2023-2024學(xué)年高一物理人教版2019試題6.1圓周運(yùn)動(dòng)（沖A提升練）-1

6.1圓周運(yùn)動(dòng)（沖A提升練）（解析版）一、單選題（本大題共12小題）1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列哪些物理量是改變的(

)A.線速度 B.轉(zhuǎn)速 C.角速度 D.頻率【答案】A

【解析】解：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等，則線速度大小保持不變，即速率不變，線速度的方向時(shí)刻都在變化，所以線速度是變化的。

角速度大小和方向不發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速和頻率是標(biāo)量，不發(fā)生改變，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：A。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小保持不變的圓周運(yùn)動(dòng)，它的線速度大小、角速度、周期都保持不變；它的速度、加速度、與合外力的大小保持不變而它們的方向時(shí)刻都在變化．

該題考查對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本量理解，注意矢量的方向性，屬于基礎(chǔ)題目．

2.如圖所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置。主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n1A.從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B.從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.從動(dòng)輪邊緣線速度大小為r22r1【答案】B

【解析】解析：選B主動(dòng)輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳送帶沿M→N方向運(yùn)動(dòng)，故從動(dòng)輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且兩輪邊緣線速度大小相等，故A錯(cuò)誤，B正確；由ω=2πn、v=ωr可知，2πn1r1=2πn2r2，解得v=2πnA.時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為π1800rad/s

B.秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2πrad/s

C.時(shí)針、分針、秒針的周期之比為3600:60:1

【答案】D

【解析】根據(jù)鐘表求得秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間，由公式ω=2πT可知，時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，根據(jù)v=ωr=2πTr可知，求解線速度比值。

解決本題的關(guān)鍵是知道時(shí)針、分針、秒針的周期，以及周期、角速度、線速度的關(guān)系。

【解答】

A.時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12h，時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω=2πT=π21600rad/s，故A錯(cuò)誤；

B.秒針做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為60s，由公式ω=2πT可知，秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為π30rad/s，故B錯(cuò)誤；

C.時(shí)針、分針、秒針做圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為4.甲、乙兩個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心加速度大小隨半徑變化的關(guān)系曲線如下圖所示，則(

)

A.甲物體的線速度大小改變 B.甲物體的角速度大小不變

C.乙物體的線速度大小改變 D.乙物體的角速度大小不變【答案】D

【解析】根據(jù)加速度的不同表達(dá)形式結(jié)合圖象進(jìn)行分析，由控制變量法得出正確結(jié)論

在分析圓周運(yùn)動(dòng)各物體量之間的關(guān)系時(shí)，要注意各量之間相互影響，故在分析某兩個(gè)量之間的關(guān)系時(shí)，一定要先控制變量．

【解答】

A、由a=v2R知，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度大小不變時(shí)，向心加速度與半徑成反比，故A正確;

B、由a=ω2R知，角速度大小不變時(shí)，向心加速度與半徑成正比，故B錯(cuò)誤;

C、由a=v5.將變速自行車的鏈條調(diào)整到16齒的飛輪與48齒的鏈輪上，若某人腳踩踏板，每2秒轉(zhuǎn)1圈。根據(jù)以上信息，下列判斷正確的是(

)A.鏈輪與飛輪的角速度之比為3∶1 B.鏈輪與飛輪的周期之比為1∶3

C.鏈輪與飛輪的轉(zhuǎn)速之比為3∶1 D.車輪每2秒轉(zhuǎn)3圈【答案】D

【解析】本題考查描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。解決問題的關(guān)鍵是清楚鏈輪與飛輪的半徑之比等于齒數(shù)之比，再結(jié)合線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、半徑之間的關(guān)系分析判斷?！窘獯稹緼.鏈輪與飛輪的半徑之比等于齒數(shù)之比為3:1，由于邊緣的線速度大小相等，即ω鏈r鏈=ω飛r飛，得角速度之比ω鏈：ω飛=1:3，故A錯(cuò)誤；

B.鏈輪與飛輪的周期之比T鏈:

6.如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中，輪A和B同軸，A、B、C分別是三個(gè)輪邊緣的質(zhì)點(diǎn)，且RA=RC=2RBA.三質(zhì)點(diǎn)的線速度之比vA:vB:vC=2:1:1

B.三質(zhì)點(diǎn)的角速度之比【答案】A

【解析】要求線速度之比需要知道三者線速度關(guān)系：B、C兩輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是皮帶和輪子接觸點(diǎn)的線速度的大小相同，A、B兩輪是軸傳動(dòng)，軸傳動(dòng)的特點(diǎn)是角速度相同。

解決傳動(dòng)類問題要分清是摩擦傳動(dòng)(包括皮帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，線速度大小相同)還是軸傳動(dòng)(角速度相同)?！窘獯稹坑捎贐輪和C輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故vB：vC=1：1，

由于A輪和B輪共軸，故兩輪角速度相同，

故ωA：ωB=1：1，

由角速度和線速度的關(guān)系式v=ωR可得

vA：vB=RA：RB=2：1，

ωB：ωC=RC：RB=2：1，

則有：

A.線速度之比為：vA：vB：vC=2：1：1，故A正確；

B.角速度之比為ωA：ωB：ωC故選A。7.變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度。圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則下列正確的是(

)

A.當(dāng)B輪與C輪組合時(shí)，兩輪的線速度之比vB:vC=7:3

B.當(dāng)B輪與C輪組合時(shí)，兩輪的周期之比TB：TC=3:7

C.當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪的角速度之比ωA?:

【答案】C

【解析】A輪分別與C、D連接，B輪分別與C、D連接，共有4種不同的擋位；抓住線速度大小相等，結(jié)合齒輪的齒數(shù)之比可以得出軌道半徑之比，從而求出角速度之比和周期之比

解決本題的關(guān)鍵知道靠傳送帶傳動(dòng)，兩輪邊緣的線速度大小相等，知道線速度、角速度的大小關(guān)系。

【解答】AB.同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線速度相等，前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積，當(dāng)B與C組合時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，ωB2π?NB=ωC2πNC，解得：ωB：ωC=18：42=3：7，根據(jù)ω=2πT可知兩輪的周期之比TB：TC=7：3，故AB錯(cuò)誤；

CD.同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線速度相等，前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積，當(dāng)A8.某同學(xué)以變速自行車的齒輪傳動(dòng)作為研究性課題，他通過查閱相關(guān)資料了解變速自行車的變速原理，測(cè)得圖示中后小齒輪組中最小、最大齒輪半徑分別為r1、r2，前大齒輪半徑為r3、后輪半徑為R。若該自行車前大齒輪每秒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)1A.2πr3Rr1 B.【答案】A

【解析】靠鏈條傳動(dòng)輪子邊緣上的點(diǎn)線速度大小相等，共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)角速度相等，結(jié)合線速度與角速度的關(guān)系進(jìn)行求解。

解決本題的關(guān)鍵知道線速度與角速度的關(guān)系，知道共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)角速度相等，靠鏈條傳動(dòng)的輪緣上的點(diǎn)線速度大小相等。

【解答】鏈條連接后小齒輪組中半徑最小的齒輪時(shí)，后輪的線速度最大，由于自行車前大齒輪每秒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，

所以前大齒輪的頻率為f=1Hz，其周期為：T3=1f=11s=1s，

根據(jù)公式v=ωr，可得前大齒輪邊緣的線速度為：v3=r32πT39.圖中是一款幼兒園DIY齒輪傳動(dòng)玩具，三個(gè)齒輪的直徑分別為8cm、4cm、2cm，a、b是大齒輪邊緣的兩點(diǎn)，c是主動(dòng)輪邊緣的點(diǎn)，現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，搖把以20r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是A.a點(diǎn)和b點(diǎn)線速度相同 B.a點(diǎn)和c點(diǎn)角速度相同

C.a點(diǎn)的線速度大小約為0.08m/s D.大齒輪a點(diǎn)的的轉(zhuǎn)速約為10r/min【答案】D

【解析】本題考查傳動(dòng)問題，同緣傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)線速度相等；同軸傳動(dòng)，角速度相等。這是解決傳動(dòng)問題的基本方法?！窘獯稹緼、a點(diǎn)和b點(diǎn)線速度大小相同，方向不同，故A錯(cuò)誤；

B、a、c兩點(diǎn)是同緣轉(zhuǎn)動(dòng)，線速度大小相等，但是半徑不同，根據(jù)v=rω可知角速度不同，故B錯(cuò)誤；

D、大小齒輪邊緣的線速度相等，則有raωa=rcωc，結(jié)合ω=2πn可得rana10.一半徑為R的雨傘繞傘柄在水平面以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示，傘邊緣距地面的高度為h，傘邊緣甩出的水滴在地面上形成一個(gè)圓，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，則圓的半徑r為(

)A.R(1+ω2hg) B.R(1+ω【答案】D

【解析】雨滴飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)高度求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從而求出平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，根據(jù)幾何關(guān)系求出水滴在地面上形成圓的半徑．

本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的綜合，對(duì)數(shù)學(xué)幾何能力要求較高，關(guān)鍵作出雨滴在地面上的平面圖．

【解答】根據(jù)h=12gt2，解得：t=2hg，11.如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲．圓盤最上端有一P點(diǎn)，飛鏢拋出時(shí)與P等高，且距離P點(diǎn)為L(zhǎng).當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤以經(jīng)過盤心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則(

)

A.飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為L(zhǎng)v0

B.圓盤的半徑可能為gL22v0【答案】A

【解析】本題關(guān)鍵知道恰好擊中P點(diǎn)，說明P點(diǎn)正好在最低點(diǎn)，利用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律聯(lián)立求解。

飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，圓盤上P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好擊中P點(diǎn)，說明A點(diǎn)正好在最低點(diǎn)被擊中，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=(2n+1)T2，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平位移可求得平拋的時(shí)間，兩時(shí)間相等聯(lián)立可求解。

【解答】

A.飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此t=Lv0，故A正確；

B.飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P恰好在最下方，則2r=12gt2，解得圓盤的半徑為：r=gL24v02，故B錯(cuò)誤；

C.飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度滿足：θ=ωt=π+2kπ(k=0,1,2…)12.隨著車輛的增多，很多地方都安裝有車牌自動(dòng)識(shí)別的直桿道閘。如圖所示為某直桿道閘OM，OM長(zhǎng)度為3?m，N點(diǎn)為OM中點(diǎn)，直桿可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一輛長(zhǎng)度為4?m的汽車以速度v=2?m/s垂直于自動(dòng)識(shí)別線ab勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前端從ab運(yùn)動(dòng)到直桿處a'b'的時(shí)間為3.3?s。已知自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間為0.3?s，直桿在汽車前端到達(dá)a'b'時(shí)，抬高了45°。關(guān)于直桿的轉(zhuǎn)動(dòng)下列說法正確的是A.直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為π4rad/s

B.N點(diǎn)的線速度為π4?m/s

C.自動(dòng)識(shí)別線ab到直桿處a'b'【答案】D

【解析】本題考查了勻速直線運(yùn)動(dòng)，角速度的定義和計(jì)算式，周期、角速度、轉(zhuǎn)速、頻率與線速度之間的關(guān)系式；認(rèn)真審題理解題意求出直桿轉(zhuǎn)過的角度是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用角速度的定義式即可解題。

求出汽車安全通過道閘時(shí)直桿轉(zhuǎn)過的角度和時(shí)間，然后求出直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小；

由v=ωr計(jì)算線速度；

根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出自動(dòng)識(shí)別線ab到直桿處a'b'的距離；

由角速度計(jì)算出直桿抬起的角度。

【解答】A.由角速度定義式ω=ΔθΔt=π43.3-0.3rad/s=π12rad/s，故A錯(cuò)誤；

B.由角速度與線速度關(guān)系式vN=ωrN=π12二、計(jì)算題（本大題共3小題）13.如圖所示，直徑為d的紙制圓筒，使它以角速度ω繞軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使子彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知aO、bO夾角為φ【答案】解：子彈射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出，設(shè)子彈速度為v0，則子彈穿過圓筒的時(shí)間t=dv0

此時(shí)間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的角度α=π-φ+2kπ(k=0、1、2…)

據(jù)α=ωt得，π-φ+2kπ=ωdv0

則子彈速度v0=ωd(2k+1)π-φ(k=0【解析】根據(jù)子彈穿過圓筒的時(shí)間和圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等，找到子彈速度和圓筒角速度之間的關(guān)系，求出子彈的速度。

解題時(shí)注意圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的周期性，把握子彈穿過圓筒的時(shí)間和圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等這個(gè)條件。

14.某計(jì)算機(jī)上的硬磁盤的磁道和扇區(qū)如圖所示。這塊硬磁盤共有9?216個(gè)磁道(即9?216個(gè)不同半徑的同心圓)，每個(gè)磁道分成8?192個(gè)扇區(qū)(每扇區(qū)為18?192圓周)，每個(gè)扇區(qū)可以記錄512個(gè)字節(jié)。電動(dòng)機(jī)使盤面以7200?r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁頭在讀、寫數(shù)據(jù)時(shí)是不動(dòng)的，盤面每轉(zhuǎn)一圈，磁頭沿半徑方向跳動(dòng)一個(gè)磁道。(1)一個(gè)扇區(qū)通過磁頭所用的時(shí)間是多少？(2)不計(jì)磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時(shí)間，計(jì)算機(jī)1?s內(nèi)最多可以從一個(gè)盤面上讀取多少個(gè)字節(jié)？【答案】解：(1)電動(dòng)機(jī)使磁盤以7200r/min=120r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為：ω=2πn=2π×120=240π?rad/s

經(jīng)過一個(gè)扇區(qū)轉(zhuǎn)過的圓心角為：θ=2π8192；

故經(jīng)過一個(gè)扇區(qū)用時(shí)為：t=θω=2π8192240πs=1×10-6s；

(2)轉(zhuǎn)速為【解析】(1)先根據(jù)ω=2πn求解角速度；然后根據(jù)ω=θt求解一個(gè)扇區(qū)通過磁頭所用的時(shí)間；

(2)根據(jù)轉(zhuǎn)速求出1s內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，根據(jù)磁道數(shù)、扇區(qū)數(shù)以及每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的字節(jié)數(shù)求出1s15.一人騎自行車由靜止開始上一長(zhǎng)L=200?m斜坡，自行車達(dá)到最大速度前做加速度a=1?m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后腳蹬踏板使大齒輪以n=4π轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，由于騎行者體能下降，自行車距離坡頂50?m處開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，已知最后50?m的平均速度只有之前平均速度的84%。自行車大齒輪直徑d1=15?cm，小齒輪直徑d2(1)大齒輪的最大角速度ω1(2)運(yùn)動(dòng)過程中自行車的最大速度vm(3)到達(dá)坡頂時(shí)的速度v?！敬鸢浮?1)以最大速度做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大齒輪的角速度為：ω1(2)根據(jù)d12ω1=d22ω2得小齒輪的角速度為：