2024-2025學年高中物理第二章勻速圓周運動1圓周運動課時練習含解析教科版必修2

PAGE6-圓周運動(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.關于勻速圓周運動,下列說法正確的是 ()A.勻速圓周運動就是勻速運動B.勻速圓周運動是勻加速運動C.勻速圓周運動是一種非勻變速運動D.勻速圓周運動的物體處于平衡狀態(tài)【解析】選C。勻速圓周運動速度大小不變,方向改變,是變速運動。加速度方向始終指向圓心,加速度是改變的,是變加速運動。向心力方向始終指向圓心,是改變的。所以A、B、D錯,C對。2.轉(zhuǎn)筆深受廣闊中學生的寵愛。如圖所示,假設筆繞其上的某一點O做勻速轉(zhuǎn)動,下列敘述正確的是 ()A.距離筆桿O點越遠的點,角速度越小B.距離筆桿O點越遠的點,線速度越小C.距離筆桿O點越遠的點,角速度越大D.距離筆桿O點不同的點,角速度相同【解析】選D。筆桿上的各個點都做同軸轉(zhuǎn)動,所以角速度是相等的,故A、C錯誤,D正確;距離筆桿O點越遠的點,線速度越大,故B錯誤。3.如圖所示,甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動,相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為 ()A. B.C. D.【解析】選B。由甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動,相互之間不打滑知三者線速度相同,其半徑分別為r1、r2、r3,則:ω1r1=ω2r2=ω3r3,故ω3=,故選B。4.如圖為一種“滾輪——平盤無級變速器”的示意圖,它由固定在主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成,由于摩擦的作用,當平盤轉(zhuǎn)動時,滾輪就會跟隨轉(zhuǎn)動,假如認為滾輪不會打滑,那么主動軸的轉(zhuǎn)速n1、從動軸的轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動軸軸線的距離x之間的關系是 ()A.n1r=n2x B.n2r=n1xC.n1r2=n2x2 D.n2r2=n1x2【解析】選B。題干中提到“認為滾輪不會打滑”,由此可認為主動軸與滾輪邊緣接觸處的線速度相等。從動軸的轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r,則滾輪邊緣的線速度大小為v1=2πn2r,滾輪與主動軸接觸處的線速度大小v2=2πn1x。依據(jù)v1=v2,得2πn2r=2πn1x,解得n2r=n1x。故選B。5.如圖所示為自行車鏈條的傳動裝置,A、B、C分別是腳踏板、大輪與小輪邊緣上的一點,腳踏板、大輪與小輪的半徑之比為3∶2∶1,則 ()A.A、B、C三點的周期之比為1∶1∶2B.A、B、C三點的轉(zhuǎn)速之比為2∶2∶1C.A、B、C三點的線速度之比為3∶2∶2D.A、B、C三點的角速度之比為2∶2∶1【解析】選C。大輪與小輪是同緣傳動,邊緣點線速度相等,其轉(zhuǎn)動半徑之比r2∶r3=2∶1,v2∶v3=1∶1;ω2∶ω3=r3∶r2=1∶2;腳踏板與大輪是同軸傳動,角速度相等,其轉(zhuǎn)動半徑之比等于3∶2,故ω1∶ω2=1∶1;v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=3∶2;綜上可得:v1∶v2∶v3=3∶2∶2;ω1∶ω2∶ω3=1∶1∶2,又因為n=,所以轉(zhuǎn)速之比等于角速度之比即1∶1∶2,故B、D錯誤;又因為T=,所以三者周期之比為2∶2∶1,故A錯誤,故只有C正確。6.如圖,兩質(zhì)點a、b在同一平面內(nèi)繞O沿逆時針方向做勻速圓周運動,a、b的周期分別為2s和20s,a、b和O三點第一次同側(cè)共線到其次次同側(cè)共線經(jīng)驗的時間為 ()A.s B.sC.s D.s【解析】選B。a、b和O三點第一次同側(cè)共線到其次次同側(cè)共線,即質(zhì)點a要比質(zhì)點b多運動一周。則要滿意-=1,代入數(shù)據(jù)解得:t=s,B正確,故選B。二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)7.(14分)做勻速圓周運動的物體,10s內(nèi)沿半徑是20m的圓周運動100(1)線速度的大小是多少?(2)角速度的大小是多少?(3)周期的大小是多少?【解析】(1)v==m/s=10m/s故物體的線速度大小為10m/s。(2)由v=rω,得,ω==rad/s=0.5rad/s故物體的角速度大小為0.5rad/s。(3)T==s=4πs故物體運動的周期為4πs。答案:(1)10m/s(2)0.5rad/s(3)4πs8.(16分)如圖所示,直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直于紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動。從槍口放射的子彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時,在圓周上留下a、b兩個彈孔,已知aO與bO夾角為φ,求子彈的速度。【解析】設子彈速度為v,子彈通過的位移為d,所以子彈穿過圓筒的時間為t=,此時間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的角度為Δφ=π-φ,又Δφ=ωt,即π-φ=ω,解得v=。答案:(15分鐘·40分)9.(6分)甲、乙兩人同時、同地、同向起先做圓周運動,圓的半徑為R。已知甲的速率大于乙的速率,則甲、乙兩人下次相遇時 ()A.乙通過的路程比甲多2πRB.甲通過的路程跟乙—樣多C.乙轉(zhuǎn)過的角度比甲多360°D.甲轉(zhuǎn)過的角度比乙多2π弧度【解析】選D。因為甲的速率大于乙的速率,則兩人再次相遇時,甲比乙多走一圈,甲通過的路程比乙多2πR,選項A、B錯誤;甲比乙多走一圈,則甲轉(zhuǎn)過的角度比乙多360°,即多2π弧度,選項C錯誤,D正確。10.(6分)如圖所示是某品牌手動榨汁機,榨汁時手柄繞O點旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時手柄上B、C兩點的周期、角速度及線速度等物理量的關系是 ()A.TB=TC,vB>vC B.TB=TC,vB<vCC.ωB>ωC,vB=vC D.ωB<ωC,vB<vC【解析】選B。手柄上B、C兩點屬于共軸轉(zhuǎn)動,具有相同的角速度ωB=ωC,由T=知周期也相等,即TB=TC,由勻速圓周運動的線速度與角速度關系v=ωr結(jié)合rB<rC可得vB<vC,故B正確。11.(6分)如圖所示,一位同學玩飛鏢嬉戲,圓盤最上端有一P點,飛鏢拋出時與P等高,且距離P點為L,當飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時,圓盤以經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,忽視空氣阻力,重力加速度為g,若飛鏢恰好擊中P點,則 ()A.飛鏢擊中P點所需的時間為B.圓盤的半徑可能為C.圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為D.P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度不行能為【解析】選A。飛鏢水平拋出做平拋運動,在水平方向做勻速直線運動,因此t=,故A正確。飛鏢擊中P點時,P恰好在最下方,則2r=gt2,解得圓盤的半徑r=,故B錯誤。飛鏢擊中P點,則P點轉(zhuǎn)過的角度滿意θ=ωt=π+2kπ(k=0,1,2…)故ω==,則圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為,故C錯誤。P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為v=ωr=·=,當k=2時,v=,故D錯誤。12.(22分)一半徑為R