高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 匀速圆周运动快慢的描述课后复习题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 匀速圆周运动快慢的描述课后复习题，共14页。试卷主要包含了质点做匀速圆周运动时，5 rad/s等内容，欢迎下载使用。

基础过关练
题组一 对匀速圆周运动的理解
1.下面关于匀速圆周运动的表述正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C.做匀速圆周运动的物体,其运动快慢用线速度描述
D.做匀速圆周运动的物体,在任意相等时间内的位移相同
题组二 描述圆周运动的物理量
2.(多选题)质点做匀速圆周运动时( )
A.线速度越大,其转速一定越大
B.角速度大时,其转速一定大
C.线速度一定时,半径越大,则周期越长
D.无论半径大小如何,角速度越大,则质点的周期一定越长
3.(2023广东江门陈经纶中学期中)一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为4 s,则下列说法正确的是( )
A.角速度为0.5 rad/s
B.运动轨迹的半径为1 m
C.转速为0.25 r/s
D.频率为0.5 Hz
4.(2023四川广元实验中学期中)A、B两个质点均做匀速圆周运动,在相等的时间内通过的弧长之比sA∶sB=4∶3,转过的圆心角之比θA∶θB=3∶2。则A、B运动的( )
A.线速度大小之比vA∶vB=3∶4
B.角速度之比ωA∶ωB=2∶3
C.周期之比TA∶TB=2∶3
D.半径之比RA∶RB=2∶1
5.如图,A、B、C三点为奶茶塑封机手压杆上的点,A在杆的顶端,O为杆转动的轴,且AB=BC=CO。在杆向下转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.A、B两点线速度大小之比为1∶3
B.B、C两点周期之比为1∶1
C.A、B两点角速度之比为3∶2
D.B、C两点的线速度大小之比为1∶2
题组三 传动装置中物理量之间的关系
6.(2023山东德州一中月考)两个小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图所示。当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则转轴O到小球1的距离为( )
A.v1Lv1+v2 B.v2Lv1+v2
C.(v1+v2)Lv1 D.(v1+v2)Lv2
7.(2023山东枣庄期中)在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6。当齿轮转动时,关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点,下列说法正确的是( )
A.A点和B点的角速度之比为3∶1
B.A点和B点的角速度之比为1∶1
C.A点和B点的线速度大小之比为3∶1
D.A点和B点的线速度大小之比为1∶3
能力提升练
题组一 线速度、角速度、周期、转速之间的关系
1.(2022山东济南历城检测)图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区,桶盖会自动绕O点水平打开,如图乙所示(俯视图)。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB,线速度分别为vA、vB,则( )
A.ωA>ωB B.ωA<ωB
C.vA>vB D.vA2.(2022山东济南章丘检测)如图所示为旋转脱水拖把,拖把杆内有一段长度为25 cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起,螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)d=5 cm,拖把头的半径为10 cm,拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转,把拖把头上的水甩出去。某次脱水时,拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm,该过程中拖把头匀速转动,则( )
A.拖把杆向下运动的速度为0.1π m/s
B.拖把头边缘的线速度为π m/s
C.拖把头转动的角速度为5π rad/s
D.拖把头的转速为1 r/s
3.(2021湖北黄冈期末)如图所示是某游乐园“旋转座椅”项目的简化图,座椅随着半径为r=0.5 m 的圆环一起做角速度为 ω=π rad/s的匀速圆周运动,同时圆环沿着立柱以v=0.5 m/s的速度匀速上升,则在座椅转动一周的过程中,座椅上升了( )
A.π2 m B.1 m C.π m D.0.5 m
4.(2023山东泰安期末)如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上,圆心处装有竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节,以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示。花盆大小相同,半径远小于同心圆半径,出水口截面积保持不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若h1=h2,则v1∶v2=R2∶R1
B.若v1=v2,则h1∶h2=R12∶R22
C.若ω1=ω2,v1=v2,喷水嘴各转动一周,则落入每个花盆的水量相同
D.若ω1=ω2,v1=v2,喷水嘴各转动一周,则落入外圈每个花盆水量较多
5.(2023山东滨州滨城高中联盟月考)冲关节目是一种户外娱乐健康游戏,如图所示为参赛者遇到的一个关卡。一个半径为R的圆盘浮在水面上,圆盘表面保持水平且与水平跑道的高度差h=1.25 m,M为圆盘边缘上一点。某时刻,参赛者从跑道上P点水平向右跳出,初速度的方向与圆盘半径OM在同一竖直平面内。已知圆盘的圆心与P点之间的水平距离为x0=4 m,圆盘半径R=2 m,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。
(1)求参赛者从P点跳出至落至圆盘经历的时间t;
(2)参赛者要能落在圆盘上,求v0的最小值;
(3)若参赛者从P点跳出的同时,圆盘绕过其圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动,要使参赛者落到M点,求圆盘转动的角速度ω。
题组二 传动装置问题的分析
6.(2023山东新高考联合质量测评)如图甲所示,修正带是通过两个齿轮咬合传动工作的,其原理如图乙所示,A、B、C、D为齿轮上不同位置的四个点,已知rA=2rC,rB=rC,rB=2rD,下列说法中正确的是( )

A.ωB=2ωC,vA=2vD,ωD=2ωA
B.ωA=ωC,ωB=ωC,ωB=ωD
C.vA=vB,ωB=ωC,vA=2vD
D.vA=2vC,vB=vC,vB=2vD
7.(2023山东泰安新泰一中阶段性考试改编)绿色出行,自行车是一种不错的选择。自行车基本原理如图所示,a、b、c分别为链轮、飞轮和后轮上的三个点,已知链轮、飞轮和后轮的半径之比为2∶1∶6,将后轮悬空,匀速转动踏板时,a、b、c三点的( )
A.线速度大小之比为6∶6∶1
B.角速度之比为1∶6∶6
C.转速之比为2∶2∶1
D.周期之比为2∶1∶1
8.(2022福建福州师大附中期中)如图所示为某型号汽车无级变速器工作原理简化图。主动轮和被动轮均由若干同轴轮组成,金属带不打滑,车轮与被动轮一侧的输出轴同轴,甲、乙、丙三图所示为变速器的三个工作挡位,若主动轮转速恒定不变,车轮与路面之间不打滑,则下列说法正确的是( )
A.甲图所示挡位,车速最快
B.乙图所示挡位,车速最快
C.丙图所示挡位,车速最快
D.甲、乙、丙三图所示挡位车速从大到小顺序为甲、丙、乙
答案与分层梯度式解析
第3章 圆周运动
第1节 匀速圆周运动快慢的描述
基础过关练
1.C 做匀速圆周运动的物体,其线速度方向是时刻变化的,所受合力不为零,因此处于非平衡状态,故A错误。做匀速圆周运动的物体,其所受的合力指向圆心,由于合力的方向时刻改变,加速度方向时刻改变,因此匀速圆周运动是变加速曲线运动,故B错误。做匀速圆周运动的物体,其运动快慢用线速度描述,故C正确。做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等,但位移的方向可能不同,故D错误。
2.BC 匀速圆周运动的线速度v=2πrn,则n=v2πr,故线速度越大,其转速不一定越大,因为转速还与r有关,A项错误;匀速圆周运动的角速度ω=2πn,则n=ω2π,所以角速度大时,其转速一定大,B项正确;匀速圆周运动的周期T=2πrv,则线速度一定时,半径越大,则周期越长,C项正确;匀速圆周运动的周期T=2πω,角速度越大,则质点的周期一定越短,D项错误。
3.C 质点做匀速圆周运动,角速度ω=2πT=0.5π rad/s,故A错误;线速度v=rω=r×2πT,整理得r=vT2π=4×42π m=8π m,故B错误;转速n=1T=0.25 r/s,频率f=1T=0.25 Hz,故C正确,D错误。
4.C 根据v=st得vAvB=sAsB=43,A错误;根据ω=θt得ωAωB=θAθB=32,B错误;根据T=2πω得TATB=ωBωA=23,C正确;根据v=Rω得RARB=vAvB×ωBωA=89,D错误。
5.B 因为A、B两点同轴转动,所以A、B两点的角速度相等;由v=rω可知,角速度一定时,线速度大小之比等于运动半径之比,故A、B两点线速度大小之比为3∶2,A、C错误。因为B、C两点同轴转动,所以B、C两点的角速度相等,故周期相等,由v=ωr可知,B、C两点的线速度大小之比为2∶1,故B正确,D错误。
6.A 两球同轴转动,角速度相等,根据v=rω知r1r2=v1v2,又r1+r2=L,所以r1L=v1v1+v2,则r1=v1v1+v2L。故选A。
7.A 三个齿轮边缘的点线速度大小相等,则A点和B点的线速度大小之比为1∶1,C、D错误;A点和B点的运动半径之比为1∶3,由v=ωr得A点和B点的角速度之比为3∶1,A正确,B错误。故选A。
能力提升练
1.D 桶盖上的A、B两点同时绕O点转动,则角速度相等,即ωA=ωB,根据v=ωr,又有rB>rA,则vB>vA,故A、B、C错误,D正确。
2.B 拖把杆向下运动的速度v2=lt=0.25 m/s,故A错误;拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm,则转动5圈,即拖把头的转速为n=5 r/s,则拖把头转动的角速度ω=2πn=10π rad/s,拖把头边缘的线速度v1=ωR=π m/s,故B正确,C、D错误。
3.B 根据圆周运动的周期公式有T=2πω=2 s,由题知圆环沿着立柱匀速上升,则在座椅转动一周的过程中,座椅上升了h=vT=1 m,故选项B正确。
4.B 根据平抛运动的规律h=12gt2,R=vt,解得R=v2ℎg,可知若h1=h2,则v1∶v2=R1∶R2,若v1=v2,则h1∶h2=R12∶R22,故A错误,B正确;若ω1=ω2,则喷水嘴给内、外圈浇水转动一周的时间相同,因v1=v2且出水口的截面积相同,可知单位时间喷出水的质量相同,喷水嘴转动一周喷出的水量相同,但因内圈上的花盆总数量较小,可知内圈上每个花盆得到的水量较多,选项C、D错误。故选B。
5.答案 (1)0.5 s (2)4 m/s (3)2nπ rad/s(n=1,2,3…)
解析 (1)根据h=12gt2解得t=0.5 s。
(2)当参赛者落在圆盘最左边时,初速度最小,根据x0-R=v0t解得v0=4 m/s。
(3)根据题意得ωt=nπ(n=1,2,3…),解得ω=2nπ rad/s(n=1,2,3…)。
6.A 齿轮传动装置中齿轮边缘的A点和B点线速度大小相等,vA=vB,共轴转动的A点和C点角速度相等,B点和D点角速度相等,ωA=ωC,ωB=ωD,又因为rA=2rC,rB=2rD,由v=ωr可得vA=2vC,vB=2vD,所以vA=vB=2vC=2vD,因为rB=rC,所以2ωA=ωB=2ωC=ωD,A正确,B、C、D错误。故选A。
7.D 根据传动装置的特点,可知va=vb,飞轮和后轮同轴转动,则ωb=ωc。根据v=rω,可得vbvc=rbrc=16,则a、b、c三点的线速度大小之比为va∶vb∶vc=1∶1∶6,故A错误;根据ω=vr,可得ωaωb=rbra=12,则a、b、c三点的角速度之比为ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,故B错误;根据转速n=ω2π,可得a、b、c三点的转速之比为na∶nb∶nc=ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,故C错误;根据T=1n,可得a、b、c三点的周期之比为Ta∶Tb∶Tc=2∶1∶1,故D正确。故选D。
8.B 由题意知主动轮转速恒定,根据v=ωr可知,金属带所在主动轮半径越大,线速度越大,所以乙图所示挡位金属带线速度最大,丙图所示挡位金属带线速度最小;金属带与所接触被动轮边缘的线速度相等,根据ω=vr可知,被动轮半径越小,角速度越大,所以图乙所示挡位被动轮的角速度最大;车轮半径一定,车轮不打滑,车速等于车轮边缘的线速度,根据v=ωr可知,角速度越大,车速越快,所以可知乙图所示挡位车速最快,故B正确,A、C错误;车速从大到小顺序为乙、甲、丙,故D错误。1.C
2.BC
3.C
4.C
5.B
6.A
7.A
1.D
2.B
3.B
4.B
6.A
7.D
8.B