高中物理沪科版 (2019)必修 第二册第3章 圆周运动3.2 匀速圆周运动的规律综合训练题

3.2匀速圆周运动的规律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连，以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动。如果，两段绳子拉力之比TAB∶TOB为（ ）

A．2∶3 B．2∶5 C．3∶5 D．1∶5

2．如图所示，大、小轮之间靠摩擦传动，接触面不打滑，A、B两点分别位于大、小轮的边缘，关于A、B两点线速度的大小、和角速度、的关系，正确的是（　　）

A． B．

C． D．

3．1958年，我国第一家手表厂——上海手表厂建成，从此结束了中国只能修表不能造表的历史。手表的分针与时针角速度之比为（　　）

A．12∶1 B．1∶12 C．1∶60 D．60∶1

4．已知一物体做曲线运动，则该物体（　　）

A．线速度一定变化

B．加速度一定变化

C．相等的时间内速度变化量一定相同

D．相等的时间内路程一定相同

5．硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料。如图，电动机使磁盘以5400 r/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。外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比，有(　　)

A．nP>nQ B．ωP>ωQ

C．vP<vQ D．nP＝nQ

6．据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。人们借助辘轳从井中汲水的示意图如图。某人以恒定角速度转动辘轳汲水时，绳子不断重叠地绕在一起，绳子的粗细不可忽略。则（　　）

A．水桶匀速上升

B．水桶减速上升

C．绳子拉水桶的力大于水桶拉绳子的力

D．绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力

7．结合生活常识可以判断钟表里时针转动的角速度和地球自转的角速度之比为（　　）

A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．365：1

8．一机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C为两轮边缘上的点，A为机器皮带轮半径的中点，皮带与两轮之间不发生滑动，则下列正确的是（　　）

A．线速度 B．线速度

C．角速度 D．角速度

9．80年代的中国，是个自行车王国，拥有一辆自行车是当时每个中国人的梦想。自行车工作时，人通过脚踏板带动链轮转动，再通过链条将动力链轮传到飞轮，从而带动后轮转动，如图所示。变速自行车是当今流行的自行车。自行车变速系统是通过改变链条与不同链轮和飞轮的配合来改变车速的。如图所示，将自行车变速系统分别调至甲和乙两种情况，若人骑车使脚踏板以恒定的角速度转动，下列说法正确的是（　　）

A．甲情况下骑车人更费力

B．甲、乙情况下骑车人一样费力

C．甲情况下车的速度更快

D．乙情况下车的速度更快

10．如图所示，A、B为电风扇叶片上的两个质点，当电风扇匀速转动时，A、B两质点具有相同的（       ）

A．线速度 B．周期

C．向心加速度 D．运动轨迹

11．把某一机械手表的分针与时针上的端点看作是匀速圆周运动，则（　　）

A．分针与时针的周期之比为1:60

B．分针与时针的角速度之比为24:1

C．分针与时针的转速之比12:1

D．每天时针和分针重合24次

12．如图所示，A、B是转动跷跷板上的两点，B点离转轴的距离是A点离转轴距离的4倍，设A、B线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，则

A．vA:vB=4:1，ωA:ωB=1:1

B．vA:vB=1:4，ωA:ωB=4:1

C．vA:vB=1:1，ωA:ωB=1:4

D．vA:vB=1:4，ωA:ωB=1:1

13．2021年9月9日，中国载人航天工程办公室发布了神舟十二号航天员第二批在轨拍摄的高清图片。在飞船上看到地面从黎明到黄昏的时间就是适合拍摄地球美景的“摄影窗口期”。已知神舟十二号飞船围绕地球运动的周期约为，那么在一个周期内，这段“摄影窗口期”的时长大约是（　　）

A． B． C． D．

14．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）

A．a点与b点的角速度大小之比为1：1

B．a点与b点的角速度大小之比为2：1

C．c点与d点的向心加速度大小之比为1：1

D．c点与d点的向心加速度大小之比为2：1

15．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M．C点与O点距离为l．现在杆的另一端用力．使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置（转过了90°角），此过程中下述说法中正确的是（　　）

A．重物M做匀速直线运动

B．重物M做匀变速直线运动

C．重物M的最大速度是ωl

D．重物M的速度先减小后增大

二、填空题（共4题）

16．常见的传动方式有_____________、____________、________________和齿轮传动等；齿轮传动的传动比是主动轮与__________的转速之比，传动比等于___________的齿数之比。

17．常见的传动方式有_____、_____、_____和齿轮传动等．齿轮传动的传动比是主动轮与_____的转速之比，传动比等于_____的齿数之比．

18．如图所示的皮带传动装置，点A、B和C是皮带轮上的三点，，。则皮带轮转动时，A、B、C三点的线速度、角速度之比分别为：________，________。

19．如图甲所示，用包有白纸的质量为m（kg）的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔转动就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知电动机每秒钟转20圈，由此研究圆柱棒的运动情况．根据以上内容，回答下列问题：

（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s，图乙中的__________（填“左”或“右”）端是圆柱棒的悬挂端。

（2）根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD＝__________m/s；圆柱棒竖直下落的加速度a＝__________m/s2。（结果保留三位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．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时刻开始该容器从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：(重力加速度为g)

（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ω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。

21．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。

22．如图所示，水平传送带水平段长L，两皮带轮直径均为D=0.2米，距地面高度H，与传送带等高的光滑平台上有一个小物体以v0的初速度滑上传送带，皮带轮顺时针匀速转动，角速度为ω．物体经传送带后从右侧做平抛运动的水平位移为S，S—ω关系图象如图所示．已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g=10m/s2，求：

（1）离地高度H的值．

（2）传送带的水平段长度L和小物体的初速度v0．

23．一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置如图所示，其中A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。当车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后成为脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理量或数据是什么？写出小车速度和行程的表达式。

参考答案：

1．C

2．B

3．A

4．A

5．D

6．D

7．C

8．B

9．D

10．B

11．C

12．D

13．D

14．B

15．C

16．     链传动     带传动     液压传动     从动轮     从动轮与主动轮

17．     链传动     带传动     液压传动     从动轮     从动轮与主动轮

18．     2∶2∶1     2∶1∶1

19．     0.05     左     1.60     9.60

20．（1）；（2）nπ (n＝1,2,3，…)；（3）5v

21．

22．（1）H=5m（2）5m/s

23

小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为R，单位时间内车轮转动圈数为k，则有v=2πRk。若齿轮的齿数为P，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P．已知单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为，由于齿轮与车轮同轴相连，它们在单位时间内转动圈数相等，即，由以上两式可得

同理，设车轮转动的累计圈数为k′，则有路程x=2πRk′，且，所以