高中物理人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动 练习

人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动（共20题）一、选择题（共12题）匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、半径R之间的关系，正确的是 A．ω=vR B．ω=2πT C．v=ωR如图所示，一个小球绕圆心O做匀速圆周运动，已知圆周半径为r，该小球运动的角速度大小为ω,则它运动线速度的大小为 A．ωr B．ωr C．ω2r D．在如图所示的传动装置中，内轮a和外轮b的转轴分别过各自圆心O、Oʹ且垂直纸面。轮a通过摩擦带动轮b做无相对滑动的转动，则两轮 A．转动方向相同，周期相等 B．转动方向相反，周期相等 C．转动方向相同，周期不等 D．转动方向相反，周期不等机械手表中的分针与秒针可视为匀速转动，分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为 A．1 min B．5960 min C．6059 如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点，如果皮带不打滑，则下列判断错误的是 A．A与B、C与D处于相对静止状态 B．B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相同 C．D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运动方向相同 D．主动轮受的摩擦力是阻力，从动轮受的摩擦力是动力风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片 A．转速逐渐减小，平均速率为4πnrΔt B．转速逐渐减小，平均速率为 C．转速逐渐增大，平均速率为4πnrΔt D．转速逐渐增大，平均速率为如图所示，两个半径不同的轮子摩擦传动不打滑，则具有相同角速度的两点是 A．A和B B．C和B C．A和D D．A和C在某变速箱中有甲、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 A．r1ω1r3 B．r3ω1r C地球绕太阳转动和月亮绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。地球绕太阳每秒运动29.79 km，一年转一圈；月球绕地球每秒运动1.02 km，28天转一圈。设地球的线速度为v1，角速度为ω1；月球的线速度为v2 A．v1>v2，ω1>ω2 C．v1<v2，ω1>ω2以下说法中正确的是 A．轨迹是圆的质点运动叫做匀速圆周运动 B．质点做匀速圆周运动时速度不变 C．质点做匀速圆周运动时，在任何时间内质点的位移与时间的比值是恒量 D．质点做匀速圆周运动时，在任何时间内质点和圆心的连线转过的弧度与所用的时间的比值是恒量关于角速度和线速度，下列说法正确的是 A．半径一定时，角速度与线速度成正比 B．半径一定时，角速度与线速度成反比 C．线速度一定时，角速度与半径成正比 D．角速度一定时，线速度与半径成反比甲、乙两人同时同地同向开始做圆周运动，圆的半径为R。已知甲的速率大于乙的速率，则甲、乙两人下次相遇时 A．乙通过的路程比甲多2πR B C．乙转过的角度比甲多360∘ D．甲转过的角度比乙多2π二、填空题（共5题）判断下列说法的正误。做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。判断下列说法的正误。做匀速圆周运动的物体，其所受合外力为零。使物体向逆时针方向转动的力矩我们规定为，使物体顺时针方向转动的力矩为。半径为10 cm的转轮，每秒转5圈，则该转轮的周期T为s。在转轮的边沿处某点A的角速度为rad/s，线速度为m/s直径为40 m的旋转餐厅缓慢转动一周需要100 min，则离窗边2 m的顾客的角速度为rad/s,，线速度为三、解答题（共3题）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线.图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δ(1)利用图(b)中的数据求1 (2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度如图所示，一端固定的轻绳拉着一个质量为0.2千克的小球，小球在光滑水平桌面上做半径为60 cm的匀速圆周运动，每0.2秒转过30(1)小球的周期。(2)轻绳对小球的拉力大小。(3)小球从任一位置开始，1.2 s利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。(1)如图1，将一半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中能够自由移动的电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是在c、f间产生霍尔电压UH已知半导体薄片的厚度为d，自由电荷的电荷量为q，求薄片内单位体积中的自由电荷数n。(2)利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图2所示，将两块完全相同的磁体同极相对放置，在两磁体间的缝隙中放入图1所示的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压UH为0，将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着x若该霍尔元件是电子导电的，在霍尔元件中仍通以由a向b的电流，那么如何由输出的霍尔电压判断霍尔元件由中间位置沿着x轴向哪个方向移动？请分析说明。(3)自行车测速码表的主要工作传感器也是霍尔传感器。如图3，霍尔元件固定在自行车前叉一侧，一块强磁铁固定在一根辐条上。当强磁铁经过霍尔元件时，使其产生电压脉冲。已知自行车在平直公路上匀速行驶，车轮与地面间无滑动，车轮边缘到车轴的距离为r。i若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，求自行车行驶的速度大小v。ii图4中的两幅图哪个可以大致反映自行车正常行驶过程中车轮边缘一点相对地面的运动轨迹？请说明理由。

答案一、选择题（共12题）1.【答案】C【解析】线速度的定义式为v=st=2πRT，而角速度为ω=2.【答案】B【解析】小球的半径r和角速度ω为已知，小球的线速度大小为：v=ωr。那么，B正确，3.【答案】C【解析】轮a通过摩擦带动轮b做无相对滑动的转动，则两轮转动线速度v相同，转动方向相同，由v=rω=r⋅2πT可知，转动半径r4.【答案】C5.【答案】C6.【答案】B【解析】根据题意，从图（b）可以看出，在Δt时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在Δt时间内可以从图看出有4次挡光，即圆盘转动4周，则风轮叶片转动了4n周，风轮叶片转过的弧长为l=4n×2πr7.【答案】D【解析】点A与点B是同缘传动，线速度相等；但它们的转动半径不等，根据公式v=点A与点C是同轴传动，角速度相等；点B与点D是同轴传动，角速度相等；故AC的角速度相等，BD的角速度相等，AC与BD的角速度不同。故ABC错误，D正确，故选：D。8.【答案】A9.【答案】B10.【答案】D11.【答案】A【解析】与v=ωr可知，半径一定时，角速度与线速度成正比；线速度一定时，角速度与半径成反比；角速度一定时，线速度与半径成正比；选项A正确，BCD错误；故选12.【答案】D【解析】因为甲的速率大于乙的速率，则两人再次相遇时，甲比乙多走一圈，甲通过的路程比乙多2πR，选项AB甲比乙多走一圈，则甲转过的角度比乙多360∘，即多2π弧度，选项C错误，二、填空题（共5题）13.【答案】×14.【答案】×15.【答案】正力矩；16.【答案】0.2；10π；17.【答案】1.0×10三、解答题（共3题）18.【答案】(1)7.85 rad/s(2)见解析(3)0.67×10【解析】(1)由图线读得，转盘的转动周期T=0.8 角速度ω=(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动（理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动）。(3)设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为ri，第i个脉冲的宽度为Δti，激光器和探测器沿半径的运动速度为Δtr3r2r3由④、⑤、⑥式解得：Δt19.【答案】(1)2.4 s(2)0.82 N(3)2.6 m/【解析】(1)小球转动的角速度为：ω=小球转动的周期为：T=(2)绳子的拉力提供小球的向心力，根据牛顿第二定律，轻绳对小球的拉力大小为：FT(3)小球转动的速度为：v=小球从任一位置开始，1.2 s内转过半了圆周，速度变化的大小为：Δv根据加速度的定义式，1.2 s内的平均加速度大小：a20.【答案】(1)BIU(2)层级1：由输出的霍尔电压可知c、f两侧哪侧电势高，进而可判断霍尔元件沿着x轴向哪个方向移动。层级2：由题意可知，两块磁体的中间位置合磁场的磁感应强度为0，中间位置右侧的区域合磁场的方向向左，中间位置左侧的区域合磁场的方向向右。当霍尔元件处于中间位置右侧，且通有由a向b方向的电流时，根据左手定则可判断，自由电子受洛伦兹力的方向指向f一侧，因此f侧积累负电荷，c侧积累正电荷，c侧电势高；当霍尔元件处于中间位置左侧，情况则刚好相反，f侧电势高。若输出的霍尔电压显示c侧电势高，说明霍尔元件向x轴正方向移动；若f侧电势高，说明霍尔元件向x轴负方向移动。(3)i2πmrii甲图可以反映自行车正常行驶过程中车轮边缘一点相对地面的运动轨迹。参考答案1：在自行车正常行驶时，车轮边缘上的一点同时参与两个运动，一是以速度v和自行车一起向前做直线运动，二是以线速度v绕车轴做圆周运动，因此车轮边缘上一点运动到最高点时相对地面的速度最大，大小为2v，运动到最低点时相对地面的速度最