（新教材）2022年高中物理（浙江）人教版必修第二册同步练习 6.1 圆周运动（含解析）.doc

1、同步练习同步练习 四四 圆圆 周周 运运 动动 (25 分钟60 分) 一、选择题(本题共 6 小题,每题 6 分,共 36 分) 1.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系,下列说 法中正确的是( ) A.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小 【解析】选 D。由 v=r 知,r 一定时,v 与 成正比;v 一定时, 与 r 成反比,故 A、C 项错误;由 v=知,r 一定时,v 越大,T 越小,故 B 项错 误;由 =可知, 越大,T 越小,故 D 项正确。 2.一个电子钟的秒针角速度为 ( ) A. rad/s

2、B.2 rad/s C. rad/s D. rad/s 【解析】 选C。 秒针的周期T=60 s,转过的角度为2,则角速度= rad/s = rad/s,故 A、B、D 错误,C 项正确。 3.(2018浙江 11 月学考)一户外健身器材如图所示,当器材上轮子转 动时,轮子上 A、B 两点的 ( ) A.转速 nBnA B.周期 TBTA C.线速度 vBvA D.角速度 BA 【解析】选 C。在同一个轮子上转动的周期相同,因此角速度以及转速 都相等,A、B、D 错误,根据 v=r 可知,选项 C 正确。 4.两个小球固定在一根长为 1 m 的杆的两端,杆绕 O 点逆时针旋转,如 图所示,当小

3、球 A 的速度为 3 m/s 时,小球 B 的速度为 12 m/s。则小球 B 到转轴 O 的距离是 ( ) A.0.2 m B.0.3 m C.0.6 m D.0.8 m 【解析】选 D。设小球 A、B 做圆周运动的半径分别为 r1、r2,则 v1v2= r1r2=r1r2=14,又因 r1+r2=1 m,所以小球 B 到转轴 O 的距离 r2=0.8 m,D 正确。 5.某品牌电动自行车的铭牌信息如表所示: 车型:20 寸 (车轮直径:508 mm) 电池规格:36 V,12 Ah (蓄电量) 整车质量:40 kg 额定转速:210 r/min 外形尺寸:L1 800 mm W650 mm

4、H1 100 mm 充电时间:28 h 电机:后轮驱动、 直流永磁式电机 额定工作电压/电流: 36 V/5 A 根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为 ( ) A.15 km/h B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 【解析】选 C。由 v=2rn 得 v=210 -3 m/s=5.586 m/s= 20 km/h。 6.如图是自行车传动装置的示意图,其中是半径为 R1的大链轮,是 半径为 R2的小飞轮,是半径为 R3的后轮,假设脚踏板的转速为 n(单 位:r/s),则自行车后轮边缘的线速度为 ( ) A. B. C. D. 【解析】选 D。转速为单位时间内转过

5、的圈数,所以 =2n,因为要测 量自行车车轮边缘上的线速度的大小,根据题意知:轮和轮边缘 上的线速度大小相等,据 v=r可知:R11=R22,已知 1=2n,则轮 的角速度 2=1=。因为轮和轮共轴,所以转动的 相等 即 3=2,根据 v=r 可知, v3=R33=,故 D 项正确。 【加固训练】 如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动,相互之间不打滑,其 半径分别为 r1、r2、r3。若甲轮的角速度为 1,则丙轮的角速度为 ( ) A. B. C. D. 【解析】选 A。甲、乙、丙三轮边缘的线速度相等,对甲、丙分析,即 1r1=3r3,故丙轮的角速度 3= 1,故 A 项正确。 二、 计算

6、题(本题共 2 小题,共 24 分。 要有必要的文字说明和解题步骤, 有数值计算的要标明单位) 7.(12 分)某转盘每分钟转 45 圈,在转盘离转轴 0.1 m 处有一个小螺帽, 求: (1)小螺帽做匀速圆周运动的周期、角速度。 (2)小螺帽做匀速圆周运动的线速度。 【解析】(1)由周期和转速的关系可求周期 T= = s= s, 角速度= rad/s。 (2)线速度 v=r= m/s。 答案:(1) s rad/s (2) m/s 8.(12 分)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 在圆筒旋转时,在圆周

7、上留下 a、b 两个弹孔,已知 aO 与 bO 之间夹角为 ,求子弹的速度(忽略子弹在空中的下坠)。 【解析】子弹射出后沿直线运动,从 a 点射入,从 b 点射出,设子弹速度 为 v0, 则子弹穿过圆筒的时间 t= 此时间内圆筒转过的角度 =-+2k(k=0、1、2) 据=t 得,-+2k= 则子弹速度 v0=(k=0、1、2)。 答案:(k=0、1、2) (15 分钟40 分) 9.(6 分)( (多选多选) )假设“神舟十一号”实施变轨后做匀速圆周运动,共运 行了 n 周,起始时刻为 t1,结束时刻为 t2,运行速度为 v,半径为 r。则计 算其运行周期可用 ( ) A.T= B.T= C

8、.T= D.T= 【解析】选 A、C。由题意可知“神舟十一号”做匀速圆周运动 n 周所 需时间 t=t2-t1,故其周期 T=,故 A 项正确,B 项错误;由周期公 式有 T=,故 C 项正确,D 项错误。 10.(6 分)半径为 R 的大圆盘以角速度 旋转,如图所示。有人站在盘 边 P 点上随盘转动,他想用枪击中在圆盘中心的目标 O。若子弹的速度 为 v0,则 ( ) A.枪应瞄准目标 O 射去 B.枪应向 PO 的右方偏过 角射去,且 cos= C.枪应向 PO 的左方偏过 角射去,且 tan= D.枪应向 PO 的左方偏过 角射去,且 sin= 【解析】选 D。要击中圆盘中心目标 O,则

9、子弹的合速度沿半径方向指 向 O, 如图所示: 因为子弹离开枪口时有与枪相同的线速度 v=R,所以枪应向 PO 的左 方偏过角射去,且 sin=,故 D 项正确,A、B、C 错误。 11.(6 分)风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输,被探测 器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮 经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为 r,每转动 n 圈带 动凸轮圆盘转动一圈。若某 t 时间内探测器接收到的光强随时间变 化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片( ) A.转速逐渐减小,平均速率为 B.转速逐渐减小,平均速率为 C.转速逐渐增大,平均速率为 D.转

10、速逐渐增大,平均速率为 【解析】选 B。根据图(b)可知,在 t 时间内,通过的光照的时间越来 越长,则风轮叶片转动得越来越慢,即转速逐渐减小,在t时间内挡了 4 次光,则凸轮圆盘平均转一圈的周期 T1=。根据风轮叶片每转动 n 圈 带动凸轮圆盘转动一圈可知:风轮叶片转动的周期 T=,则风轮叶片转 动的平均速率 v=,故 B 项正确,A、C、D 错误。 【加固训练】 如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪 30 次,风扇转轴 O 上装有 3 个扇叶,它们互成 120角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶 不动,则风扇转速不可能是 ( ) A.600 r/min B.900 r/min C.1

11、200 r/min D.3 000 r/min 【解析】选 B。因为电扇叶片有三个,相互夹角为 120,现在观察者感 觉扇叶不动,说明在闪光时间里,扇叶转过三分之一、或三分之二,或一 周即转过的角度 = n,n=1,2,3,由于光源每秒闪光 30 次,所以 电扇每秒转过的角度为 =20n,转速为 10n r/s=600n r/min,所以 n=1 时,转速为 600 r/min,n=2 时,转速为 1 200 r/min,n=5 时,转速为 3 000 r/min,故 A、C、D 项正确,B 项错误。 12.(22 分)如图所示,半径为 R 的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动, 其正上方 h 处沿 OB 方向水平抛出一小球,要使球与盘只碰一次,且落点 为 B,求小球的初速度及圆盘转动的角速度 的大小。 【解析】设球在空中运动时间为 t,此圆盘转过角。 则:R=vt,h= gt 2 故初速度 v=R =n2(n=1,2,3) 又因为=t 则圆盘角速度 =n=2n(n=1,2,3)。 答案:R 2n(n=1,2,3)