高中物理1 圆周运动习题

这是一份高中物理1 圆周运动习题，共18页。试卷主要包含了1圆周运动 课时作业1，2cm和0，6710-3s，4km等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动 课时作业1（含解析）  1．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2．自行车是我们常用的绿色环保交通工具，如图所示，是自行车部分结构示意图，A、B、C分别是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，下面说法中正确的是（　　）A．A、B两点的线速度大小相等B．B、C两点的线速度大小相等C．A、C两点的角速度大小相等D．A、B两点的角速度大小相等3．如图所示为修正带内部结构示意图，大、小齿轮啮合在一起，半径分别为1.2cm和0.3cm，a、b分别是大小齿轮边缘上的两点，当齿轮匀速转动时，a、b两点（　　）A．线速度大小之比为4:1B．角速度之比为1:1C．周期之比为1:4D．向心加速度大小之比为1:44．一水平放置的圆盘绕竖直轴转动，如图甲所示。在圆盘上沿半径开有一条均匀的狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且沿圆盘半径方向匀速移动，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出光信号强度I随时间t变化的图像，如图乙所示，图中t1＝1.010-3s，t2＝0.810-3s。根据上述信息推断，下列选项正确的是（　　）A．圆盘在做加速转动B．圆盘的角速度C．激光器与传感器一起沿半径向圆心运动D．图乙中t3＝0.6710-3s5．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6．如图为一个简易的冲击式水轮机模型，水流自水平的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成θ＝37°角。测得水从管口流出速度v0＝3m/s，轮子半径R＝0.1m。不计挡水板的大小，不计空气阻力。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则可知（　　）A．水管出水口距轮轴O的水平距离x=1.2mB．水管出水口距轮轴O的竖直距离h=0.86mC．该装置工作稳定时，轮子的转动角速度ω=30rad/sD．该装置工作稳定时，轮子的转动周期T大于0.2s7．在自行车传动系统中，已知大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别是r1，r2，r3，当大齿轮以角速度ω匀速转动时，后轮边缘的线速度大小为（　　）A． B． C． D．8．如图所示，跷跷板转动时，跷跷板上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为vP和vQ，则（　　）A．＞，vP＜vQB．=，vP=vQC．=，vP＞vQD．＞，vP＞vQ9．如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小线速度大小为则（　　）A． B．C． D．10．关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动B．匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D．平抛运动是匀变速曲线运动11．如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为ωA、ωB，线速度大小为vA、vB，则（　　）A．ωA=ωB，vA<vB B．ωA>ωB，vA=vBC．ωA=ωB， vA>vB D．ωA<ωB，vA=vB12．如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω转动，则（　　） A．若θ=30°，则vA：vB=1：2 B．若θ=30°，则vA：vB=2：1 C．A、B两点的角速度相等              D．A、B两点的线速度相等13．有下列几种情景，其中对情景的分析和判断正确的是（　　）①点火后即将升空的火箭；②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车；③磁悬浮列车在轨道上高速行驶；④太空的空间站绕地球做匀速圆周运动。A．①中，因火箭还没运动，所以加速度一定为零B．②中，轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C．③中，高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，故加速度也一定很大D．④中，因空间站绕地球做匀速圆周运动，故空间站的物体速度不变14．现代人比较注重锻炼身体，健身器材五花八门.最近又有一款健跑车如图甲所示，车子没有座垫，骑行者骑行时宛如腾空踏步，既可以短途代步，又可以锻炼耍酷.车子的传动结构如图乙所示，则（　　）
 A．踏脚板和前轮转动的角速度相等B．链条相连的牙盘和前轮的小齿轮角速度相等C．踏脚板和前轮的小齿轮的线速度大小相等D．若骑行者直线骑行时，车轮与地不打滑，前、后轮接触地的边缘部分线速度大小相等 15．火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。在此10s时间内，火车（　　）A．运动路程为600m B．加速度为零C．角速度约为1rad/s D．转弯半径约为3.4km  16．飞球调速器是英国工程师瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计，这是人造的第一个自动控制系统。如图所示是飞球调速器模型，它由两个质量kg的球通过4根长m的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接，上面套筒固定，下面套筒质量为kg，可沿轴上下滑动，不计一切摩擦，重力加速度为，当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度匀速转动时，轻杆与竖直轴之间的夹角为60°，求：(1)杆对套筒的弹力大小；。(2)飞球角速度的大小。17．如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h＝5 m处有一个可间断滴水的容器，从t＝0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。（取g＝10 m/s2）(1)第二滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度ω应为多大？(3)当圆盘的角速度为1.5 π时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2 m，求容器的加速度a。18．如图所示，M是水平放置的半径足够大容器的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO’匀速转动，规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向．在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，从t＝0时刻开始从O点正上方随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v.已知容器在t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水．求：(1)每一滴水经多长时间落到盘面上；(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘转动的角速度应为多大；(3)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x.19．如图所示，直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕垂直纸面的轴O匀速运动（图示为截面），从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在圆筒旋转不到半周时，在圆周上留下a、b两个弹孔，已知aO与bO夹角为θ，求子弹的速度。
参考答案1．A【详解】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。2．A【详解】AD．A、B两点可看做是皮带传动，所以A、B两点的线速度大小相等，根据，由于A、B两点半径大小不相等，所以A、B两点的角速度大小不相等，A正确，D错误；B．B、C两点是共轴转动，所以B、C两点的角速度大小相等，根据，由于B、C两点半径大小不相等，所以B、C两点的线速度大小不相等，B错误；C．由于B、C两点的角速度大小相等，A、B两点的角速度大小不相等，所以A、C两点的角速度大小不相等，C错误。故选A。3．D【详解】A．齿轮传动，线速度相等，线速度大小之比为1:1，A错误；B．角速度为解得角速度之比为B错误；C周期为解得周期之比为C错误；D向心加速度为解得向心加速度之比为D正确。故选D。4．D【详解】AB．由图象可知转盘的转动周期T=1.0s-0.2s=0.8s保持不变，所以圆盘做匀速圆周运动，故角速度为故AB错误；
C．由于电脉冲信号宽度在逐渐变窄，表明光能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动，故C错误；
D．0.2s时刻的线速度1.0s时刻的线速度 1.8s时刻的线速度由于沿圆盘半径方向匀速移动，所以有r2-r1=r3-r2解得△t3=0.67×10-3s故D正确。
故选D。5．A【详解】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。6．B【详解】AB．如图所示设水流到达轮子边缘的竖直分速度为，运动时间为t，水平、竖直分位移分别为x、h，则有水管出水口距轮轴O水平距离为水管出水口距轮轴O竖直距离为所以A错误，B正确；CD．水从管口流出后做平抛运动，设水流到达轮子边缘的速度为v，如图所示，则有根据得轮子转动的角速度根据可知所以CD均错误。故选B。7．C【详解】大齿轮和小齿轮为链条传动，两齿轮边缘的线速度大小相等，大齿轮边缘的线速度为v1=v2=ωr1=ω2r2则小齿轮的角速度为小齿轮与后轮同轴传动，其角速度大小相等，则后轮边缘的线速度大小为故选C。8．C【详解】点P、Q绕着同一个点转动，故相同时间转过的角度相等，故角速度相等，即=由于P点的转动半径大于Q点的转动半径，根据v=ωr，有故选C。9．B【详解】因AB两点绕同一轴O转动，可知角速度相等，即根据v=ωr，因为，可得故选B。10．D【详解】A．匀速圆周运动的合外力是变力，则加速度是变化的，则匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A错误；B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故B错误；C．平抛运动因为有水平方向的初速度，故落地速度与水平地面有一定夹角，故不可能竖直向下，故C错误；D．平抛运动的物体只受重力，加速度是g，保持不变，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故D正确。故选D。11．C【详解】同轴转动，角速度相等，ωA=ωB，又因为则 选C。
 12．C【详解】共轴转动的各点角速度相等，故A、B两点的角速度相等；A点的转动半径为Rcos30°=RB点的转动半径为R，根据v=rω公式，线速度之比为vA：vB=RA：RB=：2=：4故选C。13．B【详解】A．点火后即将升空的火箭，由于受到向上巨大的冲力，根据牛顿第二定律得知，加速度不为零，故A错误；B．根据加速度表示速度变化的快慢可知，轿车紧急刹车，速度变化很快，加速度很大，故B正确；C．运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶，速度很大，加速度不一定很大，如匀速运动，加速度为零，故C错误；D．太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动，速度大小不变，方向时刻改变，故D错误。故选B。14．D【详解】AB．链条相连的牙盘和前轮的小齿轮线速度相等，根据可知，两者半径不等，角速度不等。踏脚板和牙盘角速度相等，小齿轮和前轮转动的角速度相等，故踏脚板和前轮转动的角速度不相等，故AB错误；C．根据，踏脚板和链条相连的牙盘的角速度相等，但是踏脚板半径大于链条相连的牙盘的半径，则踏脚板的线速度大于链条相连的牙盘的线速度。链条相连的牙盘和前轮的小齿轮线速度相等，故踏脚板的线速度大于前轮的小齿轮的线速度，故C错误；D．若骑行者直线骑行时，车轮与地不打滑，前、后轮接触地的边缘部分线速度大小相等，故D正确。故选D。15．AD【详解】A．圆周运动的弧长故A正确；B．火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故B错误；CD．由题意得圆周运动的角速度又因为所以故C错误，D正确。故选AD。16．(1)80N；(2) 【详解】（1）套筒受到重力Mg，下面左右两根轻杆的弹力，由平衡条件得代入数据得N（2）小球受到重力，上下两根轻杆的弹力，竖直方向上，由平衡条件得水平方向上，由牛顿第二定律得由几何关系得联立解得17．(1)1 s；(2)kπ，其中k＝1，2，3，…；(3) m/s2【详解】(1)离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动，则每一滴水滴落到盘面上所用时间t＝＝1 s(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，则圆盘在1 s内转过的弧度为kπ，k为不为零的正整数。由ωt＝kπ得ω＝kπ＝kπ其中k＝1，2，3，…。(3)第二滴水离O点的距离为x1＝at2＋（at）t＝a第三滴水离O点的距离为x2＝a（2t）2＋（a·2t）t＝4a又Δθ＝ωt＝1.5π即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴方向及垂直x轴的方向上，所以x12＋x22＝x2即＋（4a）2＝22解得a＝m/s218．(1)   (2) （3）【详解】(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动，有h＝gt2，解得t＝．(2)分析题意可知，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的角度应为nπ(n＝1、2、3、…)，所以角速度可由ωt＝nπ得ω＝＝nπ (n＝1、2、3、…)．(3)第二滴水落在圆盘上时到O点的距离为：x2＝v·2t＝2v，第三滴水落在圆盘上时到O点的距离为：x3＝v·3t＝3v，当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心两侧时，两点间的距离最大则：x＝x2＋x3＝5v．【点睛】本题难点在于分析距离最大的条件：同一直径的两个端点距离最大．运用数学知识，解决物理问题的能力是高考考查的内容之一．19．【详解】设子弹速度为v0，由题意知，子弹穿过两个孔所需的时间为纸圆筒在这段时间内转过角度为π-θ，由角速度公式有联立上式解得