高考物理模拟题练习 专题4.21 转动和传动（解析版）

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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第四部分  曲线运动专题4.21 转动和传动一．选择题1. （2019陕西渭南质检）如图所示，甲、乙圆盘的半径之比为1：2，两水平圆盘紧靠在一起，乙靠摩擦随甲不打滑转动两圆盘上分别放置质量为和的小物体，，两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同距甲盘圆心r，距乙盘圆心2r，此时它们正随盘做匀速圆周运动下列判断正确的是　　A. 和的线速度之比为1：4 B. 和的向心加速度之比为2：1
C. 随转速慢慢增加，先开始滑动 D. 随转速慢慢增加，先开始滑动【参考答案】BC【名师解析】甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等，有：，则得：：1，所以物块相对盘开始滑动前，与的角速度之比为2：1。
根据公式：，所以：故A错误。
根据得：与的向心加速度之比为：：：1，故B正确。
根据知，先达到临界角速度，可知当转速增加时，先开始滑动。故C正确，D错误。2.（3分）(2019浙江稽阳联谊学校联考模拟)如图所示的三叶指尖陀螺是一个由三向对称体作为主体，在主体中嵌入轴承，整体构成可平面转动的玩具装置。其中O为转轴中心，A、B分是指尖陀螺上不同位置的两点，用v代表线速度大小，ω代表角速度大小，a代表向心加速度大小，T代表周期，则下列说法中正确的是（　　）A．vA＝vB，TA＝TB B．ωA＝ωB，vA＞vB C．vA＞vB，aA＜aB D．ωA＝ωB，aA＝aB【参考答案】B【命题意图】本题以“三叶指尖陀螺”为情景，考查匀速圆周运动及其相关的知识点。【解题思路】以O为转轴转动，图中A到O点的距离大于B到O点的距离，AB两点的角速度相等，ωA=ωB，由T=2π/ω可知TA=TB，由v=ωr可知vA>vB，选项A错误B正确；向心加速度a=ω2r，由于rA>rB，所以aA>aB，选项CD错误。3．(2018·金华市十校期末)计算机中的硬磁盘磁道如图所示，硬磁盘绕磁道的圆心O转动，A、B两点位于不同的磁道上，线速度分别为vA和vB，向心加速度分别为aA和aB，则它们大小关系正确的是(　　)A．vA<vB　aA<aB                                         B．vA>vB　aA<aBC．vA<vB　aA>aB                                         D．vA>vB　aA>aB【参考答案】A【名师解析】硬磁盘绕磁道的圆心O转动，各点角速度相等，线速度v=ωr，向心加速度a=ω2r，由于rA<rB，所以vA<vB，aA<aB，选项A正确。4.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的(　　)A.线速度大小之比为3∶2∶2                   B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2                          D.向心加速度大小之比为9∶6∶4【参考答案】D【名师解析】A、B轮摩擦传动无滑动，故va＝vb，ωaRA＝ωbRB，ωa∶ωb＝3∶2；B、C同轴，故ωb＝ωc，＝，vb∶vc＝3∶2，因此va∶vb∶vc＝3∶3∶2，ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，故选项A、B错误；转速之比等于角速度之比，故选项C错误；由a＝ωv得aa∶ab∶ac＝9∶6∶4，选项D正确。5．(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。6.(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∶1C．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。7．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.t        D.t【参考答案】B　【名师解析】因为A轮角速度一定，A轮磁带外缘半径随时间均匀增加，线速度v＝ωr，故线速度大小随时间t均匀增加，可将磁带的运动等效为匀变速直线运动模型处理．整个过程中，设A轮外缘初速度为v，则末速度为3v，运动时间为t，加速度为a，位移即磁带总长度为x，由匀变速直线运动规律：(3v)2－v2＝2ax,3v＝v＋at，当磁带有一半绕到A轮上时，两轮半径相等、两轮角速度相同，此时，v′2－v2＝ax，v′＝v＋at′，解得：v′＝v，t′＝t，B项正确．8.(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∶1C.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　【名师解析】轮A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的点，所以vA＝vB，故A错误；根据v＝ωr和vA＝vB，可知A、B两点的角速度之比为2∶1，故B正确；据ω＝得两轮的转动周期之比为1∶2，故C错误；由a＝可知，线速度一定时，向心加速度与半径成反比，则A点与B点的向心加速度不等，故D错误。9.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＜FB   D.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。10.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。11.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　【名师解析】内环外边缘和外环内边缘为同一圆。A与B角速度相等，向心加速度之比为＝。B与C线速度相等，向心加速度之比为＝；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＝，选项D正确。12.如图所示为齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则(　　)A．ω1<ω2，v1＝v2                                          B．ω1>ω2，v1＝v2C．ω1＝ω2，v1>v2                                         D．ω1＝ω2，v1<v2【参考答案】A【名师解析】由题意可知两齿轮边缘处的线速度大小相等，v1＝v2，根据v＝ωr可知ω1<ω2，选项A正确．13.(2017·浙江台州模拟)汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如同乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中(　　)A.A点相对O′点做圆周运动B.A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等C.A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等D.A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等【参考答案】C【名师解析】在合上后备箱盖的过程中，O′A的长度是变化的，因此A点相对O′点不是做圆周运动，选项A错误；在合上后备箱盖的过程中，A点与B点都是绕O点做圆周运动，相同的时间绕O点转过的角度相同，即A点与B点相对O点的角速度相等，但是OB大于OA，根据v＝rω，所以B点相对于O点转动的线速度大，故选项B错误，C正确；根据向心加速度公式a＝rω2可知，B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的向心加速度，故选项D错误。14．（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。15．无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器．如图所示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的静摩擦力带动．当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时，从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加．当滚轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置上时，则主动轮转速n1，从动轮转速n2之间的关系是（　　）A．n2＝n1          B．n2＝n1   C．n2＝n1     D．n2＝n1【参考答案】B　【名师解析】角速度ω＝2πn，则主动轮的线速度，从动轮的线速度．因为主动轮和从动轮的线速度相等，则πD1n1＝πD2n2，所以．故B正确，A、C、D错误。