2024-2025學(xué)年試題物理（人教版2019）第6章　1-圓周運(yùn)動(dòng)

第六章圓周運(yùn)動(dòng)1.圓周運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)鞏固1.一個(gè)物體以恒定角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是()A.軌道半徑越大線速度越小B.軌道半徑越大線速度越大C.軌道半徑越大周期越大D.軌道半徑越大周期越小答案:B解析:物體以一定的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由v=ωr得,v與r成正比,所以當(dāng)半徑越大時(shí),線速度也越大,故B正確,A錯(cuò)誤;由ω=2πT得,T與ω成反比,與半徑無關(guān),因此周期不變,故C、2.如圖所示,一個(gè)小球繞圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知圓周半徑為r,該小球運(yùn)動(dòng)的角速度為ω,則它運(yùn)動(dòng)的線速度大小為()A.ωr B.ωC.ω2r D.ωr2答案:B解析:小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r,角速度為ω,故線速度為v=ωr,B正確。3.在一棵大樹將要被伐倒的時(shí)候,有經(jīng)驗(yàn)的伐木工人會(huì)雙眼緊盯著樹梢,根據(jù)樹梢的運(yùn)動(dòng)情況來判斷大樹正在朝哪個(gè)方向倒下,從而避免被倒下的大樹砸傷,從物理知識(shí)的角度來解釋,下列說法正確的是()A.樹木倒下時(shí),樹梢的角速度較大,易于判斷B.樹木倒下時(shí),樹梢的線速度較大,易于判斷C.樹木倒下時(shí),樹梢的周期較大,易于判斷D.伐木工人的經(jīng)驗(yàn)沒有科學(xué)依據(jù)答案:B解析:整個(gè)大樹的角速度和周期相同,樹梢的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大,線速度大。4.下圖為一種早期的自行車,這種自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了()A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性C.騎行方便 D.減小阻力答案:A解析:在騎車人腳蹬踏板轉(zhuǎn)速一定的情況下,據(jù)公式v=2πrn知,輪子半徑越大,車輪邊緣的線速度越大,車行駛得也就越快,故A選項(xiàng)正確。5.如圖所示,當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí),扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ,線速度大小分別為vP和vQ,則()A.ωP=ωQ,vP<vQ B.ωP<ωQ,vP<vQC.ωP<ωQ,vP=vQ D.ωP=ωQ,vP>vQ答案:A解析:由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的,即ωP=ωQ;同時(shí)由圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比較大,所以Q點(diǎn)的線速度大,即vP<vQ,故A正確。6.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,20s內(nèi)沿半徑為10m的圓周運(yùn)動(dòng)了100m,試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí):(1)線速度的大小;(2)角速度的大小;(3)周期的大小。答案:(1)5m/s(2)0.5rad/s(3)4πs解析:(1)依據(jù)線速度的定義式可得v=ΔsΔt=10020(2)依據(jù)v=ωr可得ω=vr=510rad/s=0.(3)T=2πω=2π0.57.一個(gè)圓環(huán)以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。(1)求環(huán)上M、N兩點(diǎn)的線速度的大小之比;(2)求M、N的角速度之比。答案:(1)3∶1(2)1∶1解析:M、N是同一環(huán)上的兩點(diǎn),它們與環(huán)具有相同的角速度,即ωM∶ωN=1∶1。兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比rM∶rN=sin60°∶sin30°=3∶1,故vM∶vN=ωMrM∶ωNrN=3∶1。能力提升1.(多選)右圖為某一皮帶傳動(dòng)裝置,主動(dòng)輪的半徑為r1,從動(dòng)輪的半徑為r2,已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是()A.從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為r1D.從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為r2答案:BC解析:主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),由皮帶纏繞的方式知從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),B正確,A錯(cuò)誤。兩輪邊緣的線速度大小相等,由v=rω,ω=2πn可知,2πn·r1=2πn'·r2,解得從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n'=r1r2n,C2.右圖為“行星傳動(dòng)”示意圖。中心“太陽輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定,其半徑為R1,周圍四個(gè)“行星輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定,其半徑均為R2,“齒圈”的半徑為R3,其中R1=1.5R2。A、B、C分別是“太陽輪”“行星輪”和“齒圈”邊緣上的點(diǎn),齒輪傳動(dòng)過程中不打滑,那么()A.A點(diǎn)與B點(diǎn)的角速度相同B.A點(diǎn)與B點(diǎn)的線速度相同C.B點(diǎn)與C點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為7∶2D.A點(diǎn)與C點(diǎn)的周期之比為3∶5答案:C解析:根據(jù)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)可知,A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等,方向不同,B錯(cuò)誤。由v=rω知,線速度大小相等時(shí),角速度和半徑成反比,A、B兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同,因此角速度不同,A錯(cuò)誤。B點(diǎn)和C點(diǎn)的線速度大小相等,由v=rω=2πn·r可知,B點(diǎn)和C點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為nB∶nC=rC∶rB,rB=R2,rC=1.5R2+2R2=3.5R2,故nB∶nC=7∶2,C正確。根據(jù)v=rω=2πrT可知,TA∶TC=rA∶rC=33.一根長為l的桿,O端用鉸鏈固定,另一端固定著一個(gè)小球A,靠在一個(gè)高為h的物塊上,如圖所示。當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)時(shí),小球A的線速度vA(此時(shí)桿與水平方向夾角為θ)為()A.vlcos2C.vlsinθh答案:B解析:將B點(diǎn)的速度分解,如圖所示。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知,接觸點(diǎn)B的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng),可將B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度vB=v沿垂直于桿和沿桿的方向分解成v2和v1,其中v2=vBsinθ=vsinθ為B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度,v1=vBcosθ為B點(diǎn)沿桿運(yùn)動(dòng)的速度。當(dāng)桿與水平方向夾角為θ時(shí),lOB=h由于B點(diǎn)的線速度為v2=vsinθ=lOB·ω,所以ω=v由于A、B在同一桿上繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),故A、B繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同,所以A的線速度vA=lω=vlsin2θh,選項(xiàng)A、C4.下圖是多級(jí)減速裝置的示意圖,每一級(jí)減速裝置都是由固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的繞同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的大小兩個(gè)輪子組成。各級(jí)之間用皮帶相連。如果每級(jí)減速裝置中大輪的半徑為R=1m,小輪的半徑為r=0.5m,則當(dāng)?shù)谝患?jí)的大輪邊緣線速度大小為v1=80m/s時(shí),第五級(jí)的大輪邊緣線速度大小是()A.40m/s B.20m/sC.10m/s D.5m/s答案:D解析:根據(jù)同軸傳動(dòng)角速度相等知,每一級(jí)大輪和小輪角速度相等,根據(jù)v=ωr知,第一級(jí)小輪的線速度為v1'=12v1=40m/s;根據(jù)皮帶傳動(dòng)邊緣線速度大小相等可知,第二級(jí)大輪邊緣的線速度大小為v2=v1'=40m/s,所以第二級(jí)小輪的線速度為v2'=12v2=20m/s;第三級(jí)大輪邊緣的線速度為v3=v2'=20m/s,第三級(jí)小輪邊緣的線速度大小為v3'=12v3=10m/s;第四級(jí)大輪邊緣的線速度大小為v4=v3'=10m/s,第四級(jí)小輪邊緣的線速度大小為v4'=12v4=5m/s;第五級(jí)大輪邊緣的線速度大小為v5=v4'=55.下圖是教室里的石英鐘,設(shè)時(shí)針、分針長度之比為5∶6,求:(1)時(shí)針、分針的角速度之比與針尖的線速度之比;(2)從圖中位置(2:00)開始計(jì)時(shí),時(shí)針、分針經(jīng)過多長時(shí)間將第一次重合?答案:(1)1∶125∶72(2)211解析:(1)時(shí)針的周期T1=12h,分針的周期T2=1h因此ω1∶ω2=2πT1∶v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=5∶72。(2)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t時(shí)針、分針第一次重合,則ω2tω1t=2πT解得t=211h6.如圖所示的裝置可測(cè)量子彈的速度,其中薄壁圓筒半徑為r,圓筒上的a、b兩點(diǎn)是一條直徑上的兩個(gè)端點(diǎn)(圖中OO'為圓筒軸線),圓筒以速度v豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)。若某時(shí)刻子彈沿圖示平面正好水平射入a點(diǎn),且恰能經(jīng)b點(diǎn)穿出。(1)若圓筒勻速下落時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng),求子彈射入a點(diǎn)時(shí)速度v0的