮的半径不变，所以b轮的角速度变大。
故选B。
17．(1)5 m/s；(2)0.5 rad/s；(3)4πs
【解析】(1)依据线速度的定义式可得
(2)由v=ωr可得
(3)周期
18．(1)，；(2)12：1；(3)24：1
【解析】(1)秒针转动周期为T=60s，秒针针尖转动的角速度为
线速度为
(2)分针转动周期为，时针转动周期为，由可得，角速度与周期成反比，故分针与时针的角速度之比12：1。
(3)由可得，分针、时针的线速度之比为
19．（1）；（2）x=0.2m
【解析】（1）两轮边缘线速度相等，可知
可得
（2）在A轮边缘的小木块P恰能与轮保持相对静止，有
若将小木块放到B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有
解得=0.2m
一、单选题
1．关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定
B．如果物体在
内转过角，则角速度为
C．若半径一定，则线速度与角速度成反比
D．匀速圆周运动是变加速曲线运动
2．如图所示，当用扳手拧螺母时，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（ ）
A．ωP<ωQ，vP
3．如图为一皮带传动装置，大轮与小轮固定在同一根轴上，小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连（皮带不打滑），它们的半径之比是1:2:4。A B C分别为小、中、大轮子边缘上的三点，那么它们角速度之比为（ ）
A．1:2:2 B．2:2:1 C．1:2:1 D．2:1:2
4．两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的速度为时，小球2的速度为，则O点到小球2的距离是（ ）
A． B． C． D．
5．一户外健身器材如图所示，当器材上轮子转动时，轮子上A、B两点的（ ）
A．转速 B．周期
C．线速度 D．角速度
6．如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中（ ）
A．笔尖的速率不变
B．笔尖做的是匀速运动
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．两相同时间内转过的角度不同
7．某种变速自行车，与后轮相连的飞轮有五个齿轮，齿数分别为：16、18、21、24、28，与踏板相连的链轮有三个齿轮，齿数分别为：28、38、48，前后车轮的直径为，当人骑着车行进的速度为时，脚踩踏板做匀速圆周运动的最小角速度为（ ）
A． B． C． D．
8．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系如图，则（ ）
A．齿轮A的角速度比C的大
B．齿轮A与B的角速度大小相等
C．齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D．齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大
9．在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人会紧盯树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤，从物理知识角度来解释，以下说法正确的是（ ）
A．树木开始倒下时树梢的角速度较大，易于判断
B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断
C．树木开始倒下时，树梢的质量小，易于判断
D．伐木工人的经验缺乏科学依据
10．如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动。连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动。已知OB杆长为L=0.4m，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为ω=10rad/s，当连杆AB与水平方向夹角为θ=37°，AB杆与OB杆刚好垂直，滑块的水平速度大小为（ ）
A．4m/s B．3m/s C．3.2m/s D．5m/s
11．塔式起重机简称塔机，具有回转半径大、提升高度高、操作简单、装卸容易等优点，是建筑工地普遍使用的一种起重机械。某工地作业的塔机如图所示，此时所吊重物保持静止。此次作业要使重物在水平面内由图示位置先以8m的旋转半径沿逆时针缓慢转动60°角后，再竖直下落6m送达目标位置。此次作业过程中，重物的路程和位移的大小分别是（ ）
A．14m，14m B．10m，14m
C．（+6）m，10m D．（+6）m，14m
12．如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω转动，则（ ）
A．A、B两点的角速度相等
B．A、B两点的线速度相等
C．若，则
D．以上选项都不对
13．如图所示，地球可以视为一个球体，O点为地球球心，位于昆明的物体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 B．物体的周期
C．物体的线速度大 D．物体的角速度大小
14．两个小球固定在一根长的杆的两端，绕杆的点做圆周运动，如图所示，当小球的速度为时，小球的速度为，则转轴到小球的距离是（ ）
A． B． C． D．
15．2019年8月超强台风“利奇马”的中心在浙江省温岭市沿海登陆，登陆后，“利奇马”强度开始迅速减弱，并逐渐转向偏北方向移动，对部分沿海城市房屋、道路和桥梁有严重的破坏。“利奇马”过后，一同学到社区志愿参加清扫活动，如图所示，该同学把被风刮倒的长木杆绕着O点扶起来，已知木杆的长度为L，该同学的手与杆的接触位置高为h，当该同学以速度v向左运动时，手与杆接触点的高度不变，当木杆与地面的夹角为时，木杆转动的角速度为（ ）
A． B．
C． D．
16．如图所示，圆锥形转轮与圆盘形转轮均可绕其中轴（图中虚线表示）转动，两转轮在点接触且无相对滑动，若将接触位置由点移到点，保持轮转动的角速度不变，则轮的（ ）
A．角速度不变，边缘线速度变大 B．角速度变大，边缘线速度变大
C．角速度变大，边缘线速度不变 D．角速度变小，边缘线速度不变
二、解答题
17．做匀速圆周运动的物体，20 s内沿半径为10 m的圆周运动了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。
18．观察钟表指针转动情况，回答下列问题
（1）某教室用钟秒针针尖到转轴距离20cm，求秒针针尖转动的角速度和线速度；
（2）若分针与时针由转轴到针尖的长度之比为2:1，求分针与时针的角速度之比；
（3）求分针针尖与时针针尖线速度之比。
19．如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。求：
（1）A轮与B轮的角速度之比；
（2）若将小木块放在B轮上。欲使木块相对B轮也相对静止，求木块距B轮转轴的最大距离。
参考答案
1．D
【解析】A．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，A错误；
B．角速度
C．若半径r一定，由
则线速度与角速度成正比，C错误；
D．匀速圆周运动是变速运动，它的加速度大小不变，方向始终指向圆心，时刻发生变化，故匀速圆周运动是变加速曲线运动，D正确。
故选D。
2．B
【解析】由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP=ωQ
同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由可知，Q点的线速度大，即
故选B。
3．D
【解析】AC两轮同轴转动，角速度相同；AB两轮同缘转动，线速度相等，则根据v=ωr可知AB的角速度之比为2:1，则ABC三个轮的角速度之比为2:1:2.
故选D。
4．B
【解析】设转轴O到球1、球2的距离为r1、r2，由几何关系可得r1+r2=L
两球绕轴转动，角速度相同，可得
联立可得O点到小球2的距离为
故选B。
5．C
【解析】ABD．由于同轴转动，轮上各个点的角速度相同（圆心除外），所以A、B两点的角速度相同，转速相同，周期相同，ABD错误；
C．由
线速度
C正确。
故选C。
6．A
【解析】AB．由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度的方向时刻改变，故A正确，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，但位移还要考虑方向，C错误；
D．相同时间内转过角度相同，D错误。
故选A。
7．A
【解析】当自行车行驶速度一定时，即后轮的角速度一定，飞轮的角速度一定，根据
脚踏板和链轮有相同的角速度，知要使脚踩踏板作匀速圆周运动的角速度最小，则最多，最少，即，。
所以
故选A
8．D
【解析】由图可知，A、B、C三齿轮半径大小的关系为
rA>rB>rC
齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故
vA=vB
ωB=ωC
根据
v=ωr
可得
ωB>ωA
ωA<ωC
vB>vC
vA>vC
故选D。
9．B
【解析】伐木工人双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，是因为树木倒下时，各点角速度相同，树梢的半径最大，根据v=rω，知线速度最大，最容易判断。故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【解析】此时B点的速度大小为
方向沿圆的切线方向，即BA方向，故AB杆上各点的速度大小均为v，此速度为滑块的实际水平速度沿杆方向的分速度，故滑块的水平速度大小为
故选D。
11．C
【解析】由几何关系可知，重物的路程为
位移的大小为
故ABD错，C对。
故选C。
12．A
【解析】A．A、B两点随球一起绕中心轴转动，所以A、B两点的角速度相等，A正确；
B．根据，A、B两点到中心轴的距离不相等，则两点的线速度不相等，B错误；
CD．当时，A的轨道半径为，B的轨道半径为R，根据可知
C、D错误。
故选A。
13．A
【解析】AB．物体A和B分别静置地面上，共轴转动，周期相同，即TA=TB。故A正确，B错误；
C．根据v=rω，可知，B物体的轨道半径较大，因此B物体的线速度较大，即有vB>vA，故C错误；
D．由知，周期相同，角速度相同，即ωA=ωB，故D错误。
故选A。
14．B
【解析】两球的角速度相等，根据＝知
又=所以
则
故选B。
15．C
【解析】把人的速度分解为垂直于旗杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图
v1=vsinα
此时手握旗杆的位置到O点距离为，则有
所以C正确，ABD错误。
故选C。
16．B
【解析】由于a轮转动的角速度不变，所以接触位置由M点移到N点，接触位置的线速度变大。而a轮和b轮接触位置无相对滑动，所以属于共线传动，因此b轮边缘的线速度变大，由于b轮的半径不变，所以b轮的角速度变大。
故选B。
17．(1)5 m/s；(2)0.5 rad/s；(3)4πs
【解析】(1)依据线速度的定义式可得
(2)由v=ωr可得
(3)周期
18．(1)，；(2)12：1；(3)24：1
【解析】(1)秒针转动周期为T=60s，秒针针尖转动的角速度为
线速度为
(2)分针转动周期为，时针转动周期为，由可得，角速度与周期成反比，故分针与时针的角速度之比12：1。
(3)由可得，分针、时针的线速度之比为
19．（1）；（2）x=0.2m
【解析】（1）两轮边缘线速度相等，可知
可得
（2）在A轮边缘的小木块P恰能与轮保持相对静止，有
若将小木块放到B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有
解得=0.2m