高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动课后复习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动课后复习题，共11页。试卷主要包含了1 圆周运动，14和0等内容，欢迎下载使用。

6.1 圆周运动


一、单选题


1．如图所示是一个玩具陀螺,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稳定旋转时,下列表述正确的是( )





A．a、b、c三点的线速度大小相等


B．a、b、c三点的角速度相等


C．a、b的角速度比c的角速度大


D．c的线速度比a、b的线速度大


【答案】B


【解析】


BC．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，选项B正确，C错误；


AD．因为三点的角速度相同，根据v=ωr可知，c半径小，线速度要比a、b的小，a、b的半径相等，线速度大小相等。故AD错误。


故选B。


2．在汽车无极变速器中，存在如图所示的装置，A是与B同轴相连的齿轮，C是与D同轴相连的齿轮，A、C、M为相互咬合的齿轮．已知齿轮A、C规格相同，半径为R，齿轮B、D规格也相同，半径为，齿轮M的半径为当齿轮M如图方向转动时以下说法正确的是（ ）





A．齿轮D和齿轮B的转动方向相反B．齿轮D和齿轮B的转动周期之比为1：1


C．齿轮M和齿轮B边缘某点的线速度大小之比为1：1D．齿轮M和齿轮C的角速度大小之比为9：10


【答案】B


【解析】


A．AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，因为M顺时针转动，故A逆时针转动，C逆时针转动，又AB同轴转动，CD同转转动，所以齿轮D和齿轮B的转动方向相同，故A错误；


B．AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同，齿轮A、C规格相同，半径为R，根据得，AC转动的角速度相同，AB同轴转动，角速度相同，CD同轴转动相同，且齿轮B、D规格也相同，所以齿轮D和齿轮B的转动周期相同，故B正确；


C．AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同；A与B属于同轴转动，角速度相等，由于B的半径大于A的半径，所以B边缘的线速度大于A边缘的线速度，所以B边缘的线速度也大于M边缘的线速度，故C错误；


D．AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同，根据得：





故D错误。


故选B。


3．物体做匀速圆周运动时，在任意相同时间间隔内，速度的变化量（ ）


A．大小相同、方向相同B．大小相同、方向不同


C．大小不同、方向不同D．大小不同、方向相同


【答案】B


【解析】


物体做匀速圆周运动时，速度的变化量，由于加速度的大小不变但方向时刻在变化，所以在任意相同时间间隔内， 速度的变化量大小相等，方向不同。


A. 大小相同、方向相同，与分析不符，故A错误；


B. 大小相同、方向不同，与分析相符，故B正确


C. 大小不同、方向不同，与分析不符，故C错误；


D. 大小不同、方向相同，与分析不符，故D错误。


4．甲、乙、丙三个物体，甲静止地放在北京，乙静止地放在江苏，丙静止地放在广州当它们随地球一起转动时，则


A．甲的角速度最大，乙的线速度最小


B．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最大


C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等


D．丙的角速度最小，甲的线速度最大


【答案】B


【解析】


AD．甲、乙、丙三个物体随地球一起转动时它们的周期相同，角速度相同，所以AD选项错误；


BC．由于甲的半径最小，而丙的半径最大，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度最小，而丙的线速度最大，故选项B正确，C错误；


故选B．


5．某机器内有两个围绕各自固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上固定一个信号发射装置P，能持续沿半径向外发射红外线，P到圆心的距离为28 cm。B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q，Q到圆心的距离为16 cm。P、Q转动的线速度均为4π m/s。当P、Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口，如图所示，则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值为（ ）





A．B．C．D．


【答案】B


【解析】


P的周期





Q的周期





因为经历的时间必须等于它们周期的整数倍，根据数学知识，0.14和0.08的最小公倍数为0.56s，所以经历的时间最小为0.56s。


A．0.42s，与结论不相符，选项A错误；


B．0.56s，与结论相符，选项B正确；


C．0.70s ，与结论不相符，选项C错误；


D． 0.84s ，与结论不相符，选项D错误。


6．风速仪结构如图（a）所示．光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住．已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈．若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片





A．转速逐渐减小，平均速率为


B．转速逐渐减小，平均速率为


C．转速逐渐增大，平均速率为


D．转速逐渐增大，平均速率为


【答案】B


【解析】


根据题意，从图（b）可以看出，在时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在时间内可以从图看出有4次挡光，即圆盘转动4周，则风轮叶片转动了4n周，风轮叶片转过的弧长为，叶片转动速率为：，故选项B正确．


7．如图为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是( )





A．从动轮做顺时针转动


B．从动轮做逆时针转动


C．从动轮边缘线速度大小为n1


D．从动轮的转速为n1


【答案】B


【解析】


AB．主动轮沿顺时针方向转动时，传送带沿M→N方向运动，故从动轮沿逆时针方向转动，故A错误，B正确；


CD．由ω＝2πn、v＝ωr可知


2πn1r1＝2πn2r2


解得


n2＝n1


从动轮边缘线速度大小


v＝2πn2r2＝2πn1r1


故CD错误．


故选A。


8．如图所示，纸风车上有A、B两点，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则（ ）





A．ωA＝ωB，vAvB


C．ωA<ωB，vA＝vBD．ωA>ωB，vA＝vB


【答案】B


【解析】


纸风车上所有点都是共轴的，角速度相同，而A点到风车中心距离较大，半径较大，线速度就较大，B正确，ACD错误；


故选B。


9．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2．A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（ ）





A．线速度大小之比为3∶2∶2


B．角速度之比为3∶3∶2


C．转速之比为2∶3∶2


D．向心加速度大小之比为9∶6∶4


【答案】D


【解析】


轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：va：vb=1：1


根据公式v=rω，有：ωa：ωb=4：3


根据ω=2πn，有：na：nb=4：3


根据a=vω，有：aa：ab=4：3


轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1


根据公式v=rω，有：vb：vc=4：3


根据ω=2πn，有：nb：nc=1：1


根据a=vω，有：ab：ac=4：3


综合得到：va：vb：vc=4：4：3；ωa：ωb：ωc=4：3：3；


na：nb：nc=4：3：3；aa：ab：ac=16：12：9


故选C．


10．图是自行车传动装置的示意图，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．


【答案】A


【解析】


转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以ω=2πnrad/s，因为要测量自行车前进的速度，即车轮III边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，则轮II的角速度ω2=ω1．因为轮II和轮III共轴，所以转动的ω相等即ω3=ω2，根据v=Rω可知，v=r3ω3=，故A正确，BCD错误。故选A。


二、多选题


11．如图所示，甲、乙圆盘的半径之比为1：2，两水平圆盘紧靠在一起，乙靠摩擦随甲不打滑转动.两圆盘上分别放置质量为m1和m2的小物体，m1=2m2，两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同.m1距甲盘圆心r，m2距乙盘圆心2r，此时它们正随盘做匀速圆周运动.下列判断正确的是( )





A．m1和m2的线速度之比为1：4


B．m1和m2的向心加速度之比为2：1


C．随转速慢慢增加，m1先开始滑动


D．随转速慢慢增加，m2先开始滑动


【答案】BC


【解析】


试题分析：甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等，有：，则得，所以物块相对盘开始滑动前，m1与m2的角速度之比为2：1，根据公式：，所以：，A错误；根据得：m1与m2的向心加速度之比为，B正确；根据知，m1先达到临界角速度，可知当转速增加时，m1先开始滑动．C正确，D错误；故选BC。


三、解答题


12．如图所示的皮带传动装置中，右边两轮连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑。求：


(1)A、B、C三点的线速度之比；


(2)角速度之比；


(3)周期之比。





【答案】（1）（2） （3）


【解析】


（1、2）A、B两点皮带传动，线速度相等，故：


vA=vB


根据公式v=ωr，A、B两点的角速度之比为：


ωA：ωB=r2：r1=1：2


B、C两点同轴转动，角速度相等，故：


ωB=ωC


根据公式v=ωr，B、C两点的线速度之比为：


vB：vC=r2：r3=1：3


故：


vA：vB：vC=1：1：3；


ωA：ωB：ωC= 1：2：2


（3）根据可知，周期之比


TA：TB：TC=2：1：1





言，故D错误。


13、一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图所示，求环上M、N两点的：





(1)线速度的大小之比。


(2)角速度之比。


答案：(1) QUOTE 3 3∶1 (2)1∶1


【解析】M、N是同一环上的两点，它们与环具有相同的角速度，即ωM∶ωN=1∶1，两点做圆周运动的半径之比


rM∶rN=sin60°∶sin30°= QUOTE 3 3∶1，故


vM∶vN=ωMrM∶ωNrN= QUOTE 3 3∶1。