高中物理沪科版 (2019)必修 第二册3.1 怎样描述圆周运动 同步练习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第二册3.1 怎样描述圆周运动 同步练习题，共13页。试卷主要包含了如图所示，A，如图所示为一皮带传动装置，，两颗卫星1等内容，欢迎下载使用。
【特供】3.1怎样描述圆周运动-1练习一．填空题1．一人骑自行车来探究线速度与角速度的关系，他由静止开始达到最大速度后，脚蹬踏板使大齿轮以的转速匀速转动，已知大齿轮直径，小齿轮直径，车轮直径。运动过程中小齿轮的角速度为______，自行车的最大速度为______。
 2．如图所示，一质点在的时间沿半径为的圆形轨道从点运动到点，质点与圆心的连线在这段时间内转过的角度为，该过程中质点可以看成匀速圆周运动，质点的角速度为______，向心加速度为______。
 3．如图所示，A．B两点分别位于大．小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。大轮以某一恒定角速度转动时，则A．B．C三点的线速度之比为VA：VB：VC=____________________，角速度之比ωA：ωB：ωC=__________________。 4．质量为的钢丝操纵航空模型飞行时，运动员站在场地中央，用手拉紧钢丝，使航空模型沿水平面做匀速圆周运动，假如钢丝长，钢丝与地面成30°的角度，每分钟旋转圈，则该模型飞机的线速度为______. 5．如图所示为一皮带传动装置，．分别为大轮和小轮的圆心。请在图上标出点的线速度方向和质点的向心力方向___________。6．美国物理学家蔡特曼（Zarman）和我国物理学家葛正权于1930？1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进,设计了如图所示的装置。半径为 R 的圆筒B可绕O轴以角速度 ω 匀速转动,aOcd 在一直线上,银原子以一定速率从d 点沿虚线方向射出,穿过筒上狭缝c 打在圆筒内壁 b 点,ab 弧长为 s,其间圆筒转过角度（未知）小于 90° ,则圆筒_____方向转动（填“顺时针”,“逆时针”），银原子速率为_____.7．如图所示，A．B两点分别位于大．小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。大轮以某一恒定角速度转动时，则A．B．C三点的线速度之比为VA：VB：VC=____________________，8．锦江乐园摩天轮的直径为，转动一周需要，那么游客的角速度约为______，线速度约为________. 9．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径．角速度．质量的关系”实验转动手柄，可使塔轮．长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左．右半径比分别是和。左．右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左．右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽处和长槽的A（或）处，到左．右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
 （1）该实验用到的方法是（______）A．理想实验    B．等效替代法    C．微元法    D．控制变量法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在位置，将皮带连接在左．右塔轮半径之比为的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左．右标尺露出的等分格数之比为；若将皮带连接在左．右塔轮半径之比为的塔轮上，左．右两边塔轮的角速度之比为____________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，_________。10．两颗卫星1．2同绕某一行星做匀速圆周运动，周期分别为．，如图所示是某时刻的位置示意，则经过时间_________两者第一次相距最远，经过时间________两者第一次相距最近。 11．如图所示为自行车传动部分示意图，a为踏脚，OA为曲轴，b为齿轮（牙盘），d为齿轮（飞），c为链条，e为后轮（主动轮）。已知OA=25cm，rb=10cm，rd=5cm，re=36cm。如果传动过程中无打滑现象，当踏脚以每分30转的速度匀速转动时，牙盘的角速度为_____rad/s，自行车行进的速度为_____m/s。 12．如图为一皮带传动装置，大轮与小轮固定在同一根轴上，小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连，它们的半径之比是1：2：3，A．B．C分别为轮子边缘上的三点那么三点线速度之比________；角速度之比________；转动周期之比________；向心加速度之比________.13．如图所示，一个圆环以竖直直径 AB为轴匀速转动，则环上M．N两点的线速度之比_____，向心加速度之比______14．如图甲所示，一个带有凹槽的圆盘，其凹槽宽度略大于纸带宽度，圆盘绕水平轴在竖直面内转动，用该装置可测圆盘转动的角速度。操作如下：i．打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器，然后固定在圆盘的凹槽内；ii．接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置让圆盘转动，使纸带卷在圆盘上；iii．停止圆盘转动，切断电源，取下纸带，进行测量。请回答下列问题：（1）使用学生电源给实验中的电磁打点计时器供电，应采用图乙中的______接法（填“A”或“B”）。
 （2）在纸带上标记若干个计数点并测量它们的间距如图丙所示，相邻计数点间的时间间隔为T，测得圆盘直径为d，槽深为h；则打下点B时，圆盘转动的角速度的表达式为ω=______。（忽略纸带厚度带来的影响）（3）由于纸带具有一定的厚度，会使角速度的测量结果______（填“偏大”．“偏小”或“不变”）。15．在研究做圆周运动的物体在任意位置的速度方向时，可在桌面上铺一张白纸，如图A所示，让陀螺在纸上转起来，接着在陀螺的边缘滴几滴带颜色的水，水在纸上甩出的痕迹如图B所示，然后再用一张透明胶片做模板，画一个圆及其几根切线，如图C所示。（1）实验时，陀螺中心转轴相对于白纸____________（可以．不可以）移动，圆的半径与陀螺的半径的比例应为_______________。（2）将圆心与纸上O点对准并覆盖其上，随后绕过O点．垂直于纸面的轴旋转模板，可观察到模板上的切线总是与水的痕迹重合，这种判断的方法通常称作（____）A．控制变量法             B．建模方法            C．等效替代法    D．图像方法（3）本实验结论是：做圆周运动的物体的线速度方向总是与_________方向一致。（4）与本实验具有相同物理思想方法的是（____）A．研究加速度与力及质量关系的实验           B．质点C．平均速度                                                       D．心电图16．如图所示，直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动（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，则子弹从进入到穿出经过时间为________，子弹的速率为________。17．如图所示，一个圆环以直径为轴做匀速转动，则环上P．Q两点的角速度之比为__________，线速度之比为__________．18．做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动了100m，则其线速度为___________m/s，角速度为___________rad/s，周期为___________s，转速为___________ r/s。
参考答案与试题解析1．【答案】20    6    【解析】[1]大齿轮与小齿轮边缘处线速度相等，有即有又因为联立代入已知数据求得，运动过程中小齿轮的角速度为[2]自行车的最大速度即为车轮边缘的线速度，因为车轮与小齿轮角速度相等，所以自行车的最大速度为2．【答案】        【解析】[1]根据解得[2]根据解得3．【答案】VA：VB：VC= 2:2:1    ωA：ωB：ωC=  1:2:1    【解析】【分析】靠摩擦传动做匀速转动的大．小两轮接触面互不打滑，知A．B两点具有相同的线速度，A．C共轴转动，则角速度相等．根据v=rω，可得出角速度和线速度的关系．【详解】点A和点B属于同缘传送，具有相同的线速度大小，即VA=VB；A．C两点属于同轴转动，角速度大小相等，即ωC=ωA；所以ωA：ωC=1：1。再根据v=rω，A．C两点的线速度之比为2：1；所以B的线速度是C的线速度的2倍，即vA：vB：vC=2：2：1．根据v=rω可知AB的角速度之比为ωA：ωB =  1：2，则ωA：ωB：ωC=  1：2：1。4．【答案】15【解析】【分析】【详解】[1]．模型飞机的线速度为5．【答案】【解析】【来源】上海市建平中学2018-2019学年高一下学期期中（A层卷)物理试题 【详解】线速度方向沿该点的切线方向，向心力指向圆心：。6．【答案】顺时针        【解析】【来源】上海市格致中学2017-2018学年高一下学期期中物理试题 【详解】[1]据题，银原子从d打在圆筒内壁b点时其间圆筒转过角度小于90°，则知圆筒沿顺时针方向转动；[2]银原子在筒内运动时间为：银原子速率为：。7．【答案】2:2:1【解析】【来源】贵州省贵阳清镇北大培文学校2018-2019学年高一（下)3月份月考物理试题 【详解】[1]．点A和点B属于同缘传送，具有相同的线速度大小，即VA=VB；A．C两点属于同轴转动，角速度大小相等，即ωC=ωA；所以ωA：ωC=1：1再根据v=rω，2rC=rA，A．C两点的线速度之比为2：1；所以VA：VB：VC=2：2：1.8．【答案】    0.21    【解析】【分析】【详解】[1]摩天轮一周转过的角度为，时间为1500s，游客的角速度约为[2]摩天轮的半径为49m，由代入数据可得线速度为v=0.219．【答案】D        向心力与转动角速度的平方成正比    【解析】【来源】山东省枣庄市第八中学2020-2021学年高一（下）4月物理试题 （1）[1]本实验采用的是控制变量法。故选D。（2）[2]因用皮带连接的左．右塔轮边缘线速度大小相等，皮带连接的左．右塔轮半径之比为，根据可知，左．右两边塔轮的角速度之比为。[3]放在两处的小球质量相等，转动半径相等，左边标尺露1个等分格，右边标尺露出9个等分格，表明两球向心力之比为。此次实验说明，做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。10．【答案】        【解析】【分析】【详解】[1]行星1比行星2多转动半圈时，第一次相距最远，有解得[2]行星1比行星2多转动一圈时，第一次相距最近，有解得11．【答案】3.14    2.26    【解析】【分析】【详解】[1][2]牙盘和踏脚同轴转动，角速度相同，则牙盘角速度b．d两点线速度相同，根据 可知，b．d两点角速度自行车行进的速度12．【答案】1：1：3    2：1：2    1：2：1    2：1：6    【解析】【来源】第四部分期中期末卷高一年级第二学期期中基础测试卷 【详解】对于A．C两点：角速度ω相等，由公式v=ωr，得：vA：vC=rA：rC=1：3；由公式a=ω2r，得：aA：aC=rA：rC=1：3；对于A．B两点：线速度大小v相等，由公式v=ωr，得：ωA：ωB=rB：rA=2：1；由公式，得：aA：aB=rB：rA=2：1．[1]．所以三点线速度之比：vA：vB：vC=1：1：3；[2]．角速度之比为：ωA：ωB：ωC=2：1：2，[3]．周期，所以周期与角速度成反比，周期之比为：1：2：1；[4]．向心加速度之比为：aA：aB：aC=2：1：6．13．【答案】        【解析】【来源】上海市向明中学2017-2018学年高一下学期期中物理试题 【详解】[1]．两点共轴转动，角速度相等，则有：根据图则有：根据可得．的线速度之比：[2]根据可得．的向心加速度之比：14．【答案】    (1). B    (2).     (3). 偏大【解析】【分析】【详解】(1)[1]电磁打点计时器使用的是交流电，所以应采用图乙中的B接法。(2)[2]点B的线速度为圆盘的凹槽内径为圆盘转动的角速度的表达式为(3)[3]由于纸带具有一定的厚度，则计算半径时所用数据偏小，根据，可知角速度的测量结果偏大。15．【答案】不可以    1：1    B    圆周的切线    B    【解析】【来源】上海市金山区金山中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题 （1）[1]实验时，陀螺中心转轴相对于白纸不可以移动，否则陀螺边缘的运动轨迹就不是圆。[2]陀螺的边缘上的水以切线方向飞出，所以圆的半径与陀螺的半径的比例应为。（2）[3]本题通过建立模型，观察到模板上的切线总是与水的痕迹重合，得出了圆周运动的物体在任意位置的速度方向，所以这种方法称为建模方法。故选B。（3）[4]做圆周运动的物体的线速度方向总是与圆周的切线方向一致。（4）[5]质点是为了研究问题的方便而建立的理想模型。故选B。16．【答案】        【解析】【来源】第二部分单元卷圆周运动测试卷 【详解】[1]子弹从进入到穿出经过时间[2]设子弹的速度为v0，由题意知，子弹穿过两个孔所需时间解得：17．【答案】1∶1        【解析】【来源】高中物理学业水平合格性考试复习测试卷四（匀速圆周运动) 【详解】[1][2]．环上P．Q两点是同轴转动，角速度相同，则角速度之比为１:１；因为，根据可得线速度之比为．18．【答案】10    0.5    4π        【解析】【来源】吉林省长春市榆树高级中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题 [1]线速度为[2]角速度为[3]周期为[4]转速为