人教版高中物理必修二检测：课时训练4圆周运动 word版含答案

课时训练4　圆周运动题组一　描述圆周运动的物理量1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是(　　)A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀变速运动C.匀速圆周运动是线速度不变的运动D.匀速圆周运动是线速度大小不变的运动解析:这里的“匀速”,不是“匀速度”,也不是“匀变速”,而是匀速率,匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变、方向时刻改变的变加速运动。故选项D正确。 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 :D2.(多选)如图,一个匀速转动的圆盘上有a、b、c三点,已知Oc=Oa,则下面说法中正确的是(　　)A.a、b两点线速度大小相等B.a、b、c三点的角速度相同C.c点的线速度大小是a点线速度大小的2倍D.a、b、c三点的运动周期相同解析:a、b、c三点具有共同的转动轴,属共轴传动问题,a、b、c三点具有共同的角速度,共同的周期,所以B、D正确;a、b具有共同的线速度大小,所以A正确;因为ra=rb=2rc,ωa=ωb=ωc,由v=ωr可知va=vb=2vc,所以C错误,故选A、B、D。答案:ABD3.如图所示,圆环以过其直径的直线AB为轴匀速转动。已知其半径为0.5m,周期为4s,求环上P点和Q点的角速度和线速度大小。解析:P点和Q点同轴转动,所以P点和Q点的角速度相同,且ω=rad/s≈1.57rad/s;P点和Q点绕AB做匀速圆周运动,其轨迹的圆心不同,P点和Q点的轨迹半径分别为rP=R·sin30°=0.25m,rQ=R·sin60°=R=m,故二者的线速度分别为vP=rP·ω≈0.39m/s,vQ=rQ·ω≈0.68m/s。答案:P点:1.57rad/s　0.39m/sQ点:1.57rad/s　0.68m/s题组二　传动装置4.(多选)右图为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是(　　)A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为nD.从动轮的转速为n解析:因为皮带不打滑,两轮缘上各点的线速度大小相等,各点做圆周运动的速度方向为切线方向,则皮带上的M、N点均沿MN方向运动,从动轮沿逆时针方向转动,A错,B对。根据线速度与角速度的关系式:v=rω,ω=2πn得n∶n2=r2∶r1,所以n2=n,C对,D错。答案:BC5.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的运动情况是(　　)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,周期为解析:主动轮顺时针转动,从动轮逆时针转动,两轮边缘的线速度大小相等,由齿数关系知主动轮转一周时,从动轮转三周,故T从=,B正确。答案:B6.下图为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为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点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的线速度大小相等解析:左、右两轮通过皮带传动,在皮带不打滑的前提下,a、c两点的线速度大小相等,b、c、d三点的角速度大小相等,即va=vc,ωb=ωc=ωd,由v=rω,可得vb=rω,vc=2rω,vd=4rω,显然vd>vc>vb,则vd>va>vb,又va=rωa,vb=rωb,则ωa>ωb,A、B、D三项错误,C项正确。答案:C题组三　线速度、角速度的综合问题7.甲、乙两物体分别做匀速圆周运动,如果它们转动的半径之比为1∶5,线速度之比为3∶2,则下列说法正确的是(　　)A.甲、乙两物体的角速度之比是2∶15B.甲、乙两物体的角速度之比是10∶3C.甲、乙两物体的周期之比是2∶15D.甲、乙两物体的周期之比是10∶3解析:由v=rω可得;又ω=,所以,故选C。答案:C8.如图所示,小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动,半径为r,当Q球运动到与O在同一水平线上时,有另一小球P在竖直面内距圆周最高点为h处开始自由下落,要使两球在圆周最高点处相碰,Q球的角速度ω应满足什么条件?解析:由自由落体运动的位移公式h=gt2,可求得小球P自由下落至圆周最高点的时间t1=①设小球Q做匀速圆周运动的周期为T,则有T=②由题意知,球Q由图示位置至圆周最高点所用的时间t2=T(n=0,1,2,…)③要使两球在圆周最高点相碰,需使t1=t2,④①②③④式联立,解得球Q做匀速圆周运动的角速度ω=π(4n+1)(n=0,1,2,…)。答案:ω=π(4n+1)(n=0,1,2,…)(建议用时:30分钟)1.(多选)做匀速圆周运动的物体,下列物理量不变的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　A.线速度B.速率C.角速度D.周期解析:物体做匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但线速度不但有大小,还有方向,各点线速度的方向是圆周上该点的切线方向,所以方向变化,选项B、C、D正确。答案:BCD2.教师在黑板上画圆,圆规脚之间的距离是25cm,他保持这个距离不变,用粉笔在黑板上匀速地画了一个圆,粉笔的线速度是2.5m/s。关于粉笔的运动,有下列说法:①角速度是0.1rad/s;②角速度是10rad/s;③周期是10s;④周期是0.628s;⑤频率是10Hz;⑥频率是1.59Hz;⑦转速小于2r/s;⑧转速大于2r/s。下列哪个选项中的结果是全部正确的(　　)A.①③⑤⑦B.②④⑥⑧C.②④⑥⑦D.②④⑤⑧解析:根据描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系得角速度ω=rad/s=10rad/s周期T=s=0.628s频率f=s≈1.59Hz转速n=f=1.59r/s<2r/s故选项C正确。答案:C3.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为(　　)A.B.C.D.解析:本题属于摩擦传动,摩擦传动的特点是各个轮边缘的线速度大小相等,即v1=v2=v3,则有ω1r1=ω2r2=ω3r3,可得A选项正确。答案:A4.一种早期的自行车如图所示,这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(　　)A.提高速度B.提高稳定性C.骑行方便D.减小阻力解析:在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下,根据公式v=ωr可知,轮子半径越大,车轮边缘的线速度越大,车行驶得也就越快,故A选项正确。答案:A5.机械手表(如图所示)的分针与秒针从第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为(　　)A.minB.1minC.minD.min解析:先求出分针与秒针的角速度为ω分=rad/s,ω秒=rad/s。设两次重合的时间间隔为Δt,则有φ分=ω分Δt,φ秒=ω秒Δt,φ秒-φ分=2π,即Δt=s=s=min。故选项C正确。答案:C6.某品牌电动车的铭牌如下:车型:20英寸(车轮直径:508mm)电池规格:36V　12Ah(蓄电池)整车质量:40kg额定转速:210r/min外形尺寸:L1800mm×W650mm×H1100mm充电时间:2~8h电机:后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流:36V/5A根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为(　　)A.15km/hB.18km/hC.20km/hD.25km/h解析:由题意可知车轮直径为D=508mm=0.508m,车轮额定转速为n=210r/min=r/s=r/s,则车轮轮缘上的点线速度为v==πDn=20km/h。答案:C7.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则(　　)A.该车可变换两种不同挡位B.该车可变换五种不同挡位C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=4∶1解析:由题意知,A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换四种挡位;当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A转1圈,D转4圈,即,选项C对。答案:C8.为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的直杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距2m,直杆的转速为3600r/min,子弹穿过两盘留下两弹孔a、b,测得两弹孔所在半径的夹角θ=30°,如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)A.360m/sB.720m/sC.1440m/sD.108m/s解析:子弹从A盘到B盘,B盘转过的角度θ=2πn+(n=0,1,2,…),B盘转动的角速度ω==2πf=2πn=2π×rad/s=120πrad/s,子弹在A、B盘间运动的时间等于B盘转动的时间,即,所以v=m/s(n=0,1,2,…),n=0时,v=1440m/s;n=1时,v≈110.77m/s;n=2时,v=57.6m/s,故选项C正确。答案:C9.一个半径为5m的圆盘如图所示,正绕其圆心做匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候,在其圆心正上方20m的高度有一小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出,g取10m/s2,要使得小球正好落在A点,则:(1)小球平抛的初速度为多少?(2)圆盘的角速度应满足什么条件?解析:(1)对小球,由平抛运动知识得h=gt2①x=R=v0t②联立①②得v0=2.5m/s,t=2s。(2)对圆盘上的A点,在小球运动的时间内,转过的必定是整数圈,即ωt=2kπ所以ω==kπrad/s(k=1,2,3,…)。答案:(1)2.5m/s　(2)ω=kπrad/s(k=1,2,3,…)10.在生产电缆的工厂里,生产好的电缆线要缠绕在滚轮上,如图所示,已知其内芯半径r1=20cm,缠满时半径r2=80cm,且滚轮转速不变,恒为n=30r/min,试分析:(1)滚轮的转动方向如何?(2)电缆线缠绕的最大、最小速度是多大?(3)从开始缠绕到缠满所用时间为t,则从开始缠绕到缠绕长度为缠满时电缆长度的一半时,所用时间为吗?为什么?解析:(1)从题图可知滚轮的转动方向为逆时针。(2)开始缠绕时速度最小:v小=ωr1其中ω=2πn=2π×rad/s=πrad/sv小=ωr1=π×0.2m/s=0.2πm/s缠满时速度最大:v大=ωr2=π×0.8m/s=0.8πm/s。(3)由于电缆线的缠绕速度逐渐增大,因此从开始缠绕到缠绕长度为电缆长度一半时所用时间要大于。答案:(1)逆时针　(2)0.8πm/s　0.2πm/s　(3)见解析