【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2課時(shí)練案-第五章-第4節(jié)-圓周運(yùn)動(dòng)

第4節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)題組1線(xiàn)速度（時(shí)間：4分鐘分值：8分）1.［4分］（單選）關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)速度不變的運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)速度大小不變的運(yùn)動(dòng)2.［4分］（單選）甲、乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2，在相等時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過(guò)60°，乙轉(zhuǎn)過(guò)45°，則它們的線(xiàn)速度之比為（）A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16題組2角速度（時(shí)間：4分鐘分值：8分）3.［4分］（單選）對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C.相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移相同D.相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等圖5-4-14.［4分］（單選）機(jī)械手表（圖5-4-1）的分針與秒針從第一次重合至其次次重合，中間經(jīng)受的時(shí)間為（）圖5-4-1A.QUOTEminB.1minC.QUOTEminD.QUOTEmin題組3描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系（時(shí)間：20分鐘分值：34分）5.［4分］（單選）關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線(xiàn)速度、角速度、周期之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）A.線(xiàn)速度大的角速度確定大B.線(xiàn)速度大的周期確定小C.角速度大的半徑確定小D.角速度大的周期確定小圖5-4-26.［4分］（多選）如圖5-4-2所示為自行車(chē)的傳動(dòng)裝置示意圖，QUOTE分別為大齒輪、小齒輪、后輪邊緣上的一點(diǎn)，則在此傳動(dòng)裝置中（）圖5-4-2A.QUOTE兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等B.QUOTE兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等CQUOTE兩點(diǎn)的角速度與對(duì)應(yīng)的半徑成正比D.QUOTE兩點(diǎn)的線(xiàn)速度與對(duì)應(yīng)的半徑成正比7.［4分］（單選）老師在黑板上畫(huà)圓，圓規(guī)腳之間的距離是25cm，他保持這個(gè)距離不變，用粉筆在黑板上勻速地畫(huà)了一個(gè)圓，粉筆的線(xiàn)速度是2.5m/s。關(guān)于粉筆的運(yùn)動(dòng)，有下列說(shuō)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頻率是10Hz；⑥頻率是1.59Hz；⑦轉(zhuǎn)速小于2r/s；⑧轉(zhuǎn)速大于2r/s。下列哪個(gè)選項(xiàng)中的結(jié)果是全部正確的（）A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．②④⑥⑦ D．②④⑤⑧8.［4分］（多選）甲、乙兩個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它們的角速度之比為3∶1，線(xiàn)速度之比為2∶3，那么下列說(shuō)法中正確的是（）A.它們的半徑之比為2∶9 B.它們的半徑之比為1∶2C.它們的周期之比為2∶3 D.它們的周期之比為1∶39.［4分］（單選）某品牌電動(dòng)自行車(chē)的銘牌如下：車(chē)型：20英寸（車(chē)輪直徑：508mm）電池規(guī)格：36V12A·h（蓄電池）整車(chē)質(zhì)量：40kg額定轉(zhuǎn)速：210r/min外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充電時(shí)間：2h~8h電機(jī)：后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī)額定工作電壓/電流：36V/5A依據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知該車(chē)的額定速度約為（）A.15km/hB.18km/hC.20km/hD.25km/h圖5-4-310.［4分］（單選）為了測(cè)定子彈的飛行速度，在一根水平放置的直桿上固定兩個(gè)薄圓盤(pán)QUOTE，盤(pán)QUOTE平行且相距2m，直桿的轉(zhuǎn)速為3600r/min，子彈穿過(guò)兩盤(pán)留下兩彈孔QUOTE，測(cè)得兩彈孔所在半徑的夾角QUOTE30°，如圖5-4-3所示。則該子彈的速度可能是（）圖5-4-3A.360m/s B.720m/sC.1440m/s D.108m/s11.［10分］2022年2月12日，中國(guó)選手隋文靜和韓聰在2022花樣滑冰四大洲雙人自由滑競(jìng)賽中獲得135.08分，并以201.83的總分奪得雙人滑項(xiàng)目冠軍。在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，男運(yùn)動(dòng)員以自己為轉(zhuǎn)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是常見(jiàn)的動(dòng)作，若男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30r/min，女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線(xiàn)速度為5m/s，求女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少？題組4綜合拓展提升（時(shí)間：15分鐘分值：24分）圖5-4-412.［12分］如圖5-4-4所示，兩輪通過(guò)邊緣接觸形成摩擦傳動(dòng)裝置。已知大輪QUOTE的半徑是小輪QUOTE的半徑的2倍，設(shè)接觸處無(wú)打滑現(xiàn)象，主動(dòng)輪QUOTE轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其邊緣的角速度為QUOTE，線(xiàn)速度為QUOTE。求：圖5-4-4（1）QUOTE兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比；（2）QUOTE輪邊緣上點(diǎn)的線(xiàn)速度大?。唬?）QUOTE輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。圖5-4-513.［12分］如圖5-4-5所示，QUOTE物體放在光滑的水平地面上，在水平力QUOTE的作用下由靜止開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，QUOTE物體的質(zhì)量為QUOTE，同時(shí)QUOTE物體在豎直面內(nèi)由QUOTE點(diǎn)開(kāi)頭做半徑為QUOTE、角速度為QUOTE的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求滿(mǎn)足使QUOTE速度相同的力QUOTE的取值。圖5-4-5參考答案1.D解析：這里的“勻速”，不是“勻速度”，也不是“勻變速”，而是速率不變，勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一種速度大小不變、方向時(shí)刻轉(zhuǎn)變的變加速運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)D正確。2.B解析：由題意知，甲、乙兩物體的角速度之比QUOTE°∶45°QUOTE4∶3，故兩物體的線(xiàn)速度之比QUOTE。選項(xiàng)B正確。3.C解析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，通過(guò)的角度相等，但相等時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的位移方向不同。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。4.C解析：先求出分針與秒針的角速度為QUOTErad/s，QUOTErad/s。設(shè)兩次重合的時(shí)間間隔為ΔQUOTE，則有QUOTEΔQUOTE，QUOTEΔQUOTE，QUOTE2π，即ΔQUOTEsQUOTEsQUOTEmin。選項(xiàng)C正確。5.D解析：由QUOTE得QUOTE，故只有當(dāng)半徑QUOTE確定時(shí)，角速度QUOTE才與線(xiàn)速度QUOTE成正比；只有當(dāng)線(xiàn)速度QUOTE確定時(shí)，角速度QUOTE才與半徑QUOTE成反比，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。由QUOTE知，只有當(dāng)半徑QUOTE確定時(shí)，線(xiàn)速度QUOTE才與周期QUOTE成反比，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由QUOTE知，角速度QUOTE與周期QUOTE成反比，即角速度大的周期確定小，選項(xiàng)D正確。6.BD解析：大齒輪與小齒輪間是鏈條傳動(dòng)，QUOTE兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等，角速度與對(duì)應(yīng)的半徑成反比，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。小齒輪與后輪是同軸傳動(dòng)，QUOTE兩點(diǎn)的角速度相同，線(xiàn)速度與對(duì)應(yīng)的半徑成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。7.C解析：依據(jù)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系得，角速度QUOTErad/sQUOTE10rad/s周期QUOTEsQUOTE0.628s頻率QUOTEs≈1.59Hz轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE1.59r/s＜2r/s選項(xiàng)C正確。8.AD解析：由QUOTE得QUOTE，即QUOTE∶QUOTE∶QUOTE2∶9，由于QUOTE，所以QUOTE∶QUOTE=QUOTE∶QUOTE=1∶3。9.C解析：由題意可知車(chē)輪半徑為QUOTE＝254mm＝0.254m，車(chē)輪額定轉(zhuǎn)速為QUOTE210r/minQUOTEr/sQUOTEr/s，車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度QUOTE2πQUOTE，則在輪緣上點(diǎn)的線(xiàn)速度為QUOTE2πQUOTE2×3.14×QUOTE×0.254×3.6km/h≈20km/h。10.C解析：子彈從QUOTE盤(pán)到QUOTE盤(pán)，QUOTE盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度QUOTE2πQUOTE+QUOTE（QUOTE0,1,2，…），QUOTE盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度QUOTE2πQUOTE2πQUOTE2π×QUOTErad/sQUOTE120πrad/s，子彈在QUOTE盤(pán)間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于QUOTE盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，即QUOTE,所以QUOTEm/s（QUOTE0，1，2，…）。QUOTE0時(shí)，QUOTE1440m/s；QUOTE1時(shí)，QUOTE≈110.77m/s；QUOTE2時(shí)，QUOTE57.6m/s。選項(xiàng)C正確。11.1.59m解析：由題意可知，男運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTErad/sQUOTE0.5rad/s。男、女運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，則QUOTE2πQUOTE2×3.14×0.5rad/sQUOTE3.14rad/s，由于女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線(xiàn)速度為5m/s，依據(jù)QUOTE可知女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)為QUOTE1.59m。12.（1）1∶2（2）QUOTE（3）QUOTE解析：（1）QUOTE兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等，由QUOTE知，QUOTE，故QUOTE。（2）QUOTE輪邊緣上點(diǎn)的線(xiàn)速度大小也為QUOTE。（3）由