高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动同步练习题，共15页。试卷主要包含了1圆周运动 课时作业2，07sB．0，5m/s12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2（含解析）  1．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轮绕过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三点在转动过程中的（　　）A．线速度大小之比为3：2：2 B．角速度之比为3：3：2C．转速之比为2：3：2 D．向心加速度大小之比为9：6：42．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图)，记录了我们祖先的劳动智慧．若A、B、C三齿轮半径的大小关系如图，则(　　)A．齿轮A的角速度比C的大B．齿轮A、B的角速度大小相等C．齿轮B与C边缘的线速度大小相等D．齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大3．如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的最小速率为（　　）A． B． C． D．4．如图所示为一种修正带，其核心结构包括大小两个齿轮、压嘴座等部件，大小两个齿轮是分别嵌合于大小轴孔中的并且齿轮相互吻合良好，a、b点分别位于大小齿轮的边缘且Ra：Rb＝3：2，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带以速度v匀速走动时b、c点的向心加速度之比是（　　）A．1：3 B．2：3 C．3：1 D．3：25．如图所示是一个玩具陀螺，、和是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）A．、和三点的线速度大小相等 B．、和三点的角速度相等C．、两点的角速度比的大 D．的线速度比、的大6．有两人坐在椅子上休息，他们分别在中国的大连和广州，关于他们具有的线速度和角速度相比较（　　）A．在广州的人线速度大，在大连的人角速度大B．在大连的人线速度大，在广州的人角速度大C．两处人的线速度和角速度一样大D．两处人的角速度一样大，在广州处人的线速度比在大连处人的线速度大7．如图所示为一链条传动装置的示意图。已知主动轮是逆时针转动的，转速为n，主动轮和从动轮的齿数比为k，以下说法中正确的是（　　）A．从动轮是顺时针转动的B．主动轮和从动轮边缘的线速度大小之比为kC．从动轮的转速为nkD．从动轮的转速为8．机械手表的分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为（    ）A． B． C．1min D．9．图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（　　）A．开窗过程中A、B两点的速度始终相等B．开窗过程中B、C两点的角速度始终相等C．开窗状态下滑块受3个力作用D．该窗户能打开的最大角度为60°10．某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上有一个信号发射装置P，能发射水平红外线，P到圆心的距离为28cm．B盘上有一个带窗口的红外线信号接受装置Q，Q到圆心的距离为16cm．P、Q转动的线速度相同，都是4πm/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接收到的红外线信号的周期是：A．0.07s B．0.16s C．0.28s D．0.56s11．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同12．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程，下列说法中正确的是（　　）A．手掌对苹果的摩擦力越来越大 B．苹果先处于超重状态后处于失重状态C．手掌对苹果的支持力越来越小 D．苹果所受的合外力越来越大13．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（　　）A．物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向可以变化B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D．物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直 14．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点，飞镖抛出时与等高，且距离点为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点抛出的同时，圆盘以经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为，若飞镖恰好击中点，则（　　）A．飞镖击中点所需的时间为B．圆盘的半径为C．圆盘转动角速度的最小值为D．点随圆盘转动的线速度可能为15．如图所示为摩擦传动装置，B轮转动时带动A轮跟着转动，已知转动过程中轮缘间无打滑现象，下述说法中正确的是（　　）A．A、B两轮转动方向相同B．A、B两轮转动方向相反C．A、B转动的角速度之比为1:3D．A、B轮缘上点的线速度之比为3:1  16．在我国南方山区有一种简易水轮机，如下图所示 ，从悬崖上流出的水可看作连续做平抛运动的物体，水流轨迹与下边放置的轮子边沿相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动，输出动力．当该系统工作稳定时，可近似认为水的末速度与轮子边缘的线速度相同．设水的流出点比轮轴高h＝5.6m，轮子半径R＝1m．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点相对应的半径与水平线成．取g＝10 m/s2，求：（1）水流的初速度v0大小（2）若不计挡水板的大小，则轮子转动的角速度为多少？17．如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=20cm处放置一小物块，其质量为m=2kg，物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.5．当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2．求：(1)物块的线速度大小；(2)物块的向心加速度大小；(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？18．地面上有一个半径为的圆形跑道，高为的平台边缘上的点在地面上点的正上方，与跑道圆心的距离为，如图所示跑道上停有一辆小车，现从点水平抛出小沙袋，使其落入小车中（沙袋所受空气阻力不计）。小车可看成质点，与圆轨道交于、两点，与棱垂直。问： （1）当小车位于点时（），沙袋刚好落入小车，沙袋抛出时的初速度为多大？（2）要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度大小在什么范围内？（3）若小车沿跑道顺时针匀速圆周运动，当小车恰好经过点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在处落入小车中，小车的速率应满足什么条件？19．如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。求：（1）A轮与B轮的角速度之比；（2）若将小木块放在B轮上。欲使木块相对B轮也相对静止，求木块距B轮转轴的最大距离。
参考答案1．D【详解】轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故根据公式v=rω，有根据ω=2πn，有根据a=vω，有轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故根据公式v=rω，有根据ω=2πn，有根据a=vω，有综合得到故D正确，ABC错误。故选D。2．D【详解】AB．齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度．而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，AB错误；C．B、C两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大，C错误；D．齿轮A、B边缘的线速度相等，根齿轮B比C边缘的线速度大，所以齿轮A边缘的线速度比C边缘的大，D正确．3．B【详解】小球在竖直方向做自由落体运动，根据可得小球在桶内的运动时间为在水平方向，以圆周运动的规律来研究，运动的时间为联立可得当时，取最小值，所以最小速率故B正确，ACD错误。故选B。4．C【详解】a、b属于齿轮传动，有线速度相等，即va=vb，因为Ra：Rb＝3：2，由可知又因为a、c属于同轴传动，它们具有共同的角速度，故，当纸带以速度v匀速走动时b、c点的向心加速度之比故选C。5．B【详解】a、b和c三点是同轴转动，则角速度相等；根据v=ωr可知，因ra=rb>rc可知va=vb>vc故选项B正确，ACD错误。故选B。6．D【详解】AB．除了两极外，地面上静止的人都随地球自转绕地轴做圆周运动，角速度相同，故AB错误；CD．广州的纬度高于大连，地面上的人随地球自转的半径较大，由v=ωr知，大连地面上的人随地球自转的线速度较大，故C错误，D正确。故选D。7．C【详解】AB．主动轮逆时针转动，带动从动轮也逆时针转动，用链条传动，两轮边缘线速度大小相等，AB错误；CD．由r主：r从＝k2πn·r主＝2πn从·r从可得n从＝nk选项C正确，D错误。故选C。8．D【解析】设秒针的角速度为ω1，分针的角速度为ω2，则ω1=60ω2，设从重合至第二次重合经历时间为t，可得，又，秒针的周期T1=60s=1min,联立解得，所以D正确；A、B、C错误．9．B【详解】A．开窗过程中，A、B间距离增大，因此两点的速度不相等，A错误；B．开窗过程中B、C两点都绕一个固定轴旋转，因此角速度始终相等，B正确；C．开窗状态下滑块受重力、压力、支持力和摩擦力4个力作用，C错误；D．由于A可以滑动，当轻杆垂直于竖直窗框时，张角最大为30o，D错误。故选B。10．D【详解】由题意可知P的周期为：Q的周期为：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，故D正确，ABC错误．故选D。11．C【详解】A．物体做曲线运动的条件是加速度与速度方向不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，比如平抛运动，加速度恒定不变，选项A错误；B．匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心，变速圆周运动的物体所受的合力不一定指向圆心，选项B错误；C．当物体所受合力与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，当合力与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，所受合力方向不一定与运动方向相反，也可以相同，选项C正确；D．物体运动的速度在增加，所受合力方向与运动方向不一定相同，可能所受合力方向与运动方向成锐角，选项D错误。故选C。12．A【详解】A．从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知，摩擦力越来越大，故A正确；B．苹果做匀速圆周运动，从c到d的过程中，加速度在竖直方向上有向下的加速度，可知苹果一直处于失重状态，故B错误；C．从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在竖直方向上的加速度逐渐减小，方向向下，则重力和支持力的合力逐渐减小，可知支持力越来越大，故C错误；D．苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心，故D错误。故选A。13．D【详解】A．物体做匀变速曲线运动时，加速度恒定，则所受合外力恒定，故A错误；B．物体做变速率的曲线运动，合力不一定改变，比如平抛运动，故B错误；C．物体做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心，若非匀速圆周运动，则合外力一定不指向圆心，存在沿切向和沿径向的分力，故C错误；D．物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变，所以其合力一直不做功，则其的方向总是与速度方向垂直，故D正确。故选D。14．AD【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此，故A正确；B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则解得圆盘的半径，故B错误；C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足解得则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；D．P点随圆盘转动的线速度为当k=1时，，故D正确。故选AD。15．BC【详解】AB．A、B两轮转动方向相反，选项A错误，B正确；CD．A、B轮同缘转动，则缘上点的线速度相等，根据v=ωr可知， A、B轮缘的半径之比为3:1，则转动的角速度之比为1:3，选项C正确，D错误。故选BC。16．(1)7.5m/s(2)12.5rad/s【详解】（1）流出的水做平抛运动，设在空中运动的时间为t，在竖直方向有：代入数据解得：s由合速度与分速度的关系有：解得：v0=7.5m/s（2）设水与轮接触时的速度为v，则有：m/s设轮子转动的角速度为，由于水的末速度与轮子边缘的线速度相同，则有：rad/s17．（1）0.4 m/s    （2）0.8 m/s2   （3）5 rad/s【详解】解：(1) 当时，滑块的线速度：    (2) 当时，滑块的向心加速度：(3) 当物块刚要发生滑动时最大静摩擦力充当向心力，设此时圆盘转动的角速度为由牛顿第二定律得解得：，故圆盘转动的角速度不能超过18．（1） ；（2）；（3）【详解】（1）当小车位于点时，有得（2）若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为若当小车经过点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有得所以沙袋被抛出时的初速度范围为（3）要使沙袋能在处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同所以解得19．（1）；（2）x=0.2m【详解】（1）两轮边缘线速度相等，可知可得（2）在A轮边缘的小木块P恰能与轮保持相对静止，有若将小木块放到B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有解得=0.2m