高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动优秀测试题

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知识点：圆周运动
1、描述圆周运动的物理量
（1）线速度
定义：质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
物理意义：描述物体圆周运动快慢。
单位：m/s。
图例：
计算公式：v＝eq \f(Δs,Δt)＝eq \f(2πr,T)。
方向：方向在圆周各点的切线方向上。
注意：线速度v＝中的s是弧长、不是位移，线速度只不过为区分角速度而在速度前冠以“线”字罢了，因其方向总是沿弧的切线方向而称之为线速度。
（2）角速度
定义：质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
物理意义：描述物体转动快慢。
单位：rad/s（弧度每秒）。
图例：
计算公式：ω＝eq \f(Δθ,Δt)＝eq \f(2π,T)。
（3）周期T
定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
物理意义：描述物体转动快慢。
单位：s（秒）。周期为标量。
计算公式：T＝eq \f(2πr,v)
（4）频率f
定义：单位时间内内完成周期性运动的次数。
物理意义：描述物体转动快慢。
单位：Hz（赫）。频率为标量。
计算公式：f=1/T。
（5）转速n
定义：做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数。
物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。
单位：在国际单位制中为r/s（转每秒）；常用单位为r/min（转每分）。1 r/s=60 r/min。转速为标量。
计算公式：n=f=1/T。
圆周运动物理量之间的关系：
1．某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．该质点的速度始终不变，做的是匀速运动
B．该质点的速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动
C．该质点的速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态
D．相同时间内通过的弧长相等，所以速度不变
2．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。下列物理量中，可以用来描述小车运动快慢的是（ ）
A．位移B．半径
C．线速度D．路程
3．如图，某同学在圆形拱桥上骑自行车匀速爬升的过程中，自行车的速度方向 （ ）
A．垂直于自行车与圆形拱桥圆心的连线向上B．垂直于自行车与圆形拱桥圆心的连线向下
C．沿自行车与圆形拱桥圆心的连线背离圆心D．沿自行车与圆形拱桥圆心的连线指向圆心
4．甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步．在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2.则（ ）
A． B． C． D．无法确定
5．一个电子钟的秒针角速度为( )
A．π rad/sB．2π rad/sC．π/30 rad/sD．π/60 rad/s
6．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。某台计算机上的硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。下列说法正确的是（ ）
A．每个字节在磁道上所占用的磁道长度都相同
B．不计磁头转移磁道的时间，计算机读写完该硬盘所需时间约为77s
C．读取每个字节所用时间都相同，约为2.0×10-11s
D．该硬盘的容量约为4×1012字节
7．图示为一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（ ）
A．a、b和c三点的线速度大小相等
B．a、b和c三点的角速度相等
C．a、b的角速度比c的大
D．c的线速度比a、b的大
2、匀速圆周运动：
定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。
性质：一种变加速的变速运动。
在匀速圆周运动中，线速度的大小（速率）不变、方向时刻改变，不是恒矢量，所以匀速圆周运动是一种变速运动。向心加速度大小不变、方向始终指向圆心，时刻改变，是变加速（非匀变速）曲线运动（加速度是变化的）。角速度、周期、转速都恒定不变。向心力大小恒不变，但方向时刻改变，是变力。匀速圆周运动中的“匀速”是“匀速率”的意思。
周期性
由于圆具有中心对称的特点，故物体每转一周，该物体又回到原处，所以物体在某处出现所需的时间应为周期的整数倍，解题时，应注意圆周运动的多解问题。
匀速圆周运动的条件：当物体所受的合外力大小恒定、方向始终与速度方向垂直且指向圆心（是变力）时，物体做匀速圆周运动，此时向心力由物体所受合外力提供。当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力。
8．关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是变加速曲线运动B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变
9．下列关于曲线运动的说法正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变加速运动
B．做匀速圆周运动的物体加速度不变
C．做曲线运动的物体动能一定改变
D．做平抛运动的物体机械能守恒
10．下列说法正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是一种匀速运动
B．匀速圆周运动是一种变速运动
C．匀速圆周运动的物体受的合外力为零
3、圆周运动中的三种传动模式
11．如图所示皮带传动装置，主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R＝2r，R＝r′，设皮带不打滑，则（ ）
A．A：B＝1:2B．B：C＝3:2
C．vA：vB＝1:2D．vB：vC＝3:2
12．如图所示的皮带传动装置中，a、b、c分别为轮边缘上的三点。已知．假设在传动过程中皮带不打滑，则在传动过程中，a、b、c 的角速度之比为（ ）

A．3:2:1B．1:2:3
C．1:2:1D．2:1:2
13．如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为（ ）

A．B．
C．D．
14．我国早在三千多年前就发明辘轳，其简化模型如图所示。细绳绕在半径为r的轮轴上，细绳下端悬挂一个水桶，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个相同的小球，小球离轮轴轴心的距离均为R，轮轴、绳（极细）及手柄的质量以及摩擦均不计。若小球做匀速圆周运动的线速度大小为v，则水桶上升的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
15．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点（ ）
A．线速度大小之比是3：3：1
B．加速度大小之比是6：3：1
C．角速度之比是2：3：3
D．转动周期之比是3：2：2
16．疫情期间居家上课，同学们在学习之余积极进行身体锻炼，自行车骑行是一项非常受喜爱的户外运动．如图所示为小明同学自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径，飞轮的半径，后轮的半径（图中未画出）分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点．若小明同学踩脚蹬使链轮匀速转动，若其每转一圈用时，该过程可认为自行车匀速前进，则下列说法正确的是（ ）
A．链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为B．三点的线速度大小之比为
C．三点的向心加速度大小之比为D．自行车前进的速度大小约为
多选题
17．水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（ ）
A．水流在空中运动时间为B．水流在空中运动时间为
C．水车最大角速度接近D．水车最大角速度接近
18．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，杂技演员驾驶摩托车（视为质点）在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动，在内转过的圆心角，通过的弧长，则下列说法正确的是（ ）
A．摩托车的角速度大小为8rad/sB．摩托车的角速度大小为2rad/s
C．摩托车做匀速圆周运动的半径为10mD．摩托车做匀速圆周运动的半径为5m
19．如图所示，正在水平面内旋转的圆盘上有a、b两点，则（ ）
A．两点的线速度B．两点的线速度
C．两点的角速度D．两点的角速度
20．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度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
方式
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B两点在同轴的一个圆盘上，到圆心的距离不同。
两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点。
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点。
图例
特点
A、B两点角速度、周期相同
A、B两点线速度相同
A、B两点线速度相同
转动方向
相同
相同
相反
规律
线速度与半径成正比：
角速度与半径成反比：
，
周期与半径成正比：
角速度与半径成反比与齿轮齿数成反比∶
，
周期与半径成正比，与齿轮齿 数成正比：