6.1 圆周运动同步练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 6.1 圆周运动同步练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 533.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-25 18:34:46 | ||
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文档简介
6.1圆周运动练习题
一、单选题
1．某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．因为该质点速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动
B．该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动
C．该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态
D．该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不变
2．某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动角速度为ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的线速度大小为（ ）
A．r1ω B．r2ω C．r3ω D．
3．走时准确的时钟，时针和分针的角速度之比（ ）
A．1：12 B．12：1 C．1：60 D．60：1
4．如图所示，主动轮M通过皮带带动从动轮N做匀速转动，a是M轮上距轴的距离等于M轮半径一半的点，b、c分别是N轮和M轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的情况下，N轮的转速是M轮的3倍，则（ ）
A．a、b两点的角速度之比为3∶1 B．a、b两点的线速度之比为1∶3
C．b、c两点的周期之比为1∶3 D．a、c两点的线速度之比为1∶3
5．如图所示，一圆盘绕过O点的竖直轴在水平面内旋转，角速度为，半径R，有人站在盘边缘P点处面对O随圆盘转动，他想用枪击中盘中心的目标O，子弹发射速度为v，则（ ）
A．枪应瞄准O点射击
B．枪应向PO左方偏过角射击，
C．枪应向PO左方偏过角射击，
D．枪应向PO左方偏过角射击，
6．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．飞镖击中P点所需的时间为
B．圆盘的半径为
C．圆盘转动角速度的最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度可能为
7．如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，、、分别为轮边缘上的二点，已知。，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（ ）
A．点与点的角速度大小相等
B．点与点的线速度大小相等
C．点的线速度最大
D．点的线速度最小
8．如图所示，轻杆OA绕端点O在光滑水平面上做匀速圆周运动，B点是OA的中点，则（ ）
A．A点的角速度比B点的角速度小 B．A点的线速度比B点的线速度小
C．A点的角速度与B点的角速度相等 D．A点的线速度与B点的线速度相等
9．小孙同学用如图所示的木棍进行武术表演，使木棍在头顶上方的水平面内绕点转动。、为木棍上的两点，点离点的距离比点离点的距离大，下列说法正确的是（ ）
A．、两点的周期 B．、两点的周期
C．、两点的线速度大小 D．、两点的线速度大小
10．如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴OO'匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R=2m，当圆孔正上方h=3.2m处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，g取10m/s2，圆筒转动的角速度可能是（ ）
A．3πrad/s B．5πrad/s C．rad/s D．10πrad/s
11．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动中，皮带不打滑，则（ ）
A．a点比b点的线速度小 B．a点与c点的角速度大小相等
C．a点比c点的线速度大 D．a点比d点的角速度大
二、多选题
12．如图为皮带传动示意图，假设皮带没有打滑，R＞r，则下列说法正确的是（ ）
A．大轮边缘的线速度大小大于小轮边缘的线速度大小
B．大轮边缘的线速度大小小于小轮边缘的线速度大小
C．大轮边缘的线速度大小等于小轮边缘的线速度大小
D．大轮的角速度较小
13．下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是（ ）
A．它们线速度相等，角速度不一定相等
B．它们角速度相等，线速度一定也相等
C．它们周期相等，角速度一定也相等
D．它们周期相等，线速度一定也相等
14．如图所示为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑，rB=2rC=2rA．，则轮上A，B，C三点的线速度、角速度的关系正确的是（ ）
A．A，B，C三点的线速度之比为2：2：1 B．A，B，C三点的线速度之比为1：1：2
C．A，B，C三点的角速度之比为1：2：2 D．A，B，C三点的角速度之比为2：1：1
15．如图所示，大轮靠摩擦传动带动小轮，两轮均做匀速转动，且接触面互不打滑。A，B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点。可以确定（ ）
A．A，B两点的线速度大小相等 B．A，C两点的角速度大小相等
C．A，B两点的周期相等 D．A，C两点的周期相等
三、解答题
16．如图所示的游戏装置中，一高度为h的固定杆的顶部固定一光滑圆弧形轨道，一处于水平面内的圆盘可绕固定杆转动，圆盘上距圆盘中心为L的处有一小圆孔。现让圆盘匀速转动，当过的直线处于轨道AB正下方且在杆右侧时，将小球从A点静止释放，小球经导轨从B点水平抛出后恰好穿过圆孔，已知小球由A点到B点的时间为，不计空气阻力。求：
(1)A、B间的竖直高度差；
(2)圆盘转动的角速度。
17．2010年温哥华冬奥会双人滑比赛中，申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌，如图所示，赵宏博（男）以自己为转轴拉着申雪（女）做匀速圆周运动，转速为30r/min。申雪的脚到转轴的距离为1.6m。求：
(1)申雪做匀速圆周运动的角速度；
(2)申雪的脚运动速度的大小。
参考答案
1．B
AB．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，因此是变速运动，故A错误，B正确；
C．质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零，处于非平衡状态，故C错误；
D．质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零，合力方向始终指向圆心，即合力方向时刻改变，故D错误。
2．A
三个轮相互不打滑，则三轮边缘处线速度的大小相等。都等于甲轮边缘的线速度，根据角速度与线速度的关系式得线速度为r1ω。
3．A
时针转一圈需要12个小时，分针转一圈需要1小时，故其角速度之比为
4．C
A．根据，可知角速度与转速成正比，所以M轮与N轮的角速度之比为1∶3，同转轴角速度相同，则a、b两点的角速度之比为1∶3，所以A错误；
B．同一皮带上的各点具有相同的线速度由线速度公式
当线速度相同时，角速度与半径成反比，所以两轮半径之比，则
根据，可知a、b两点的线速度之比为1∶2，所以B错误；
C．由于M轮与N轮的角速度之比为1∶3，根据可知周期与角速度成反比，所以M轮与N轮的周期之比为3∶1，同转轴周期相同，则b、c两点的周期之比为1∶3，所以C正确；
D．a、c两点绕同一转轴转动具有相同角速度，根据，可知a、c两点的线速度之比为1∶2，所以D错误；
5．D
子弹沿圆盘切线方向上的速度为
子弹沿枪口方向上的速度为v，如图所示
根据平行四边形定则，有
所以v的方向应瞄准PO的左方偏过θ角射击。
6．D
A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此
故A错误；
B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则
解得圆盘的半径为
故B错误；
C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足
1，
故
则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D．P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D正确。
7．C
A．由a、b是皮带传动的两轮边缘上的点，所以a点与b点的线速度大小相等；由于二者的半径不同，由
可知二者的角速度不同，故A错误；
B．a点与c点是同轴转动，两点的角速度相等，根据
可知，两点的线速度大小不相等，故B错误；
CD．ab两点线速度相等，a、c两点同轴转动，所以ac的角速度相等，根据
则c点的线速度最大；故C正确，D错误。
8．C
因为AB两点同轴转动，可知A点的角速度与B点的角速度相等；根据v=ωr可知，A点的线速度比B点的线速度大。
9．D
AB．木棍上两点A、B属于同轴转动，其角速度相同，根据公式有
故两点周期相等。故AB错误；
CD．根据线速度与角速度关系式，有
，
联立，可得
10．C
根据自由落体运动规律，有
h=g
解得
t1=0.8s
根据自由落体运动规律，有
h+2R=g
解得
t2=1.2s
故小球在圆筒中运动的时间
Δt=t2-t1=0.4s
根据小球在圆筒中运动的时间与圆桶自转的时间相等，则有
θ=ωΔt=（2k-1）π（k=1，2，3，…）
解得
ω=（k=1，2，3，…）
当k=2时
ω=rad/s
11．D
b、c、d三点是同轴传动，角速度相等，即
由于，则
a、c点同缘传动，边缘点线速度相等，故
va=vc
由于rc＞ra，根据v=rω，有
ωc＜ωa
则
，
12．CD
ABC．由于皮带没有打滑，则两轮子在相同的时间内通过的弧长相等，可知线速度大小相等。AB错误，C正确；
D．根据公式
可知大轮半径大，角速度小，所以D正确；
13．AC
A．它们线速度相等，根据v=ωr可知，角速度不一定相等，选项A正确；
B．它们角速度相等，根据v=ωr可知，线速度不一定也相等，选项B错误；
C．它们周期相等，根据可知，角速度一定也相等，选项C正确；
D．它们周期相等，根据可知，线速度不一定也相等，选项D错误．
14．AD
AB．设A点线速度为v，由于AB为共线关系，所以B点线速度也为v，B与C为共轴关系，角速度相等，由v=ωr可知C点线速度为0.5v，故A、B、C三点的线速度之比为2：2：1，故A正确，B错误；
CD．设C点角速度为ω，由v＝rω可知，B点线速度为2ωr，A的角速度为2ω故A、B、C三点的角速度之比为2：1：1，故D正确，C错误。
15．ABD
AB．对于共轴的两点来说角速度相等，共线的两点线速度相等，A、B两点共线，A、C两点共轴，故AB正确；
CD．由
T==
可知，A，C两点的周期相等，A，B两点的周期不相等，故C错误，D正确。
16．(1) (2) (n=1，2，3……)
(1)小球从B点抛出后做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
从A到B的过程中，根据动能定理得
解得
(2)小球从A点运动到O1点的时间
在这段时间内，圆盘转过的角度为
(n=1，2，3……)
联立解得
(n=1，2，3……)
17．(1)πrad/s；(2)5.0m/s
(1)转动转速n＝30r/min＝0.5r/s，申雪的角速度
ω＝2π·n＝2π×0.5rad/s＝πrad/s
(2)申雪的脚运动速度的大小
v＝rω＝5.0m/s
一、单选题
1．某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．因为该质点速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动
B．该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动
C．该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态
D．该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不变
2．某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动角速度为ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的线速度大小为（ ）
A．r1ω B．r2ω C．r3ω D．
3．走时准确的时钟，时针和分针的角速度之比（ ）
A．1：12 B．12：1 C．1：60 D．60：1
4．如图所示，主动轮M通过皮带带动从动轮N做匀速转动，a是M轮上距轴的距离等于M轮半径一半的点，b、c分别是N轮和M轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的情况下，N轮的转速是M轮的3倍，则（ ）
A．a、b两点的角速度之比为3∶1 B．a、b两点的线速度之比为1∶3
C．b、c两点的周期之比为1∶3 D．a、c两点的线速度之比为1∶3
5．如图所示，一圆盘绕过O点的竖直轴在水平面内旋转，角速度为，半径R，有人站在盘边缘P点处面对O随圆盘转动，他想用枪击中盘中心的目标O，子弹发射速度为v，则（ ）
A．枪应瞄准O点射击
B．枪应向PO左方偏过角射击，
C．枪应向PO左方偏过角射击，
D．枪应向PO左方偏过角射击，
6．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．飞镖击中P点所需的时间为
B．圆盘的半径为
C．圆盘转动角速度的最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度可能为
7．如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，、、分别为轮边缘上的二点，已知。，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（ ）
A．点与点的角速度大小相等
B．点与点的线速度大小相等
C．点的线速度最大
D．点的线速度最小
8．如图所示，轻杆OA绕端点O在光滑水平面上做匀速圆周运动，B点是OA的中点，则（ ）
A．A点的角速度比B点的角速度小 B．A点的线速度比B点的线速度小
C．A点的角速度与B点的角速度相等 D．A点的线速度与B点的线速度相等
9．小孙同学用如图所示的木棍进行武术表演，使木棍在头顶上方的水平面内绕点转动。、为木棍上的两点，点离点的距离比点离点的距离大，下列说法正确的是（ ）
A．、两点的周期 B．、两点的周期
C．、两点的线速度大小 D．、两点的线速度大小
10．如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴OO'匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R=2m，当圆孔正上方h=3.2m处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，g取10m/s2，圆筒转动的角速度可能是（ ）
A．3πrad/s B．5πrad/s C．rad/s D．10πrad/s
11．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动中，皮带不打滑，则（ ）
A．a点比b点的线速度小 B．a点与c点的角速度大小相等
C．a点比c点的线速度大 D．a点比d点的角速度大
二、多选题
12．如图为皮带传动示意图，假设皮带没有打滑，R＞r，则下列说法正确的是（ ）
A．大轮边缘的线速度大小大于小轮边缘的线速度大小
B．大轮边缘的线速度大小小于小轮边缘的线速度大小
C．大轮边缘的线速度大小等于小轮边缘的线速度大小
D．大轮的角速度较小
13．下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是（ ）
A．它们线速度相等，角速度不一定相等
B．它们角速度相等，线速度一定也相等
C．它们周期相等，角速度一定也相等
D．它们周期相等，线速度一定也相等
14．如图所示为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑，rB=2rC=2rA．，则轮上A，B，C三点的线速度、角速度的关系正确的是（ ）
A．A，B，C三点的线速度之比为2：2：1 B．A，B，C三点的线速度之比为1：1：2
C．A，B，C三点的角速度之比为1：2：2 D．A，B，C三点的角速度之比为2：1：1
15．如图所示，大轮靠摩擦传动带动小轮，两轮均做匀速转动，且接触面互不打滑。A，B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点。可以确定（ ）
A．A，B两点的线速度大小相等 B．A，C两点的角速度大小相等
C．A，B两点的周期相等 D．A，C两点的周期相等
三、解答题
16．如图所示的游戏装置中，一高度为h的固定杆的顶部固定一光滑圆弧形轨道，一处于水平面内的圆盘可绕固定杆转动，圆盘上距圆盘中心为L的处有一小圆孔。现让圆盘匀速转动，当过的直线处于轨道AB正下方且在杆右侧时，将小球从A点静止释放，小球经导轨从B点水平抛出后恰好穿过圆孔，已知小球由A点到B点的时间为，不计空气阻力。求：
(1)A、B间的竖直高度差；
(2)圆盘转动的角速度。
17．2010年温哥华冬奥会双人滑比赛中，申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌，如图所示，赵宏博（男）以自己为转轴拉着申雪（女）做匀速圆周运动，转速为30r/min。申雪的脚到转轴的距离为1.6m。求：
(1)申雪做匀速圆周运动的角速度；
(2)申雪的脚运动速度的大小。
参考答案
1．B
AB．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，因此是变速运动，故A错误，B正确；
C．质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零，处于非平衡状态，故C错误；
D．质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零，合力方向始终指向圆心，即合力方向时刻改变，故D错误。
2．A
三个轮相互不打滑，则三轮边缘处线速度的大小相等。都等于甲轮边缘的线速度，根据角速度与线速度的关系式得线速度为r1ω。
3．A
时针转一圈需要12个小时，分针转一圈需要1小时，故其角速度之比为
4．C
A．根据，可知角速度与转速成正比，所以M轮与N轮的角速度之比为1∶3，同转轴角速度相同，则a、b两点的角速度之比为1∶3，所以A错误；
B．同一皮带上的各点具有相同的线速度由线速度公式
当线速度相同时，角速度与半径成反比，所以两轮半径之比，则
根据，可知a、b两点的线速度之比为1∶2，所以B错误；
C．由于M轮与N轮的角速度之比为1∶3，根据可知周期与角速度成反比，所以M轮与N轮的周期之比为3∶1，同转轴周期相同，则b、c两点的周期之比为1∶3，所以C正确；
D．a、c两点绕同一转轴转动具有相同角速度，根据，可知a、c两点的线速度之比为1∶2，所以D错误；
5．D
子弹沿圆盘切线方向上的速度为
子弹沿枪口方向上的速度为v，如图所示
根据平行四边形定则，有
所以v的方向应瞄准PO的左方偏过θ角射击。
6．D
A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此
故A错误；
B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则
解得圆盘的半径为
故B错误；
C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足
1，
故
则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D．P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D正确。
7．C
A．由a、b是皮带传动的两轮边缘上的点，所以a点与b点的线速度大小相等；由于二者的半径不同，由
可知二者的角速度不同，故A错误；
B．a点与c点是同轴转动，两点的角速度相等，根据
可知，两点的线速度大小不相等，故B错误；
CD．ab两点线速度相等，a、c两点同轴转动，所以ac的角速度相等，根据
则c点的线速度最大；故C正确，D错误。
8．C
因为AB两点同轴转动，可知A点的角速度与B点的角速度相等；根据v=ωr可知，A点的线速度比B点的线速度大。
9．D
AB．木棍上两点A、B属于同轴转动，其角速度相同，根据公式有
故两点周期相等。故AB错误；
CD．根据线速度与角速度关系式，有
，
联立，可得
10．C
根据自由落体运动规律，有
h=g
解得
t1=0.8s
根据自由落体运动规律，有
h+2R=g
解得
t2=1.2s
故小球在圆筒中运动的时间
Δt=t2-t1=0.4s
根据小球在圆筒中运动的时间与圆桶自转的时间相等，则有
θ=ωΔt=（2k-1）π（k=1，2，3，…）
解得
ω=（k=1，2，3，…）
当k=2时
ω=rad/s
11．D
b、c、d三点是同轴传动，角速度相等，即
由于，则
a、c点同缘传动，边缘点线速度相等，故
va=vc
由于rc＞ra，根据v=rω，有
ωc＜ωa
则
，
12．CD
ABC．由于皮带没有打滑，则两轮子在相同的时间内通过的弧长相等，可知线速度大小相等。AB错误，C正确；
D．根据公式
可知大轮半径大，角速度小，所以D正确；
13．AC
A．它们线速度相等，根据v=ωr可知，角速度不一定相等，选项A正确；
B．它们角速度相等，根据v=ωr可知，线速度不一定也相等，选项B错误；
C．它们周期相等，根据可知，角速度一定也相等，选项C正确；
D．它们周期相等，根据可知，线速度不一定也相等，选项D错误．
14．AD
AB．设A点线速度为v，由于AB为共线关系，所以B点线速度也为v，B与C为共轴关系，角速度相等，由v=ωr可知C点线速度为0.5v，故A、B、C三点的线速度之比为2：2：1，故A正确，B错误；
CD．设C点角速度为ω，由v＝rω可知，B点线速度为2ωr，A的角速度为2ω故A、B、C三点的角速度之比为2：1：1，故D正确，C错误。
15．ABD
AB．对于共轴的两点来说角速度相等，共线的两点线速度相等，A、B两点共线，A、C两点共轴，故AB正确；
CD．由
T==
可知，A，C两点的周期相等，A，B两点的周期不相等，故C错误，D正确。
16．(1) (2) (n=1，2，3……)
(1)小球从B点抛出后做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
从A到B的过程中，根据动能定理得
解得
(2)小球从A点运动到O1点的时间
在这段时间内，圆盘转过的角度为
(n=1，2，3……)
联立解得
(n=1，2，3……)
17．(1)πrad/s；(2)5.0m/s
(1)转动转速n＝30r/min＝0.5r/s，申雪的角速度
ω＝2π·n＝2π×0.5rad/s＝πrad/s
(2)申雪的脚运动速度的大小
v＝rω＝5.0m/s