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

**基本信息** 本练习通过“基础巩固+能力提升”分层设计，以匀速圆周运动为核心，从概念辨析到综合应用，构建物理观念与科学思维的递进式巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固练|匀速圆周运动基本概念（位移、速率、角速度）、传动装置（皮带、齿轮）、地球自转模型|以概念辨析题（如第1题位移与路程区别）和简单公式应用题（如第7题皮带传动线速度关系）为主，强化运动观念| |能力提升练|复合运动（摆臂与座舱转动）、相对速度、临界问题（扇叶不动角速度）、综合传动系统|通过情境化问题（如第9题大摆锤运动）和模型建构题（如第15题闪光灯下扇叶临界转速），培养科学推理与模型建构能力|

6.1 圆周运动 分层练习 【基础巩固练】 1．圆周运动是生活中常见的一种运动，如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一起做匀速圆周运动。关于匀速圆周运动，下列说法不正确的是（　　） A．在相等的时间内，小物块的位移相同 B．匀速圆周运动是角速度不变的运动 C．匀速圆周运动的匀速是指速率不变 D．匀速圆周运动一定是变速运动 2．如图所示，地球可以看作一个球体，O点为地球的球心。A、B是地球上的两个物体，随地球自转做匀速圆周运动。设的周期分别为线速度分别为则（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，某同学用圆规匀速画了一个的圆，用时，并测得这个圆弧的半径为，关于该同学画圆，下列说法错误的是（　　） A．笔尖运动的角速度为 B．笔尖运动的线速度大小为 C．笔尖运动的周期为2 s D．笔尖做匀变速运动 4．如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（     ） A．时针的角速度最大 B．秒针的角速度最小 C．分针尖端的线速度小于时针尖端的线速度 D．时针、分针、秒针的转动周期不相等 5．地球绕地轴自转示意如图所示，地球上两点A、B的纬度分别是和，这两点的线速度之比为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，某娱乐设施由一个大转盘底座和其上的五个小转盘构成，每个小转盘上有四个座位，大、小转盘绕各自中心轴转动的角速度分别为和，则坐在A位置的小水同学再次回到同一位置的时间至少为（　　） A．2s B．4s C．8s D．16s 7．如图是一皮带传动装置的示意图，A、B分别是大、小轮边缘上的点。设皮带匀速传动时A、B的线速度大小分别为vA、vB，角速度大小分别为。若皮带不打滑，则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径R1=8cm，飞轮的半径R2=4cm，后轮的半径R3=32cm，A、B、C（图中未画出）分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。则在自行车匀速前进的过程中下列说法正确的是（　　） A．飞轮和后轮的周期之比为1：2 B．链轮和飞轮的角速度大小之比为2：1 C．A、B、C三点的线速度大小之比为1：1：16 D．A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：16 【能力提升练】 9．游乐场中，大摆锤摆臂的上端悬挂于横梁上，下端O连接圆形座舱，座舱平面与摆臂垂直。通过电机与齿轮等驱动，摆臂在某竖直平面内向下摆动过程中，座舱按图示方向绕O匀速转动，此时座舱直径ab与摆臂所在的竖直平面垂直，则（    ） A．O点做圆周运动 B．a点做圆周运动 C．此时a点的速度一定大于b点的速度 D．此时a点的速度一定大于O点的速度 10．图示为一种叫太极推手器的健身器材，其主要结构为两个位于同一平面内的相同圆盘。小明在使用它健身时，双手使两圆盘沿相反方向匀速转动，角速度大小均为，圆盘半径为。时，两盘边缘上的M、N两点相距最近（如图），此后在圆盘运动一个周期的时间内，M、N两点的相对速度的大小随时间变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，水平面上固定一半球形的玻璃器皿，器皿的轴呈竖直状态，在距离轴心不同距离的位置，有两个质量相同的光滑小球、在器皿内壁的水平面内做匀速圆周运动。则关于各个物理量的关系，下列说法正确的是（　　） A．球做匀速圆周运动的线速度较小 B．球做匀速圆周运动的加速度较小 C．球做匀速圆周运动的角速度较小 D．球做匀速圆周运动的周期较小 12．2025年春晚舞台上，一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动，从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动，P、Q是手帕上两点，且，下列说法正确的是（     ） A．若机械臂的转速增大，手帕转动的角速度也增大 B．若机械臂突然停止转动，手帕仍保持匀速圆周运动 C．P、Q两点的周期之比为2∶1 D．P、Q两点的线速度大小之比为1∶2 13．如图甲所示，生活中我们常看见在时钟表盘出现分针和时针相遇的情景，其中的物理关系可以简化成图乙模型，有A、B两质点绕同一点O做匀速圆周运动，运动方向相同。已知A的周期为，B的周期为，且，若设A、B运动到图示位置为第一次相遇，则两质点下一次相遇所用的时间为（　　） A． B． C． D． 14．地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸，它是由相同长度的转动杆和横杆组成，、为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆始终保持水平，转动杆绕点匀速转动中，则（    ） A．、两点线速度始终相同 B．、两点相对点运动的角速度始终相同 C．、两点相对点运动的角速度点的大于B点 D．点的线速度不变 15．如图所示，夜晚时电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次，风扇转轴O上装有3个相同的扇叶，它们互成角。当风扇匀速转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转动的角速度可能为（　　） A． B． C． D． 16．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为 ，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4:1 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D D C B D A D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D A D A A B 1．A 【详解】A．小物块做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向时刻改变，在相等的时间内，小物块通过的路程一定相等，但位移不一定相同，A说法错误，符合题意； BC．匀速圆周运动的线速度大小不变，即速率不变，角速度恒定不变，故BC说法正确，不符合题意； D．匀速圆周运动的线速度方向时刻在变化，即速度时刻在变化，一定是变速运动，故D说法正确，不符合题意。 故选A。 2．A 【详解】地球上的物体随地球自转，周期都等于地球自转周期，则 由图可知，根据 可得。 故选A。 3．D 【详解】A．由题意，笔尖的角速度大小，A正确； B．笔尖的线速度大小，B正确； C．笔尖运动的周期，C正确； D．笔尖做圆周运动，加速度的方向不断变化，故做的不是匀变速运动， D错误。 本题选择错误的，故选D。 4．D 【详解】AB．相同时间内秒针转过的角度最大，所以秒针的角速度最大，故A错误，B错误； C．分针的角速度大于时针的角速度，又因为分针的长度大于时针，所以分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故C错误； D．周期为转动一周的时间，可知时针、分针、秒针的转动周期不相等，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】地球上两点A、B一起绕地轴做匀速圆周运动，A、B两点的角速度相等。设地球半径为R，A点做匀速圆周运动的半径 B点做匀速圆周运动的半径 根据，可得，故选D。 6．C 【详解】由公式可知，大小圆盘绕各自中心转动的周期分别为， 要让小水同学再次回到相同位置，运动时间需要满足且， 则为8的倍数，当时，最小是8s。 故选C。 7．B 【详解】AB．因为AB两点同缘转动，则线速度相等，即，故A错误，B正确； CD．因为 根据 可知，故CD错误。 故选B。 8．D 【详解】A．飞轮与后轮同轴转动，角速度相等即 根据 所以，故A错误； B．因为链轮与飞轮通过链条传动，线速度相等，有，根据 可得，故B错误； C．链轮与飞轮通过链条传动，线速度相等 又有，则有，故C错误； D．根据 则有，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】A．O点到横梁的距离为摆臂的长度保持不变，则O点的轨迹为圆周运动，故A正确； B．O点的轨迹为圆周运动，a点相对于O点转动，则a点的实际轨迹为复杂的曲线运动，不是圆周运动，故B错误； C D．设座舱边缘绕O匀速转动的线速度大小为，则a点的速度大小为，b点的速度大小为，则此时a点的速度一定小于b点的速度，a点的速度一定小于O点的速度，故C错误，D错误。 故选A。 10．D 【详解】根据已知条件可知，以及时，M、N两点的速度方向相同，大小相等，则 以及时，M、N两点的速度方向相反，大小相等，都为，则 由于两圆盘沿相反方向匀速旋转，则图形应符合正弦波的图像，故ABC错误，D正确。 故选D。 11．D 【详解】小球在半球形容器内做匀速圆周运动，圆心在水平面内，受到自身重力和内壁的弹力，合力方向指向转轴。 受力如图所示 设球体半径为，则圆周运动的半径为 根据牛顿第二定律有 解得 小球的弹力和竖直方向夹角大，所以球做匀速圆周运动的线速度、加速度和角速度都较大，周期较小，故选D。 12．A 【详解】A．根据角速度与转速的关系公式可知，若机械臂的转速 n增大，手帕转动的角速度 ω也增大，故A正确； B．若机械臂突然停止转动，手帕不再受到指向圆心的驱动力（向心力来源改变），且受重力作用，手帕将做抛体运动，不可能保持匀速圆周运动，故B错误； C．手帕上 、 两点属于同轴转动，角速度相等，根据周期公式可知，两点的周期相等，即周期之比为 ，故C错误； D．手帕上 、 两点属于同轴转动，角速度相等，根据线速度公式 及已知条件，可得P、Q两点的线速度大小之比为2∶1，故D错误。 故选A。 13．D 【详解】由题设情景分析可知，A、B下一次相遇的条件为 即 解得 ABC错误；D正确。 故选D。 14．A 【详解】A．横杆BC始终保持水平，则BC杆上各点相对静止，所以C点的速度始终与B点相同，故A正确； BC．转动杆AB绕A点匀速转动中，B、C两点到A点的连线在相同时间内转过的角度不相等，B点的角速度大，故BC错误； D．由于B点做匀速圆周运动，线速度大小不变，但方向时刻改变，又因C点的速度始终与B点相同，所以C点的速度方向也时刻改变，故D错误。 故选A。 15．A 【详解】因为电扇叶片有三个，相互夹角为，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶转过的角度应为的整数倍，则有（，，） 闪光灯每秒闪光30次，则转动的角速度为（，，） 当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得。 故选A。 16．B 【详解】A．小齿轮和后轮共轴，角速度相等，故A错误； B．大齿轮和小齿轮通过皮带传动，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．大齿轮和小齿轮通过同皮带传动，线速度相等，所以线速度大小之比为1:1，故D错误。 故选B。 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 $