6.1 圆周运动 练习-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 高中物理圆周运动同步练，通过基础与提升双层设计，以传动模型为载体，实现从概念理解到综合应用的科学思维进阶。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|线速度/角速度计算、传动关系（同轴/皮带/齿轮）|题型Ⅰ-Ⅴ梯度递进，从公式直接应用（题1）到生活情境（题3复兴号），强化运动观念| |综合素质提升练|多考点综合（圆周运动+平抛/相对运动）|多选形式聚焦科学推理，如结合平抛的圆筒转动问题（题21），培养模型建构能力|

6.1圆周运动 姓名：___________班级：___________ { 基础训练 } 【题型Ⅰ】线速度和角速度的计算 1．质点沿半径为的圆周做匀速圆周运动，运动半周所用的时间为，则它的线速度大小为___________，角速度大小为___________。 2．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t，小车做圆周运动的线速度大小可表示为（     ） A． B． C． D． 3．复兴号列车以恒定速率经过一段水平圆弧形弯道时，列车桌面上智能手机中的“指南针”在10 s内匀速转过了15°。则列车的角速度大小为（     ） A．1.5 rad/s B． C． D． 4．如图，一个半径为R，高h=2πR圆柱体，在外力作用下绕竖直的中心轴转动，其侧面刻有一圈光滑的螺旋凹槽，槽内有一小球，小球恰能做自由落体运动，在小球下落的时间内，t时刻圆柱体的转动角速度为（     ） A． B． C． D． 【题型Ⅱ】线速度和角速度的关系 5．如图所示是走时准确的指针式石英挂钟，秒针、分针的长度之比为，则秒针、分针尖端的线速度大小之比为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，某同学将激光笔放置在水平桌面上，激光笔尾端O距离墙面的距离d=0.5  m。首先将射出的光线调整到垂直竖直墙面，然后使激光笔围绕尾端O在水平桌面内以角速度ω=0.5  rad/s顺时针匀速转动，当转过时，墙上光点的速度为（     ） A．1  m/s B．2  m/s C．3  m/s D．4  m/s 【题型Ⅲ】同轴传动问题 7．图为地球的理想示意图，地球环绕过南北极的轴自转，O点为地心，P、Q分别为地球表面上的点，分别位于北纬60°和北纬45°。则P、Q的线速度大小之比为_____，P、Q的转速之比为_______。 8．某个走时准确的时钟，如图所示，秒针上A、B两点的线速度和角速度分别为、和、，则（     ） A． B． C． D． 【题型Ⅳ】皮带传动问题 9．如图所示，一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比________，A、B、C三点线速度之比为________。 10．如图所示的皮带传动装置，大轮的半径是小轮的2倍，、两点分别位于小轮、大轮的边缘，点位于大轮半径的中点。当小轮匀速转动时，皮带与轮之间不打滑。关于、、三点的速率和角速度判断正确的是（     ） A． B． C． D． 11．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在转动过程中，皮带不打滑，则（     ） A．va＝vb，ωa＝ωb B．va＝vc，ωa＝ωc C．va＝2vb，ωa＝2ωb D．va＝vd，ωa＝2ωd 12．某科技馆展出了一套“机械韵律”装置，该装置原理如图所示：两个大小不一的金属转轮通过交叉皮带相连，大轮M的半径为，小轮N的半径为。当人按下启动按钮后，大轮M以大小为的转速顺时针匀速转动，带动小轮N转动。为保证展示效果，装置采用了防滑皮带，确保两轮边缘与皮带之间不打滑。下列说法正确的是（     ） A．小轮N顺时针转动 B．小轮N的转速大小为 C．小轮N转动的角速度大小为 D．小轮N边缘某点的线速度大小为 【题型Ⅴ】齿轮传动问题 13．如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其齿数分别为30、10、50，三个齿轮之间彼此不打滑，A、B、C三点分别为三个齿轮边缘上一点，则当齿轮转动时，A、B、C的线速度大小之比______、角速度大小之比______。 14．元代王祯《农书》记载的“牛转翻车”是我国古代农业灌溉的重要发明。如图甲所示，该装置依靠牛力驱动齿轮组传动，将低处水源输送至高处农田。装置包含大、中、小三组齿轮：大齿轮与中齿轮采用外啮合传动（如图乙），中齿轮与小齿轮固定在同一根转轴上同轴转动。关于齿轮传动规律，下列说法正确的是（　　） A．大齿轮与中齿轮角速度大小相等，边缘线速度大小不同 B．中齿轮与小齿轮角速度不同，边缘线速度大小相等 C．小齿轮的转速比大齿轮更快 D．小齿轮边缘的线速度大于大齿轮边缘的线速度 15．如图所示为特殊机械的变速齿轮组，两齿轮的齿形及齿大小完全相同，齿轮1、齿轮2上各齿到自身转轴的距离沿圆周方向逐渐增大。齿轮1为主动轮，角速度（转速）保持恒定，转动方向如图中标注所示；齿轮2为从动轮。下列说法正确的是（     ） A．齿轮2按照图中标注的方向转动 B．齿轮2上所有齿的线速度大小均保持不变 C．图示状态下，齿轮2的转速正在逐渐增大 D．两齿轮接触位置处的线速度大小不相等 { 综合素质提升练 } 16．（多选）在图中，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（     ） A． B． C． D． 17．（多选）图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时点及碓头B的线速度大小分别为（     ） A． B． C． D． 18．（多选）自行车部分结构如图所示，是大齿轮边缘上一点，是小齿轮边缘上一点，大齿轮和小齿轮由链条连接，是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来，转动脚踏板，使大齿轮和后轮匀速转动，下列说法正确的是（    ） A．、两点的线速度大小相等 B．、两点的线速度大小相等 C．点的周期大于点的周期 D．点的周期小于点的周期 19．（多选）2024年12月5日，“黎族传统纺染织绣技艺”被转入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。图1所示的脚踏纺车是其使用的纺线工具，轮和锭子（可视为一根转轴）通过皮带圈连接，通过脚踩踏杆从而带动锭子转动，结构简图如图2所示。A点为踏杆连接点，B、C为轮和锭子边缘上的点，已知A、B、C转动半径之比为5：10：1，若转动时皮带不打滑，则A、B、C三点的（　　） A．周期之比为10：10：1 B．角速度大小之比为1：1：5 C．线速度大小之比为1：2：2 D．向心加速度大小之比为1：2：20 20．（多选）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，已知重力加速度为，则有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（     ） A．水流在空中运动时间为 B．水流在空中运动时间为 C．稳定后水车角速度接近 D．稳定后水车角速度接近 21．（多选）如图所示，一位同学玩掷骰子游戏。竖直空心圆筒侧壁有两小孔P、Q，小孔Q位于小孔P正下方高度h处。该同学将骰子正对小孔P水平抛入圆筒。当骰子以初速度v0垂直圆筒侧壁瞄准小孔P抛出的同时，圆筒绕经过其中心的竖直轴匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若骰子恰好从小孔Q飞出圆筒，则（　　） A．骰子在圆筒内飞行的时间为 B．圆筒的横截面半径为 C．圆筒转动角速度的最小值为 D．圆筒壁转动的线速度大小可能为 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 参考答案 题号 2 3 4 5 6 8 10 11 12 14 答案 A D B B A C A C D C 题号 15 16 17 18 19 20 21 答案 C BD AC AC ACD AC AD 1． 【详解】[1]运动半周所用的时间为，则周期为4s，根据周期和线速度的关系解得 [2]根据周期与角速度的关系解得 2．A 【详解】小车做匀速圆周运动，由题图可知轨道半径为，运动周期为，根据线速度的定义式 代入、可得 故选A。 3．D 【详解】把角度转化为弧度 则列车的角速度大小 故选D。 4．B 【详解】小球做自由落体运动，t时间内下落高度为 螺旋凹槽一圈的竖直高度为，当小球下落y时，圆柱体转过的角度满足 联立解得 对上式求导，可得角速度 故选B。 5．B 【详解】秒针周期，角速度 分针周期，角速度 针尖线速度，由 故选B。 6．A 【详解】墙上光点沿墙面运动，设光点为，当激光方向与墙面法线夹角为时，有 激光方向转动时，光点速度沿墙面，在垂直方向的分量为 该分量等于激光方向在距离处的扫过速度为，所以 解得==，故A正确。 故选A。 7． 1∶1 【详解】[1][2]P、Q两点同轴转动，则转速和角速度相等，即转速之比为1:1； 根据可知P、Q的线速度大小之比为 8．C 【详解】秒针上A、B两点为同轴转动，则二者的角速度相同，即有 又由于，则由，可知。 故选C。 9． 1:2 2:1:2 【详解】[1]因为皮带不打滑，所以A点与C点的线速度相等，即 即有 所以 [2]由于 所以 A和B具有相同角速度，则 由此可得 10．A 【详解】AC．皮带与轮之间不打滑，大轮、小轮边缘处的线速度大小相等，则有；根据，由于，则有，故A正确，C错误； BD．、两点同轴转动，角速度相等，即；根据，由于，则有，故BD错误。 故选A。 11．C 【详解】A．皮带不打滑，可知 同一个轮子 而 得,，A错误； B．，B错误； C．由A选项解析可知 而 故，C正确； D．，D错误。 故选 C。 12．D 【详解】A．因大轮M顺时针匀速转动，而两轮交叉通过皮带连接，可知小轮N逆时针转动，A错误； B．两轮边缘的线速度相等，则根据 可得小轮N的转速大小为，B错误； C．小轮N转动的角速度大小为，C错误； D．小轮N边缘某点的线速度大小为，D正确。 故选D。 13． 【详解】[1] 由于三个轮相互不打滑，则甲、乙、丙边缘A、B、C三点的线速度大小之比为 [2] 由题意可知甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 根据，可得甲、乙、丙边缘A、B、C三点的角速度之比为 14．C 【详解】A．大齿轮与中齿轮同缘转动，可知边缘的线速度大小相等，根据，因大齿轮与中齿轮半径不同，可知角速度大小不相等，A错误； B．中齿轮与小齿轮同轴转动，可知角速度相同，根据可知，中齿轮与小齿轮半径不同，则边缘线速度大小不相等，B错误； C．根据可知，小齿轮的转速与中齿轮相同；大齿轮的角速度比中齿轮小，则大齿轮的转速比中齿轮小，小齿轮的转速比大齿轮更快，C正确； D．大齿轮与中齿轮边缘的线速度大小相等，中齿轮与小齿轮角速度相同，根据可知，中齿轮半径大于小齿轮半径，则中齿轮边缘的线速度大于小齿轮边缘的线速度，可知小齿轮边缘的线速度小于大齿轮边缘的线速度，D错误。 故选C。 15．C 【详解】A．齿轮2按照图中标注的方向的反方向转动，故A错误； B．齿轮2上所有齿的转动半径不等，线速度大小均不相等，故B错误； CD．齿轮1角速度（转速）保持恒定，图示状态下，齿轮1边缘齿的转动半径逐渐增大，齿轮2的边缘的齿的转动半径逐渐减小，由于两齿轮边缘齿的线速度大小相等，由可知齿轮2的转速正在逐渐增大，故C正确，D错误。 故选C。 16．BD 【详解】AB．大、小轮之间靠摩擦传动，接触面上没有相对滑动，则A、B两点的线速度大小相等，即，根据，可得A、B两点的角速度之比为，故A错误，B正确； CD．A、C两点同轴转动，则A、C两点的角速度相等，A、C两点的周期相等，即；根据，可得A、C两点线速度大小之比为，故C错误，D正确。 故选BD。 17．AC 【详解】AB．根据题意分析可知，拨板O1A绕O1以角速度ω匀速转动，拨板上A点的线速度vA=ωL，线速度方向垂直于O1A（圆周运动线速度沿切线方向）。A正确，B错误； CD．拨板上A点垂直碓杆（竖直方向）的分速度等于碓杆上A点的转动线速度。已知O1A与水平方向成30°，vA垂直O1A，根据线速度与角速度之间的关系，因此vA在垂直碓杆方向的分量为 同一杆上角速度相同，线速度与转动半径成正比，由题OB=4OA 可得 ，故C正确，D错误； 故选AC。 18．AC 【详解】A．大齿轮和小齿轮由链条连接，不打滑时，边缘线速度大小相等，即，故A正确； D．小齿轮和后轮同轴转动，因此角速度相等，根据，角速度相等则周期相等，故D错误； B．因，根据，且后轮半径（小齿轮半径） 因此，故B错误； C．由，大齿轮半径，根据 可得；又，故 周期，角速度越小周期越大，因此，故C正确。 故选 AC。 19．ACD 【详解】ABC．由题可知 A、B两点同轴转动，相对位置始终不变，则角速度和周期相等，即 即 由 可得 B、C两点皮带传动，则线速度大小相等，即 由 可得 则 由 可得 综上分析可知，，，AC正确，B错误； D．向心加速度 结合， 代入数据得，D正确。 故选ACD。 20．AC 【详解】AB．设经时间，水流垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，水流在空中做平抛运动，根据几何关系有 在竖直方向上有 联立解得水流在空中运动时间为，故A正确，B错误； CD．设水流垂直落在与水平面成角的水轮叶面上的速度为，则有 稳定后水车做匀速圆周运动，则有 解得稳定后水车角速度接近，故C正确，D错误。 故选AC。 21．AD 【详解】AB．骰子做平抛运动，在竖直方向上 解得骰子在圆筒内飞行的时间 水平方向骰子做匀速运动，有 圆筒的横截面半径为，故A正确，B错误； CD．骰子恰好从小孔Q飞出圆筒，则 可得圆筒转动角速度为 时，可得角速度的最小值为 根据可得圆筒壁转动的线速度 当时线速度大小为，故C错误，D正确。 故选AD。 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 $