6.1 圆周运动 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.1 圆周运动 同步练习 一、单选题 1.看电影时,常发现银幕上小轿车虽然在行驶中,但车轮似乎并未转动。设车轮表面形状如图所示,半径为25cm,电影放映时每秒播放24帧画面。则车轮转动的最小线速度和角速度为( ) A. B. C. D. 2.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( ) A.线速度不变 B.周期变化 C.角速度大小不变 D.运动状态不变 3.如图所示为某一走时准确的时钟,时针与分针的针尖到转轴的长度之比为,a、b分别是时针和分针的针尖,则( ) A.a、b两点的周期之比为 B.a、b两点的角速度之比为 C.a、b两点的线速度之比为 D.a、b两点的向心加速度之比为 4.如图所示,有一圆盘,在圆盘上有圆心角为的开槽,圆盘在水平面内顺时针匀速转动,在圆盘点正上方3.25m处有一直径略小于槽宽的小球,小球以的初速度竖直下抛,若要令小球落入槽中,则圆盘转动的角速度可能是( ) A. B. C. D. 5.做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( ) A.线速度 B.合外力 C.加速度 D.周期 6.如图所示,a、b是地球赤道上的两点,b、c是地球表面上不同纬度,同一经度上的两个点,下列说法中正确的是( ) A.b、c两点的线速度大小相同 B.a、b两点的线速度大小相同 C.b、c两点的角速度不相同 D.a、c两点的角速度不相同 7.一个质量为的小球在长为的细线牵引下,绕光滑桌面上的图钉以角速度做匀速圆周运动。如图所示,小球在运动过程中保持不变的物理量是( ) A.线速度 B.合外力 C.周期 D.加速度 8.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法不正确的是( ) A.匀速圆周运动的物体处于非平衡状态 B.运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述 C.匀速圆周运动的物体是匀速运动,因为其速率保持不变 D.匀速圆周运动的物体合力不可能为0 9.两轮用齿轮传动,且不打滑,图中两轮的边缘上有A、B两点,它们到各自转轴O1、O2的距离分别为rA、rB,且rA>rB.当轮子转动时,这两点的线速度大小分别为vA和vB,向心加速度大小分别为aA和aB,角速度大小分别为 A和 B,周期分别为TA和TB 则下列关系式正确的是 ( ) A.vA>vB B. A= B C.aA>aB D.TA>TB 10.如图甲所示,修正带通过两个齿轮的相互咬合进行工作,其原理简化为图乙所示。若齿轮匀速转动,A、B为齿轮边缘上两点,C为大齿轮内部的点,且,下列说法正确的是( ) A.三质点的角速度之比 B.三质点的线速度之比 C.三质点的周期之比 D.三质点的转速之比 二、多选题 11.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A.匀速圆周运动是线速度不变的运动 B.匀速圆周运动的速率不变 C.任意相等时间内通过的位移相等 D.任意相等时间内通过的路程相等 12.一精准转动的机械钟表,下列说法正确的是( ) A.秒针转动的周期最长 B.时针转动的转速最小 C.秒针转动的角速度最大 D.分针的角速度为 13.盾构隧道掘进机,简称盾构机,是一种隧道掘进的专用工程机械,又被称作“工程机械之王”,是城市地铁建设、开山修路、打通隧道的利器。图为我国最新研制的“聚力一号”盾构机的刀盘,其直径达16m,转速为5r/min,下列说法正确的是( ) A.刀盘工作时的角速度为10rad/s B.刀盘边缘的线速度大小约为4m/s C.刀盘旋转的周期为12s D.刀盘工作时各刀片的线速度均相同 14.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:16,在用力蹬脚踏板前进的过程中,下列说法正确的是 A.小齿轮和后轮的角速度大小之比为16:1 B.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1:4 C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:4 D.大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小之比为1:1 15.一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台上,到轨道的距离为,如图所示。转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为。光速转动方向如图中箭头所示。当光束与的夹角为时,光束正好射到小车上.如果再经过光束又射到小车上,则小车的速度可能( ) A.1.7m/s B.0.5m/s C.4.3m/s D.2.9m/s 三、填空题 16.如图为自行车局部示意图,自行车后轮的小齿轮半径R1=4.0 cm,与脚踏板相连的大齿轮的半径R2=10.0 cm.则小齿轮边缘处A点的线速度与大齿轮边缘处B点的线速度之比v1∶v2= ,小齿轮的角速度和大齿轮的角速度之比1∶2= . 17.如图所示的皮带传动装置中,皮带与轮之间不打滑,两轮半径分别为R和r,且,A、B分别为两轮边缘上的点,则皮带轮运动过程中,A、B两点速率之比 ;A、B两点角速度之比 。 四、解答题 18.A、B为两个很长的圆柱形滚筒,半径均为r=10cm,两筒的轴在同一水平面上,且互相平行,它们各自绕自己的轴沿图示方向以角速度转动.两筒的中心轴间相距为d=25cm,两筒上搁着一个较短的圆柱体C,C的半径为R=15cm,质量为m=9kg.今用一个与A,B轴平行的力F拉着C以速度v=4m/s匀速运动,若C与A,B之间的滑动摩擦因数都是,求F大小. 19.如图所示,一根长为的均匀细杆可以绕通过端的水平轴在竖直平面内转动,杆最初在水平位置上,在杆上距点处放一小物体,杆与小物体最初处于静止状态,若此杆突然以某一角速度绕顺时针匀速转动,经一定时间,小物体恰好与杆的末端相碰,已知重力加速度为,求角速度的大小。 20.地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的P点在地面上P'点的正上方,P'与跑道圆心O的距离为L(L>R),如图所示。跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋和小车均可视为质点,沙袋所受空气阻力不计,重力加速度为g)。问: (1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90 ),沙袋被抛出时的初速度各为多大? (2)要使沙袋落在跑道上,则沙袋被抛出时的初速度v0在什么范围内? (3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v应满足什么条件? 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 《6.1 圆周运动 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C A D D B C C D C 题号 11 12 13 14 15 答案 BD BC BC BD AD 1.A 【详解】释放电影时每秒映出24幅画面,拍电影时也是每秒摄取24个镜头。相邻两次拍摄的时间间隔为 若此时间间隔车轮转过的角度恰好是的整数倍,则两张底片中车轮外形重合,便观察不出车轮的转动。当两次相邻拍摄间,车轮恰好转过的角度时,这种情况对应的即是车轮的最小转动速度,此时 AB.,故A正确,B错误。 CD.,故CD错误。 故选A。 2.C 【详解】A.做匀速圆周运动的物体线速度大小不变,方向变化,故A错误; BC.做匀速圆周运动的物体,周期、角速度不变,故B错误,C正确; D.由于物体的线速度方向变化,故其运动状态发生变化,故D错误; 故选C。 3.A 【详解】A.时针的周期为,分针的周期为,a、b两点的周期之比为,故A正确; B.根据 可知a、b两点的角速度之比为,故B错误; C.根据 可知a、b两点的线速度之比为 故C错误; D.根据 a、b两点的向心加速度之比为 故D错误。 故选A。 4.D 【详解】小球竖直下抛到到达槽时 解得 则当小球能落在槽内则 (n=0、1、2、3……) 故角速度范围 rad/s ... 故选D。 5.D 【详解】做匀速圆周运动的物体,在运动过程中,线速度、合外力、加速度大小不变,但方向在变;周期不变,故D正确,ABC错误。 故选D。 6.B 【详解】CD.a、b、c三点共轴转动,可知a、b、c三点角速度相等,故CD错误; AB.根据圆周运动规律可知角速度相同,半径越大,线速度越大,由,所以 故A错误,B正确。 故选B。 7.C 【详解】A.图钉做匀速圆周运动,线速度方向不断变化,故A错误; B.图钉做匀速圆周运动,合外力方向不断变化,故B错误; C.图钉做匀速圆周运动,周期不变,故C正确; D.图钉做匀速圆周运动,加速度方向不断变化,故D错误。 故选C。 8.C 【详解】A.匀速圆周运动是曲线运动,有加速度,不是平衡状态,即处于非平衡状态,故A正确; B.角速度描述匀速圆周运动速度方向变化快慢的物理量,线速度表示单位时间内转过的弧长,都可以描述运动的快慢,故B正确; CD.匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,但方向改变,故不是匀速运动,其合力不可能为0,故选项C错误,D正确。 此选择错误选项,故选C。 9.D 【详解】A、轮子边缘上的点,靠齿轮传动,两点的线速度相等,故A错误; B、A、B两点的线速度相等,由于.根据可知,故B错误; C、由得,r越大,a越小,所以,故C错误; D、根据,可知角速度越大则周期越小,可知A点的周期大,即,故D正确. 点睛:解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度,共轴转动的点,具有相同的角速度,以及掌握向心加速度的公式. 10.C 【详解】由于两轮通过齿轮传动,因此 由于B、C在一个轮上,因此 A.根据 可知 因此可得 A错误; B.根据 可知 因此 B错误; C.根据 可知 C正确; D.根据 可知 D错误。 故选C。 11.BD 【详解】AB.匀速圆周运动是线速度大小不变,即速率不变,但方向不断变化的运动,选项A错误,B正确; C.任意相等时间内通过的位移大小相等,但是方向不同,选项C错误; D.任意相等时间内通过的路程相等,选项D正确。 故选BD。 12.BC 【详解】A.时针、分针、秒针的周期分别为12h、1h、1min,故秒针转动的周期最短。故A错误; BC.秒针转动的周期最短,根据公式 可知秒针的角速度最大。时针的周期最长,频率最低,转速最小。故BC正确; D.分针的角速度为 故D错误。 故选BC。 13.BC 【详解】A.盾构机的刀盘,转速为5r/min,即 则刀盘工作时的角速度为 故A错误; B.则刀盘边缘的线速度大小约为 故B正确; C.则刀盘旋转的周期为 故C正确; D.刀盘工作时各刀片的线速度方向都不相同,故D错误。 故选BC。 14.BD 【详解】A、小齿轮和后轮共轴,角速度相等,故A错误; B、大齿轮和小齿轮共线,线速度相等,根据可知,大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1:4,故B正确; C、小齿轮和后轮共轴,根据v= r可知,小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比为1:16,则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:16,故C错误; D、大齿轮和小齿轮共线,线速度相等,故D正确. 故选BD. 【点睛】对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等,二是同一转盘上角速度相等. 15.AD 【详解】在内,光束转过的角度为 如图所示,有两种可能 ①光束射到小车时,小车正在接近点,时间内光束与之夹角从变为,则有 ②光束射到小车时,小车正在远离点,时间内光束与之夹角从变为,则有 AD正确,BC错误; 故选AD。 16. 1:1 5:2 【详解】传动过程中,同一链条上的A、B两点的线速度相等,即vA=vB 所以v1:v2=1:1 根据 所以小齿轮的角速度和大齿轮的角速度之比 1: 2=5:2 【点睛】对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等,二是同一转盘上角速度相等. 17. 1:1 1:3 【详解】[1]皮带与轮之间不打滑,则有 [2]根据 可得 18. 【详解】设圆柱形滚筒对圆柱体支持力与竖直方向的夹角为,由几何关系可知,A与C、B与C的圆心之间的距离为: 10cm+15cm=25cm 所以A、B、C三者的圆心组成等边三角形,设圆柱形滚筒对圆柱体支持力与竖直方向的夹角为,则有: 则得: 由共点力平衡条件得: 又 联立解得:F=39.2N 19.或 【详解】细杆突然匀速转动时,物体作自由落体运动,细杆与小物体再次相遇有两种情况:一是小物体追上杆,二是杆转动一周后追上小物体。 如图所示,当两者恰好还能再次相碰时,由几何关系 解得 物体自由下落 若物体恰好追上杆 联立解得 若杆转动一周后追上小物体有 联立解得 故角速度的大小为或 20.(1)(L-R),;(2)(L-R)≤v0≤(L+R);(3)v=(4n+1) R(n=0,1,2,…) 【详解】(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动,设它的下落时间为t,则 h=gt2 解得 t= 当小车位于A点时,有 xA=vAt=L-R 联立解得 vA=(L-R) 当小车位于B点时,有 xB=vBt= 联立解得 vB= (2)若小车在跑道上运动,要使沙袋落入小车,最小的抛出速度为 v0min=vA=(L-R) 若当小车经过C点时沙袋刚好落入,抛出时的初速度最大,有 xC=v0maxt=L+R 联立解得 v0max=(L+R) 故沙袋被抛出时的初速度范围为 (L-R)≤v0≤(L+R) (3)要使沙袋能在B处落入小车中,小车运动的时间应与沙袋下落时间相同,即 tAB=(n=0,1,2,…) tAB=t= 联立解得 v=(4n+1) R(n=0,1,2,…) 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $