高一物理新人教版必修第二冊課后練習(xí)：6.1 圓周運動

PAGE6.1圓周運動1．如圖為上、下兩部分半徑不同的圓筒軸截面示意圖，質(zhì)量相等的，A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起（無相對運動）做勻速圓周運動。則下列關(guān)系中正確的是A．線速度vA<vBB．線速度vA<vBC．角速度ωA<ωBD．角速度ωA>ωB2．如圖所示，b球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，BC為圓周運動的直徑，豎直平臺與b球運動軌跡相切于B點且高度為R。當(dāng)b球運動到切點B時，將a球從切點正上方的A點水平拋出，重力加速度大小為g，從a球水平拋出開始計時，為使b球在運動一周的時間內(nèi)與a球相遇（a球與水平面接觸后不反彈），則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的運動時間最短B．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的初始速度最小C．若a球在C點與b球相遇，則a球拋出時的速率為D．若a球在C點與b球相遇，則b球做勻速圓周運動的周期為3．如圖所示，某同學(xué)將一塊橡皮用光滑細(xì)線懸掛于O點，用一枝鉛筆貼著細(xì)線中點的左側(cè)以速度v水平向右勻速移動．則在鉛筆移動到圖中虛線位置的過程中A．細(xì)線繞O點轉(zhuǎn)動的角速度不變B．細(xì)線繞O點轉(zhuǎn)動的角速度不斷增大C．橡皮的運動軌跡為直線D．橡皮處于超重狀態(tài)4．在汽車無極變速器中，存在如圖所示的裝置，A是與B同軸相連的齒輪，C是與D同軸相連的齒輪，A、C、M為相互咬合的齒輪。已知齒輪A、C規(guī)格相同，半徑為R，齒輪B、D規(guī)格也相同，半徑為1.5R，齒輪M的半徑為0.9R。當(dāng)齒輪M圖示箭頭方向轉(zhuǎn)動時，下列說法錯誤的是A．齒輪D和齒輪B的轉(zhuǎn)動方向相同B．齒輪M和齒輪C的角速度大小之比為9∶10C．齒輪D和齒輪A的轉(zhuǎn)動周期之比為1∶1D．齒輪M和齒輪B邊緣某點的線速度大小之比為2∶35．在勻速圓周運動中，保持不變的物理量是（）A．速度 B．加速度 C．角速度 D．周期6．地球同步衛(wèi)星“靜止”在赤道上空的某一點，它繞地球的運行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同。設(shè)地球同步衛(wèi)星運行的角速度為ω1，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω2，則ω1和ω2的關(guān)系是（）A．ω1＞ω2 B．ω1＝ω2 C．ω1＜ω2 D．無法確定7．如圖所示，用砂輪打磨一個金屬零件時，打磨下來的大量熾熱微粒飛離砂輪。能表示砂輪邊緣一微粒P飛離砂輪時速度方向的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d8．如圖所示，一個小球繞圓心做勻速圓周運動，已知圓周半徑為，該小球運動的角速度為，則它運動線速度的大小為（）A． B． C． D．9．甘肅酒泉和海南文昌是我國的兩個衛(wèi)星發(fā)射中心所在地，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度約為北緯40°，文昌衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度約為北緯20°。把地球看做一個半徑為6.4×103km的質(zhì)量分布均勻的球體，比較分別位于酒泉和文昌的甲、乙兩個物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的情況，下列判斷正確的是A．兩物體的線速度大小相等B．兩物體的角速度大小相等C．甲物體的線速度大于乙物體的線速度D．甲物體的角速度小于乙物體的角速度10．自行車部分結(jié)構(gòu)如圖所示，A是大齒輪邊緣上一點，B是小齒輪邊緣上一點，C是后輪邊緣上一點。把自行車后輪支撐起來，轉(zhuǎn)動腳踏板，使后輪轉(zhuǎn)動起來，下面說法中正確的是A．A、B兩點的角速度相等B．B、C兩點的線速度大小相等C．B、C兩點的角速度相等D．A、C兩點的線速度大小相等11．電風(fēng)扇在閃光燈下轉(zhuǎn)動，燈每秒閃光30次，風(fēng)扇有三個均勻分布的葉片，如果轉(zhuǎn)動時觀察到有六個葉片，則其轉(zhuǎn)速可能為A．10轉(zhuǎn)/秒 B．15轉(zhuǎn)/秒 C．20轉(zhuǎn)/秒 D．25轉(zhuǎn)/秒12．如圖為單車的主要傳動部件．大齒輪和小齒輪通過鏈條相連，a、b分別是大齒輪和小齒輪邊沿上的兩點．已知大齒輪直徑d1=20cm，小齒輪直徑d2=10cm，若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動，則下列關(guān)于a點與b點的說法中正確的有（）A．線速度大小之比為 B．角速度大小之比為C．向心加速度大小之比為 D．周期之比為13．在我國南方山區(qū)有一種簡易水輪機，如下圖所示，從懸崖上流出的水可看作連續(xù)做平拋運動的物體，水流軌跡與下邊放置的輪子邊沿相切，水沖擊輪子邊緣上安裝的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動，輸出動力．當(dāng)該系統(tǒng)工作穩(wěn)定時，可近似認(rèn)為水的末速度與輪子邊緣的線速度相同．設(shè)水的流出點比輪軸高h(yuǎn)＝5.6m，輪子半徑R＝1m．調(diào)整輪軸O的位置，使水流與輪邊緣切點相對應(yīng)的半徑與水平線成．取g＝10m/s2，求：（1）水流的初速度v0大小（2）若不計擋水板的大小，則輪子轉(zhuǎn)動的角速度為多少？答案1．如圖為上、下兩部分半徑不同的圓筒軸截面示意圖，質(zhì)量相等的，A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起（無相對運動）做勻速圓周運動。則下列關(guān)系中正確的是A．線速度vA<vBB．線速度vA<vBC．角速度ωA<ωBD．角速度ωA>ωB【答案】A【解析】CD．物體A、B共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，ωA=ωB，選項CD錯誤；AB．由v=rω知，A轉(zhuǎn)動的半徑較小，則A的線速度較小，即vA<vB，故A正確，B錯誤。故選A.2．如圖所示，b球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，BC為圓周運動的直徑，豎直平臺與b球運動軌跡相切于B點且高度為R。當(dāng)b球運動到切點B時，將a球從切點正上方的A點水平拋出，重力加速度大小為g，從a球水平拋出開始計時，為使b球在運動一周的時間內(nèi)與a球相遇（a球與水平面接觸后不反彈），則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的運動時間最短B．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的初始速度最小C．若a球在C點與b球相遇，則a球拋出時的速率為D．若a球在C點與b球相遇，則b球做勻速圓周運動的周期為【答案】C【解析】A．平拋時間只取決于豎直高度，高度R不變，時間均為；故A錯誤。BC．平拋的初速度為，時間相等，在C點相遇時，水平位移最大，則初始速度最大為：，故B錯誤，C正確。D．在C點相遇時，b球運動半個周期，故b球做勻速圓周運動的周期為，故D錯誤。故選C。3．如圖所示，某同學(xué)將一塊橡皮用光滑細(xì)線懸掛于O點，用一枝鉛筆貼著細(xì)線中點的左側(cè)以速度v水平向右勻速移動．則在鉛筆移動到圖中虛線位置的過程中A．細(xì)線繞O點轉(zhuǎn)動的角速度不變B．細(xì)線繞O點轉(zhuǎn)動的角速度不斷增大C．橡皮的運動軌跡為直線D．橡皮處于超重狀態(tài)【答案】D【解析】將鉛筆與繩子接觸的點的速度分解為沿繩方向和垂直于繩子方向，如圖，則沿垂直繩子方向的分速度vcosθ，且vcosθ=ωr，則，隨θ角的變大，r變大，則細(xì)線繞O點轉(zhuǎn)動的角速度不斷減小，選項AB錯誤；沿繩子方向上的分速度為vsinθ，因為沿繩子方向上的分速度等于橡皮在豎直方向上的分速度，所以橡皮在豎直方向上速度為vsinθ，因為θ逐漸增大，所以橡皮在豎直方向上做加速運動，因此細(xì)繩對橡皮的拉力大于橡皮的重力，故D正確；橡皮在水平方向上做勻速運動，豎直方向做加速運動，所以橡皮做曲線運動，故C錯誤．4．在汽車無極變速器中，存在如圖所示的裝置，A是與B同軸相連的齒輪，C是與D同軸相連的齒輪，A、C、M為相互咬合的齒輪。已知齒輪A、C規(guī)格相同，半徑為R，齒輪B、D規(guī)格也相同，半徑為1.5R，齒輪M的半徑為0.9R。當(dāng)齒輪M圖示箭頭方向轉(zhuǎn)動時，下列說法錯誤的是A．齒輪D和齒輪B的轉(zhuǎn)動方向相同B．齒輪M和齒輪C的角速度大小之比為9∶10C．齒輪D和齒輪A的轉(zhuǎn)動周期之比為1∶1D．齒輪M和齒輪B邊緣某點的線速度大小之比為2∶3【答案】B【解析】A．、、三個是齒輪傳動，因為順時針轉(zhuǎn)動，故逆時針轉(zhuǎn)動，逆時針轉(zhuǎn)動，又、同軸轉(zhuǎn)動，、同軸轉(zhuǎn)動，所以齒輪和齒輪的轉(zhuǎn)動方向相同，故A不符合題意；B．、、三個是齒輪傳動，則有它們邊緣線速度大小相同，根據(jù)得：，故B符合題意；C．、、三個是齒輪傳動，則有它們邊緣線速度大小相同，齒輪、規(guī)格相同，半徑為，根據(jù)得、轉(zhuǎn)動的角速度相同，由于、同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，則有、的角速度相同；由于、同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，所以齒輪和齒輪的轉(zhuǎn)動角速度相同，周期相同，故C不符合題意；D．、、三個是齒輪傳動，則有它們邊緣線速度大小相同，根據(jù)得：，由于、同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，所以有：，根據(jù)得：，故D不符合題意；故選B。5．在勻速圓周運動中，保持不變的物理量是（）A．速度 B．加速度 C．角速度 D．周期【答案】CD【解析】AB．在描述勻速圓周運動的物理量中，線速度、向心加速度這幾個物理量都是矢量，雖然其大小不變，但是方向在變，因此這些物理量是變化的，選項AB錯誤；C．勻速圓周運動中，角速度保持不變，故C正確；D．周期是標(biāo)量，勻速圓周運動中是不變化的，故D正確．故選CD.6．地球同步衛(wèi)星“靜止”在赤道上空的某一點，它繞地球的運行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同。設(shè)地球同步衛(wèi)星運行的角速度為ω1，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω2，則ω1和ω2的關(guān)系是（）A．ω1＞ω2 B．ω1＝ω2 C．ω1＜ω2 D．無法確定【答案】B【解析】地球同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，由ω=QUOTE可知，角速度相同，故B正確，ACD錯誤；故選B。7．如圖所示，用砂輪打磨一個金屬零件時，打磨下來的大量熾熱微粒飛離砂輪。能表示砂輪邊緣一微粒P飛離砂輪時速度方向的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d【答案】C【解析】做圓周運動的物體脫離圓周后做離心運動，速度方向沿圓周的切線方向；故選C。8．如圖所示，一個小球繞圓心做勻速圓周運動，已知圓周半徑為，該小球運動的角速度為，則它運動線速度的大小為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】球做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)動的半徑為r，角速度為ω，故線速度為，B正確．9．甘肅酒泉和海南文昌是我國的兩個衛(wèi)星發(fā)射中心所在地，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度約為北緯40°，文昌衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度約為北緯20°。把地球看做一個半徑為6.4×103km的質(zhì)量分布均勻的球體，比較分別位于酒泉和文昌的甲、乙兩個物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的情況，下列判斷正確的是A．兩物體的線速度大小相等B．兩物體的角速度大小相等C．甲物體的線速度大于乙物體的線速度D．甲物體的角速度小于乙物體的角速度【答案】B【解析】兩物體是同軸轉(zhuǎn)動，則角速度相同，根據(jù)v=ωr，因乙所在地的轉(zhuǎn)動半徑較大，可知乙物體的線速度較大；故選B。10．自行車部分結(jié)構(gòu)如圖所示，A是大齒輪邊緣上一點，B是小齒輪邊緣上一點，C是后輪邊緣上一點。把自行車后輪支撐起來，轉(zhuǎn)動腳踏板，使后輪轉(zhuǎn)動起來，下面說法中正確的是A．A、B兩點的角速度相等B．B、C兩點的線速度大小相等C．B、C兩點的角速度相等D．A、C兩點的線速度大小相等【答案】C【解析】A．A和B皮帶傳動，鏈條上各點的線速度大小相等，因兩輪半徑不相等，則兩點的角速度不相等，故A錯誤；BC．B和C兩點同軸轉(zhuǎn)動，所以兩點的角速度相等；據(jù)v=ωr和兩點的半徑不同，所以線速度大小不同，故B錯誤，C正確；D．因為AB兩點線速度相等，而BC兩點的線速度不等，則A、C兩點的線速度大小不相等，選項D錯誤；故選C。11．電風(fēng)扇在閃光燈下轉(zhuǎn)動，燈每秒閃光30次，風(fēng)扇有三個均勻分布的葉片，如果轉(zhuǎn)動時觀察到有六個葉片，則其轉(zhuǎn)速可能為A．10轉(zhuǎn)/秒 B．15轉(zhuǎn)/秒 C．20轉(zhuǎn)/秒 D．25轉(zhuǎn)/秒【答案】BD【解析】在閃光燈發(fā)光時間內(nèi)，扇葉轉(zhuǎn)過六分之一周的奇數(shù)倍時，人們均覺得扇葉有六個葉片，這時風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速：n=r/s=5（2N﹣1）r/s（N=1，2，3，…）所以當(dāng)N=1時轉(zhuǎn)速取最小值5r/s；當(dāng)N=2時轉(zhuǎn)速為15r/s；當(dāng)N=3時轉(zhuǎn)速為25r/s。故選BD。12．如圖為單車的主要傳動部件．大齒輪和小齒輪通過鏈條相連，a、b分別是大齒輪和小齒輪邊沿上的兩點．已知大齒輪直徑d1=20cm，小齒輪直徑d2=10cm，若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動，則下列關(guān)于a點與b點的說法中正確的有（）A．線速度大小之比為 B．角速度大小之比為C．向心加速度大小之比為 D．周期之比為【答案】BD【解析】A．、屬于鏈條傳動，線速度相等，所以與點的線速度相等，A錯誤；B．點與點的線速度相等，根據(jù)，則有：，B正確；C．點與點的線速度相等，根據(jù)，則有：，C錯誤；D．根據(jù)角速度與周期的關(guān)系，則有：，D正確。故選BD。13．在我國南方山區(qū)有一種簡易水輪機，如下圖所示，從懸崖上流出的水可看作連續(xù)做平拋運動的物體，水流軌跡與下邊放置的輪子邊沿相切，水沖擊輪子邊緣上安裝的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動，輸出動力．當(dāng)該系統(tǒng)工作穩(wěn)定時，可近似認(rèn)為水的末速度與輪子邊緣的