《高中新教材知识讲学》专题04 圆周运动中的运动学（核心素养练习）

一、单选题

1. 难度：简单

关于向心加速度，以下说法正确的是(　　)

A.它描述了角速度变化的快慢

B.它描述了线速度大小变化的快慢

C.它描述了线速度方向变化的快慢

D.公式只适用于匀速圆周运动

二、多选题

2. 难度：简单

如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 (　　)．

A.A物体运动的线速度大小不变

B.A物体运动的角速度大小不变

C.B物体运动的角速度大小不变

D.B物体运动的线速度大小不变

三、单选题

3. 难度：中等

如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为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．若传动过程中皮带不打滑，则：（     ）

①a点和b点的线速度大小相等 

②a点和b点的角速度大小相等                                       

③a点和c点的线速度大小相等                                        

④a点和d点的向心加速度大小相等

A.①③ B.②③ C.③④ D.②④

4. 难度：简单

如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α．一小球在圆轨道左侧的A点以速度v₀平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道．已知重力加速度为g，则AB之间的水平距离为（ ）

A. B. C. D.

5. 难度：中等

如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的最小速率υ₀ 为

A. B. C. D.

6. 难度：简单

做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a₁和a₂，且a₁>a₂，下列判断正确的是(　　)

A.甲的线速度大于乙的线速度

B.甲的角速度比乙的角速度小

C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小

D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快

7. 难度：中等

一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为a_n，那么（　　）

A.角速度ω=

B.时间t内通过的路程为s=t

C.周期T=

D.小球的时间t内通过的位移s=t

8. 难度：中等

如图所示，一轻杆一端固定在O点，杆的中点固定一小球，小球绕O点在竖直平面内以速率v做匀速圆周运动，在转过的圆心角为的时间内杆的端点通过的弧长为s，下列说法正确的是（　　）

A.杆长为

B.小球转动的角速度大小为

C.小球转动的周期为

D.小球的向心加速度为

9. 难度：简单

图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）

A.a、b和c三点的线速度大小相等

B.a、b和c三点的角速度相等

C.a、b的角速度比c的大

D.c的线速度比a、b的大

10. 难度：中等

如图所示，O、O₁为两个皮带轮，O轮的半径为r，O₁轮的半径为R，且R>r，M点为O轮边缘上的一点，N点为O₁轮上的任意一点，当皮带轮转动时（转动过程中不打滑），则（    ）

A.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度

B.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度

C.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度

D.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度

11. 难度：简单

如图所示，大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍．A、B分别为大、小轮靠摩擦传动做匀速转动的大小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点．则(　　)

A. 两轮转动的角速度相等

B. 大轮转动的角速度是小轮的2倍

C. 质点加速度a_A＝2a_B

D. 质点加速度a_B＝4a_C

12. 难度：困难

小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，当地重力加速度的大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为（    ）

A. B. C. D.

四、多选题

13. 难度：简单

如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v₀垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（　　）

A.飞镖击中P点所需的时间为

B.圆盘的半径可能为

C.圆盘转动角速度的最小值为

D.P点随圆盘转动的线速度可能为

14. 难度：简单

半径为r=2m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，则圆盘转动的角速度大小可能是（　　）

A. B. C. D.

五、解答题

15. 难度：中等

下图是一种高速喷射流测速器，金属环的半径为R，以角速度ω旋转，当狭缝P经过喷射口时，粒子就进入圆环，如果环不转动，粒子应沿直径打在A点，由于环高速转动，因此粒子将落到点。与OA间夹角为，则喷射流的速度为多少？（重力和空气阻力不计）

16. 难度：中等

如图所示，一个水平放置的圆桶线轴匀速转动，转动角速度ω=2.5πrad/s，桶壁上P处有一圆孔，桶壁很薄，桶的半径R=2m，当圆孔运动到桶的上方时，在圆孔的正上方h=3.2m处有一个小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞？（不考虑空气阻力，g=10m/s²）

17. 难度：中等

如图，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=1kg的小车（可视为质点），在F=4N的水平恒力作用下，从O′左侧x₀=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与x轴重合。规定经过O点水平向右为x轴正方向。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²。

(1)若小球刚好落到A点，求小车运动到O′点的速度；

(2)为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？

(3)为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围。

18. 难度：困难

如图所示，一根长为L的均匀细杆可以绕通过其一端O的水平轴在竖直平面内转动。杆开始时在外力作用下保持水平静止，杆上距O点为a处有一小物体静止于杆上。此杆突然在外力作用下以匀角速度顺时针转动，结果经一段时间后小物体刚好与杆的A端相碰，设小物体在空气中运动时没有翻转。试计算杆转动的角速度应取何值？

19. 难度：中等

如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，规定经过O点且水平向右为x轴正方向。在圆心O点正上方距盘面高为h处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开始容器沿水平轨道向x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则

(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？

(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度ω应为多大？

(3)当圆盘的角速度为时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为s，求容器的加速度a。