物理必修 第二册1 圆周运动精品课后复习题

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2.1圆周运动同步练习教科版（   2019）高中物理必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径英寸的蛋糕，在蛋糕上每隔均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上个奶油，则下列说法正确的是

A. 圆盘转动的转速为
B. 圆盘转动的角速度大小为 
C. 蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 
D. 蛋糕边缘的奶油向心加速度约为

2. 在深圳市科学馆中，看到的科技魔轮如图所示。齿轮匀速转动时，观测者感觉齿轮悬浮在空中，增强了魔术效果。点到转轴的距离小于点到转轴的距离。关于科技魔轮，下列说法正确的是

A. 齿轮“悬浮”，说明齿轮不受重力
B. 齿轮匀速转动过程中，点的周期大于点的周期
C. 齿轮匀速转动过程中，点的角速度大于点的角速度
D. 齿轮匀速转动过程中，点的线速度小于点的线速度
 

3. 如下图所示的齿轮传动装置中，主动轮和从动轮的齿大小相同，主动轮的齿数，从动轮的齿数，当主动轮以角速度逆时针转动时，从动轮的转动情况是   

A. 顺时针转动，周期为
B. 逆时针转动，周期为
C. 顺时针转动，周期为
D. 逆时针转动，周期为
 

4. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是

A. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定
B. 如果物体在内转过角，则角速度为
C. 若半径一定，则线速度与角速度成反比
D. 匀速圆周运动是变加速曲线运动

5. 关于质点做匀速圆周运动的说法正确的是

A. 由知与成反比 B. 由知与成正比
C. 由知与成反比 D. 由知与周期成反比

6. 某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫作太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为，行星轮一周的齿数为，当太阳轮转动的角速度为时，最外面的大轮转动的角速度为   

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示的皮带转动中小轮半径是大轮半径的一半，、分别是小轮和大轮边缘上的点，大轮上点到轮心的距离恰好等于，若皮带不打滑，则图中、、三点

A. 线速度之比为 B. 角速度之比为
C. 转动周期之比为 D. 向心加速度大小之比为

8. 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。、是转动的齿轮边缘的两点，则下列说法中不正确的是

A. ，两点的线速度大小相等
B. ，两点的角速度大小相等
C. 点的周期大于点的周期
D. 点的向心加速度小于点的向心加速度
 

9. 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。如图所示，电动机使磁盘以的转速匀速转动，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。外磁道某一点与内磁道某一点相比，有

A.  B.  C.  D.

10. 物体做匀速圆周运动的过程中，不发生变化的物理量是

A. 合力 B. 线速度 C. 向心加速度 D. 周期

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

11. 做匀速圆周运动的物体，下列物理量中保持不变的是

A. 线速度 B. 动能 C. 向心加速度 D. 周期

12. 如图，一带有小孔的铁盘绕中心轴做匀速圆周运动，铁盘距手枪枪口的水平距离，一颗子弹以从手枪枪口射出，若子弹射出瞬间小孔刚好经过图示位置，要使子弹能从图示位置穿过铁盘上的小孔，则铁盘转动的角速度可能为   

A.  B.  C.  D.

13. 多选如下图所示，轮、固定在同一转轴上，轮、用皮带连接且不打滑，在、、三个轮的边缘各取一点、、，已知三个轮的半径之比，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是   

A. ，，三点的线速度大小之比为
B. ，，三点的角速度之比为
C. ，，三点的转速之比为
D. ，，三点的周期之比为

14. 如图所示是某机器中的皮带传动装置，主动轮的半径为，从动轮的半径为。已知主动轮顺时针转动，转速为，转动过程中皮带不打滑。关于从动轮的转动下列说法正确的是

A. 顺时针转动 B. 逆时针转动 C. 转速为 D. 转速为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15. 如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和，从动轮的半径为，、、分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则：
    
    、、三点的角速度之比：：______ ；
    、、三点的线速度大小之比 ：：______ ；
    、、向心加速度之比， ______ ．
16. 下面个图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置：转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格就能显示出两个球所受向心力的比值
     

图甲探究的是向心力与质量之间的关系，图乙探究的是向心力与角速度之间的关系，图丙探究的是向心力与半径之间的关系，这种探究用到的方法是___________________________________________________

图甲中，左右两边露出的标尺分别是格和格，则左右两边所放小球的质量比为：_____________

图乙中，左右两边露出的标尺分别是格和格，则左右两边所放小球的转动的角速度之比为：__________

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17. 做匀速圆周运动的物体，内沿半径是的圆周运动，试求物体做匀速圆周运动时：

线速度的大小。

角速度的大小。

周期的大小。






 

18. 如图所示是教室里的精准石英钟，设时针、分针长度之比为：，求：
    
    时针、分针针尖的线速度之比；
    从图中位置：开始计时，时针、分针经过多长时间将第一次重合？
    
    
    
    
    
    
     
19. 如图所示，在同一竖直平面内有、两物体，物体从点起以角速度沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动，同时物体从圆心自由下落，要使、两物体在点相遇，求角速度必须满足的条件。
     

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据转动一圈的时间，结合、、分析计算圆盘转动的角速度、线速度和向心加速度。
解决本题的关键知道周期和角速度的关系，通过时间间隔求出周期是关键，基础题。
【解答】
A.圆盘每转一圈，故转速为，故A错误；
B.由角速度与周期的关系可得：，故B正确；
C.蛋糕边缘的奶油线速度大小为：故C错误；
D.向心加速度为：，故D错误。
故选B。  

2.【答案】
 

【解析】

【分析】
共轴转动，角速度相等，靠摩擦传动以及靠链条传动，线速度大小相等，抓住该特点，运用线速度、角速度、周期公式比较大小关系。
本题考查了线速度、角速度和周期、转速；解决本题的关键知道共轴转动，角速度相等，靠摩擦和皮带传动，线速度相等。
【解答】
A.齿轮“悬浮”是视觉效果，齿轮做匀速圆周运动，仍然受到重力作用，故A错误；
点点在同一齿轮上，故两点的角速度相同，周期相同，由于点到转轴的距离小于点到转轴的距离，根据可知，点的线速度小于点的线速度，故BC错误，D正确。
故选D。  

3.【答案】
 

【解析】

【分析】

齿轮不打滑，说明边缘点线速度相等，可以判断主动轮的转动方向，根据判断主动轮的角速度，然后根据求解周期。

本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等，然后结合线速度与角速度关系公式列式分析。

【解答】

齿轮不打滑，说明边缘点线速度相等，主动轮逆时针转动，故从动轮顺时针转动；

主动轮的齿数，从动轮的齿数，故大轮与小轮的半径之比为：：：；
根据，有：

解得从动轮的角速度为：
根据得：
从动轮的周期为：

，故BCD错误，A正确。
故选A。

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
线速度是矢量，做匀速圆周运动的物体线速度大小恒定；根据计算角速度；根据判断线速度与角速度成的关系；匀速圆周运动的加速度大小恒定方向变化。

本题关键是明确矢量变化与标量变化的区别，掌握圆周运动的线速度，角速度的公式的应用，基础题目。

【解答】
A.因相等时间内通过的弧长相等，所以线速度大小不变，但是方向时刻变化，故A错误；
B.根据，故B错误；

C.线速度与角速度的关系为，由该式可知，一定时，，故C错误；

D.做匀速圆周运动的物体加速度大小恒定方向变化，为变加速曲线运动，故D正确。
故选D。

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
该题主要考查匀速圆周运动各物理量之间关系相关知识。根据匀速圆周运动的向心加速度、线速度、角速度和周期的公式逐项分析即可得出结论。
【解答】
A.由知，只有在线速度一定时，才与成反比，如不一定，与不一定成反比，故A错误；
B.由知，只有当一定时，才与成正比，故B错误；
C.由知，只有当一定时，与成反比，故C错误；
D.由可知，由于是定值，故与成反比，故D正确。

故选D。

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
齿轮传动的两个轮子边缘上各点的线速度大小相等，然后结合半径关系分析角速度的关系。
本题运用比例法解决物理问题的能力，关键抓住相等的量：对于齿轮传动的两个轮子边缘上各点的线速度大小相等；同一轮上各点的角速度相同。
【解答】
主动轮、行星轮与大轮分别用、、表示，由图可知，与为齿轮传动，所以线速度大小相等，与也是车轮传动，线速度也相等，所以与、的线速度是相等的；有线速度关系可知：，则：，由图可知：，、与的线速度相同，得：，联立可得：，故A正确，BCD错误
故选A。  

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
在皮带传动装置中，皮带不打滑，轮边缘的线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相等，由线速度、角速度、周期间的关系式及向心加速度公式分析答题。
知道“在皮带传动装置中，皮带不打滑，轮边缘的线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相等，”是正确解题的前提与关键，由线速度、角速度、周期间的关系式及向心加速度公式即可正确解题。
【解答】
A.点和点是同缘传动的边缘点，线速度相等，故：

点和点是同轴传动，角速度相等，故：

由于：
则三点线速度之比为：：，故A错误；
B.的角速度，则三点的角速度之比为：：，故B错误；
C.周期，三者角速度之比为：：，则周期之比为：：，故C错误；
D.向心加速度，角速度之比为：：，半径之比为：：，则向心加速度大小之比为：：，故D正确。
故选D。  

8.【答案】
 

【解析】

【分析】

同缘传动时，边缘点的线速度相等；同轴传动时，角速度相等；然后结合，，，列式求解。

本题关键明确同缘传动同轴传动的特点，关键在于灵活应用向心加速度公式。

【解答】

A.同缘传动时，边缘点的线速度相等，故：；故A正确；
B.根据，可知半径大的角速度小。故B错误；
C.的角速度小于的角速度，根据：可知，的周期大于点的周期，故C正确；

D.由向心加速度公式，的半径大于的半径，可知，的向心加速度小于的向心加速度，故D正确。

本题选不正确的，故选B。

9.【答案】
 

【解析】

【分析】

、两点都做匀速圆周运动，根据角速度、线速度、向心加速度、转速的相关公式列式比较即可；

本题考查了角速度、线速度、向心加速度和转速的相关概念，能根据相关公式计算就行，基础题。

【解答】

．、两点同轴转动，故两点有相同的角速度，即，根据，有，AB错误；

C.由于点的半径大于点的半径，根据，，有，C错误；

D.根据，，即，D正确。

故选D。

10.【答案】
 

【解析】

【分析】
对于物理量的理解要明确是如何定义的、决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别。
本题很简单，考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变。
【解答】
在描述匀速圆周运动的物理量中，合力、向心加速度、线速度这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的，周期是标量，是不变化的，故ABC错误，D正确。
故选D  

11.【答案】
 

【解析】

【分析】
速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变。在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变，而周期与角速度，及转速均不变。动能是标量，由此分析解题即可。
解决本题的关键知道匀速圆周运动的过程中，速度的大小、向心力的大小、向心加速度的大小保持不变，但方向时刻改变。
【解答】
匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，但是方向时刻改变，动能，故动能大小不变。
角速度不变，周期也不变，向心加速度大小不变，方向不断改变。故BD正确，AC错误。
故选：。  

12.【答案】
 

【解析】

【分析】
子弹从手枪枪口射出到击中铁盘的时间内，铁盘恰好转过圈。
圆周运动与平抛运动相结合，考虑其中的时间关系，注意圆周运动的周期性和重复性。
【解答】
解：子弹从手枪枪口射出到击中铁盘的时间，对铁盘有：，得，故AD正确，BC错误。
故选AD。  

13.【答案】
 

【解析】

【分析】
该题主要考查圆周运动相关知识。解决本题的关键要知道共轴转动的点，角速度相等。靠传送带传动轮子边缘上的点，线速度相等。
共轴转动，角速度相等，靠传送带传动，线速度相等。根据，求出各点的线速度、角速度之比。
【解答】
A.、两点靠传送带传动，线速度大小相等，、共轴转动，角速度相等，根据，则：：：，所以、、三点的线速度大小之比：：：：，故A正确；
B.、共轴转动，角速度相等，、两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据，：：：，所以、、三点的角速度之比：：：：，故B正确；
C.根据，可知，、、三点的转速之比为：：，故C错误；
D. 由，可知，、、三点的周期之比为：：，故D错误。
故选AB。  

14.【答案】
 

【解析】

【分析】因为主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，根据角速度与线速度的关系即可求解。【解答】因为主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，故A错误，B正确；
由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，
根据得：
所以
故C正确，D错误。
故选BC。  

15.【答案】；

；

【解析】略
 

16.【答案】控制变量法 ：       ：
 

【解析】

【分析】

要探究小球受到的向心力大小与质量或角速度的关系，需控制一些变量，即保持小球的转动的半径，角速度不变，或质量不变，半径不变，该实验是采用的控制变量法。

本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。

【解答】

根据，知要研究小球受到的向心力大小与质量的关系，需控制角速度与半径不变，要研究小球受到的向心力大小与半径的关系，需控制小球的质量和半径不变，由分析可知该实验采用的是控制变量法。

向心力之比：可知质量之比：，若向心力之比：，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为：。

故答案为：控制变量法 ：      ：。

17.【答案】解：，故物体的线速度大小为。
由，得：，故物体的角速度大小为。
故物体运动的周期为。
 

【解析】根据，求出物体的线速度大小；
根据，求出出角速度的大小；
根据求出周期的大小。
本题考查了圆周运动中速度，周期和角速度的关系，能记住它们间的关系式是解题的关键。
 

18.【答案】解：时针的周期，分针的周期
因此
角速度：
设经过时间将第一次重合，则有：
解得：
答：时针、分针的角速度之比与针尖的线速度之比是；
从图中位置：开始计时，时针、分针经过时间将第一次重合。
 

【解析】根据比较三个针尖的线速度之比，
时针与分针从图中位置：开始计到下次重合所用时间中分针多转动圈。
该题为基本公式的应用，一定要搞清楚时针、分针、秒针的周期比；本题容易将时针的周期误算为。
 

19.【答案】解：物体从点做自由落体运动，根据得：
和两物在点相遇，所以运动的时间为，
因为，则得：
解得：，
答：若要两物体在点相遇，角速度须满足的条件是，。
 

【解析】物体做自由落体运动，根据自由落体运动的位移时间关系求出质点运动的时间，
和在点相遇，运动的时间为，根据运动时间相等即可求得角速度的满足条件。
明确两物体运动过程的时间关系；
知道圆周运动的多解性，会列周期性的方程；