高中物理 54 圆周运动同步检测 新人教版必修2.docx
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高中物理54圆周运动同步检测新人教版必修2
2019-2020年高中物理5-4圆周运动同步检测新人教版必修2
1．（xx·南京六中高一检测）物体在做匀速圆周运动的过程中，其线速度（ ）
A．大小保持不变，方向时刻改变
B．大小时刻改变，方向保持不变
C．大小和方向均保持不变
D．大小和方向均时刻改变
答案：
A
2．如图所示为一种早期的自行车，这种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
答案：
A
解析：
在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，据公式v＝ωr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．
3．（xx·江苏盐城中学高一检测）如图所示，翘翘板的支点位于板的中点，A、B是板的两个端点，在翘动的某一时刻，A、B的线速度大小分别为vA、vB，角速度大小分别为ωA、ωB，则（ ）
A．vA＝vB，ωA≠ωBB．vA≠vB，ωA＝ωB
C．vA＝vB，ωA＝ωBD．vA≠vB，ωA≠ωB
答案：
C
4．（xx·鹤壁中学高一检测）电脑中用的光盘驱动器，采用恒定角速度驱动光盘，光盘上凸凹不平的小坑是存贮的数据，请问激光头在何处时，电脑读取数据速率比较大（ ）
A．内圈B．外圈
C．中间位置D．与位置无关
答案：
B
解析：
由v＝ωr可知B项正确．
5．由“嫦娥奔月”到“万户飞天”，由“东方红”乐曲响彻寰宇到航天员杨利伟遨游太空，中华民族载人航天的梦想已变成现实．“神舟五号”飞船升空后，先运行在近地点高度200km、远地点高度350km的椭圆轨道上，实施变轨后，进入343km的圆轨道．假设“神舟五号”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．T＝
D．T＝
答案：
AC
解析：
由题意可知飞船做匀速圆周运动n周所需时间Δt＝t2－t1，故其周期T＝
＝
，故选项A正确，B错．由周期公式有T＝
，故选项C正确，D错误．
6.如图所示，半径为0.1m的轻滑轮通过绕在其上面的细线与重物相连，若重物由静止开始以2m/s2的加速度匀加速下落，则当它下落高度为1m时的瞬时速度是多大？
此时滑轮转动的角速度是多少？
答案：
2m/s,20rad/s
解析：
由题意知，重物的运动性质是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式vt2＝2as可以求得重物由静止开始下落1m时的瞬时速度为：
vt＝
＝
m/s＝2m/s.
与重物相连的细线此刻的速度也等于vt＝2m/s，细线绕在轻滑轮边缘使滑轮转动，由公式v＝rω得此时滑轮转动的角速度为：
ω＝
＝
rad/s＝20rad/s.
7.（xx·银川一中高一检测）xx年温哥华冬奥会双人滑比赛中，申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌，如图所示，赵宏博（男）以自己为转轴拉着申雪（女）做匀速圆周运动，转速为30r/min.申雪的脚到转轴的距离为1.6m.求：
（1）申雪做匀速圆周运动的角速度；
（2）申雪的脚运动速度的大小．
答案：
（1）πrad/s
（2）5.0m/s
解析：
（1）转动转速n＝30r/min＝0.5r/s
角速度ω＝2π·n＝2π·0.5rad/s＝πrad/s
（2）申雪的脚做圆周运动的半径r＝1.6m，所以她的脚的运动速度v＝ωr＝π×1.6m/s＝5.0m/s.
能力提升
1．（xx·大庆实验中学高一检测）如图所示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
n D．从动轮的转速为
n
答案：
BC
解析：
根据皮带的缠绕方向知B正确，由2πnr1＝2πn2r2
得n2＝
n，C项正确．
2．（xx·南宫中学高一检测）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，让粉笔在黑板上匀速的画了一个圆，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．②④⑥⑧
C．②④⑥⑦D．②④⑥⑧
答案：
C
解析：
ω＝
＝10rad/s，T＝
＝0.628s，
f＝
＝1.59Hz，n＝f＝1.59r/s.
3．一辆卡车在水平路面上行驶，已知该车轮胎半径为R，轮胎转动的角速度为ω，如图所示，关于各点的线速度大小下列说法正确的是（ ）
A．相对于地面，轮胎与地面的接触点的速度大小为ωR
B．相对于地面，车轴的速度大小为ωR
C．相对于地面，轮胎上缘的速度大小为ωR
D．相对于地面，轮胎上缘的速度大小为2ωR
答案：
BD
解析：
由于轮胎不打滑，相对于地面，轮胎与地面接触处保持相对静止，该点相当于转动轴，它的速度为零，车轴的速度为ωR.而轮胎上缘的速度大小为2ωR，故B、D正确．
4.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.
答案：
A
解析：
对甲轮边缘的线速度v1＝r1ω1
对乙轮边缘的线速度v2＝r2ω2
对丙轮边缘的线速度v3＝r3ω3
由各轮边缘的线速度相等得：
r1ω1＝r2ω2＝r3ω3
所以ω3＝
，A选项正确．
5.如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针看成匀速转动，那么它们的角速度之比为ω时∶ω分∶ω秒＝________；设时针、分针、秒针的长度之比为1∶1.5∶1.8，那么三个指针尖端的线速度大小之比为v时∶v分∶v秒＝________.
答案：
1∶12∶720 1∶18∶1296
解析：
时针的周期T时＝12h＝720min，
分针的周期T分＝1h＝60min，
秒针的周期T秒＝1min，
所以ω时∶ω分∶ω秒＝
∶
∶
＝
∶
∶
＝1∶12∶720；
又r时∶r分∶r秒＝1∶1.5∶1.8，
则v时∶v分∶v秒＝ω时r时∶ω分r分∶ω秒r秒＝1∶18∶1296
6．收割机拨禾轮上面通常装4个到6个压板，如图所示，拨禾轮一边旋转，一边随收割机前进，压板转到下方才发挥作用，一方面把农作物压向切断器，另一方面把切下来的农作物铺放在收割台上，因此要求压板运动到下方时相对于农作物的速率与收割机前进方向相反．已知收割机前进速率为1.2m/s，拨禾轮直径为1.5m，转速为22r/min，则压板运动到最低点挤压农作物的速率为多大？
答案：
0.53m/s
解析：
设压板转到最低点时端点的速度为v1，
则v1＝2πnr＝2×3.14×
×
m/s＝1.73m/s.
由于拨禾轮是在收割机上，而收割机的前进速度为v2，所以拨禾轮上的压板在最低点挤压作物的速率为v＝v1－v2＝（1.73－1.2）m/s＝0.53m/s，方向向后．
7．如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力．自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm.求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比．（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）
答案：
解析：
大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边缘各点的线速度大小相等，由v＝2πnr可知转速n和半径r成反比；由这三次传动可以找出大齿轮和摩擦小轮间的转速之比
2019-2020年高中物理5-5向心加速度同步检测新人教版必修2
1．（xx·绵阳中学高一检测）下列关于匀速圆周运动的说法，正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是一种平衡状态
B．匀速圆周运动是一种匀速运动
C．匀速圆周运动是一种匀变速运动
D．匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的运动
答案：
D
2．（xx·河北正定中学高一检测）在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤，从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是（ ）
A．树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断
B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断
C．树木开始倒下时，树梢的向心加速度较大，易于判断
D．伐木工人的经验缺乏科学依据
答案：
B
3．（吉林一中高一检测）一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为4s.则该物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（ ）
A．2m/s2 B．4m/s2
C．2πm/s2D．4πm/s2
答案：
C
解析：
a＝
＝2πm/s2.
4．（xx·白鹭州中学高一检测）如果把地球近似地看成一个球体，在北京和广州各放一个物体随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体在北京和广州两地随地球自转的线速度相同
B．物体在北京的向心加速度大于广州的向心加速度
C．物体在北京和广州两地随地球自转的角速度相同
D．物体在广州随地球自转的周期大于在北京的物体
答案：
C
5．（福建厦门六中高一检测）如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置．P是轮盘的一个齿，Q是飞轮上的一个齿．下列说法中正确的是（ ）
A．P、Q两点角速度大小相等
B．P、Q两点向心加速度大小相等
C．P点向心加速度小于Q点向心加速度
D．P点向心加速度大于Q点向心加速度
答案：
C
解析：
P、Q两点的线速度相等，由a＝
知C项正确，其余选项均错．
6．（上海交大附中高一检测）如图所示是上海锦江乐园中的“摩天轮”，它高108m，直径为98m，每次可乘坐378人，每转一圈25min.摩天轮转动时，某一轿厢内坐有一位游客，则该游客随轮一起匀速转动的周期为______s，向心加速度大小为______m/s2.
答案：
1500s 8.6×10－4
解析：
T＝25×60s＝1500s，a＝
＝8.6×10－4m/s2
7．在航空竞赛场里，由一系列路标塔指示飞机的飞行路径，在飞机转变方向时，飞行员能承受的最大向心加速度大小约为6g（g为重力加速度）．设一飞机以150m/s的速度飞行，当加速度为6g时，其路标塔转弯半径应该为多少？
答案：
r＝382.65m
解析：
v＝150m/s，an＝6g＝6×9.8m/s2＝58.8m/s2
由an＝
得，r＝
＝
m＝382.65m.
8．（xx·银川高一检测）如图所示，质量为m的小球用长为L的悬绳固定于O点，在O点的正下方
处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，则小球从右向左摆的过程中，悬绳碰到钉子前后小球的向心加速度之比为多少？
答案：
2∶3
解析：
在悬绳碰到钉子的前后瞬间，速度不变，做圆周运动的半径从L变成了
，则根据加速度公式a＝
知两次a之比为半径之反比．即2∶3.
能力提升
1．如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线，由图线可知（ ）
A．质点P线速度大小不变
B．质点P的角速度大小不变
C．质点Q的角速度随半径变化
D．质点Q的线速度大小不变
答案：
A
解析：
根据图象提供的曲线的性质建立起质点做匀速圆周运动的向心加速度a随半径r变化的函数关系，再根据这个函数关系，结合向心加速度的计算公式作出判断．由a＝
和a＝ω2r知当v一定时a∝
；当ω一定时a∝r所以选项A正确．
2．（xx·银川一中高一检测）某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮的角速度为ω，则丙轮边缘上某点的向心加速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
答案：
A
解析：
∵ω1r1＝ω3r3 ∴ω3＝
∴a3＝ω32r3＝
3．如图所示，一小物块以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R＝1m，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动的角速度为2rad/s
B．小球做圆周运动的周期为πS
C．小球在t＝
s内通过的位移大小为
m
D．小球在πs内通过的路程为零
答案：
AB
解析：
小球在
s内转过90°通过的位移为
R，πs内转过一周，路程为2πR.
4．载人航天器在发射和降落时，宇航员会发生黑视，其原因一是因血压降低，二是因为大脑缺血．为此，航天器的气密舱有特殊的设计，如图所示，它固定在一个横轴上，可绕轴做360°旋转，这样设计的目的是（ ）
A．宇航员舒适些
B．宇航员始终承受横向加速度
C．宇航员始终承受负加速度
D．宇航员始终承受正加速度
答案：
B
5．如图所示，圆弧轨道AB是在竖直平面内的
圆周，在B点轨道的切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，滑到B点时的速度大小是
，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为__________，滑过B点时的加速度大小为____________．
答案：
2g g
解析：
小球由A点到B点所做的运动是圆周运动的一部分，因而小球刚要到达B点时的运动为圆周运动的一部分，其加速度为向心加速度，大小为：
a＝
，将v＝
代入可得a＝
＝2g，小球滑过B点后做平抛运动，只受重力作用，加速度大小为g.
注：
解题时一定要认真审题，充分挖掘题目中所给出的隐含条件，如本题中的“到达B点时”和“滑过B点时”．
6．（xx·山大附中高一检测）一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍（如图），皮带与两轮之间不发生滑动．已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10m/s2.
（1）电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比ω1∶ω2＝？
（2）机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少？
答案：
（1）3∶1
（2）0.05m/s2
解析：
（1）∵ω1r1＝ω2r2
∴ω1∶ω2＝r2∶r1＝3∶1
（2）由a2＝ω22r2，aA＝ω22rA得aA＝0.05m/s2.
7．如图所示，压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍，压路机匀速行进时，大轮边缘上A点的向心加速度是0.12m/s2，那么小轮边缘上的B点向心加速度是多少？
大轮上距轴心的距离为
的C点的向心加速度是多大？
答案：
0.24m/s2 0.04m/s2
解析：
∵vB＝vA，由a＝
，得
＝
＝2，
∴aB＝0.24m/s2，
∵ωA＝ωC，由a＝ω2r，得
＝
＝
∴aC＝0.04m/s2.
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