高考物理100考法最新模拟精选专题01同轴转动和皮带齿轮传动问题圆周运动.docx

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高考物理100考法最新模拟精选专题01同轴转动和皮带齿轮传动问题圆周运动

2019高考物理100考法最新模拟题精选训练

第一部分选择题

第3题（C）圆周运动

考法1　同轴转动和皮带（齿轮）传动问题

1．（2017河南十校阶段性测试）如图甲所示，同轴转动的三个纸质柱状圆筒，其半径之比为r1：

r2：

r3＝1：

2：

3，三圆筒绕同一中心轴线按图示方向转动，现标记在一条水平直线上的四个点O、A、B、C如图乙所示，同时从圆心O处指向A、B、C沿直线射出一颗子弹，子弹若做匀速直线运动，不考虑重力作用，击穿三纸筒的位置分别标

记为

、

、

，现

、

、

的弧长之比为1∶3∶9，则三个圆筒转动角速度ω1∶ω2∶ω3为

A．1∶3∶9

B．1∶1∶1

C．1∶3∶27

D．4∶3∶4

【参考答案】D

【名师解析】设子弹从O到A的时间为t，则有击穿三纸筒的时间之比为1∶2∶3.。

又

、

、

的弧长之比为1∶3∶9，由s=ωrt可知圆筒转动角速度ω1∶ω2∶ω3=4∶3∶4，选项D正确。

2..某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮，如图所示。

飞轮和链轮的齿数见下表,后轮的直径d=660mm．某人骑该车行进的速度v=4m/s时，脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小为（　　）

A．1.9rad/sB．3.8rad/s

C．6.5rad/sD．7.1rad/s

【参考答案】B

3.（2016·上海）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

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

（B）转速逐渐减小，平均速率为

（C）转速逐渐增大，平均速率为

（D）转速逐渐增大，平均速率为

【参考答案】B

【名师解析】若某段时间

内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，光被挡住的时间间隔越来越大，说明转速逐渐减小。

△t时间内凸轮圆盘转动4圈，风轮叶片转动4n圈，路程为s=4n×2πr=8nπr。

平均速率为v=s/△t=

，选项B正确。

4.（2008·宁夏）题10-6图示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2．已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是（）

A．从动轮做顺时针转动

B．从动轮做逆时针转动

C．从动轮的转速为

n

D．从动轮的转速为

n

【参考答案】.BC

5.（2014·上海）如题10-7图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈。

在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿（）

（A）顺时针旋转31圈

（B）逆时针旋转31圈

（C）顺时针旋转1圈

（D）逆时针旋转1圈

【参考答案】.D

【名师解析】根据题述在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射每秒沿顺时针方向旋转30圈的圆盘，在每次闪光时，白点落后1/31圆周，也就是说，闪光31次，圆盘刚好沿顺时针方向旋转30圈。

所以观察到白点每秒沿逆时针旋转1圈，选项D正确。

6.（2015·西安联考）如题10-8图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上三个点，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

【参考答案】B

7．（2016·江苏苏北四市高三联考）小明骑自行车沿平直公路匀速行驶，如图所示，图中箭头为自行车前轮边缘上过A、B点的切线方向。

下列说法正确的是（　　）

A．研究前轮转动时，可将轮子视为质点

B．以地面为参考系，A、B两点的速度沿图示方向

C．A、B两点的向心加速度大小相等

D．前轮受地面的摩擦力向后，后轮受地面的摩擦力向前

【参考答案】．CD　

【名师解析】研究前轮转动时，不能将轮子看成质点，否则其转动情况无法分辨，A项错误；以地面为参考系，A点的速度是A绕转轴向下的速度和随车向前的速度的合速度，则A的速度斜向前下方，B项错误；A、B共轴转动，角速度相等，由a＝ω2r知，A、B两点的向心加速度大小相等，C项正确；人骑着自行车向前匀速行使时，后轮相当于主动轮，后轮与地面接触点地面的运动趋势方向向后，则地面对后轮的静摩擦力方向向前，前轮相当于从动轮，前轮与地面接触点地面的运动趋势方向向前，则地面对前轮的静摩擦力方向向后，D项正确。

8.（2016·河南开封高三月考）如图所示，轮O1、O3固定在同一轮轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是（　　）

A．A、B、C三点的线速度之比为2∶2∶1

B．A、B、C三点的角速度之比为1∶2∶1

C．A、B、C三点的加速度之比为2∶4∶1

D．A、B、C三点的周期之比为1∶2∶1

【参考答案】．ABC　

【名师解析】A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、C共轴转动，角速度相等，根据v＝rω，则vA∶vC＝r1∶r3＝2∶1，所以A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC＝2∶2∶1，故A正确；A、C共轴转动，角速度相等，A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据v＝rω，ωA∶ωB＝r2∶r1＝1∶2，所以A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶1，故B正确；根据an＝vω，可知，A、B、C三点的加速度之比为2∶4∶1，故C正确；由T＝，可知，A、B、C三点的周期之比为2∶1∶2，D错误。

9．如图所示是磁带录音机的磁带盒的示电图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r.在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径为R，且R＝3r.现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮．经测定磁带全部绕到A轮上需要的时间为t.则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间（　　）

A.B.t

C.tD.t

【参考答案】．B　

10.（2016·安徽江淮十校联考）如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的2倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（　　）

A.A点和B点的线速度大小之比为1∶2

B.前轮和后轮的角速度之比为2∶1

C.两轮转动的周期相等

D.A点和B点的向心加速度大小相等

【参考答案】B　

11.电风扇的扇叶的重心如果不在转轴上，转动时会使风扇抖动，并加快转轴磨损。

调整时，可在扇叶的一区域通过固定小金属块的办法改变其重心位置。

如图所示，A、B是两调整重心的金属块（可视为质点），其质量相等，它们到转轴O的距离rA＜rB。

扇叶转动后，它们的（　　）

A.向心加速度相等B.线速度大小相等

C.向心力FA＜FBD.角速度ωA＜ωB

【参考答案】．C　

【名师解析】　因为两调整重心的金属块A、B固定在风扇上，因此两者绕轴O一起转动，具有相同的角速度，故D错误；根据向心加速度公式a＝ω2r，得aA＜aB，由线速度与角速度的关系v＝ωr，得vA＜vB，由向心力公式F＝mω2r，得FA＜FB，故C正确，A、B错误。

12.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的向心力大小之比为（　　）

A.1∶4　　　B.2∶3　　　

C.4∶9　　　D.9∶16

【参考答案】．C　

【名师解析】

　m1∶m2＝1∶2，r1∶r2＝1∶2，ω1∶ω2＝θ1∶θ2＝4∶3，向心力F＝mω2r，故F1∶F2＝4∶9，故C正确。

13.光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式，在读取内环数据时，以恒定角速度方式读取，而在读取外环数据时，以恒定线速度的方式读取。

如图所示，设内环内边缘的半径为R1，内环外边缘半径为R2，外环外边缘半径为R3。

A、B、C分别为各边缘线上的点。

则读取内环上A点时的向心加速度大小和读取外环上C点时的向心加速度大小之比为（　　）

A.　　　　B.　　　　

C.　　　D.

【参考答案】．D　

14.（2016·山东潍坊期中）如图所示为用绞车拖物块的示意图。

拴接物块的细绳被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。

已知轮轴的半径R＝0.5m，细绳始终保持水平，被拖动物块的质量m＝1kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，轮轴的角速度随时间变化的关系是ω＝2t（rad/s），g＝10m/s2。

以下判断正确的是（　　）

A.物块做匀速运动

B.物块做匀加速直线运动，加速度大小是1m/s2

C.细绳对物块的拉力是5N

D.细绳对物块的拉力是6N

【参考答案】．BD　

【名师解析】　物块的速度等于圆盘边缘转动的线速度，v＝ωR＝t（m/s），由v＝at知物块的加速度为1m/s2，即物块做a＝1m/s2的匀加速直线运动，故B正确；对物块受力分析，由牛顿第二定律可知FT－Ff＝ma，Ff＝μmg，解得FT＝6N，故D正确。

15．（2016安徽皖江联考）摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如右图历示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O'分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r甲：

r乙=3：

1，且在正常工作时两轮盘不打滑。

今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O'的间距RA=2RB。

若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是

A.滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为

B．滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为aA：

aB=2：

9

C．转速增加后滑块B先发生滑动

D．转速增加后两滑块一起发生滑动

【参考答案】．ABC　

【名师解析】假设轮盘乙的半径为r，由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有

，则可求

，所以滑块相对轮盘滑动前，A，B的角速度之比为1:

3，A正确；滑块相对盘开始滑动前，根据

得A，B的向心加速度之比为

，B正确；据题意可得物块的最大静摩擦力分别为

，

，最大静摩擦力之比为

；转动中所受的静摩擦力之比为

，综上分析可得滑块B先达到最大静摩擦力，先开始滑动，C正确、D错误。