贵阳二中16的高中物理组卷4.doc

贵阳二中16的高中物理组卷3

一．填空题（共19小题）
1．如图所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于　 　．A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于　 　．

2．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为RA：RB=　 　 vA：vB=　 　．
3．在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，若皮带不打滑，则线速度之比VA：VB=　 　，角速度之比ωA：ωB=　 　．

4．线速度是物体通过的弧长△s与所用时间△t的比值，公式 v=　 　=　 　=　 　（分别用r、T、f、n表示），角速度是物体与圆心的连线在△t时间内转过的角度△θ的比值，公式ω=　 　=　 　=　 　（分别用r、T、f、n表示）由v和ω的表达式可以得出v和ω的关系式是　 　．
5．物体做匀速圆周运动时，已知线速度为v，角速度为ω，半径为r，周期为T，向心加速度为a．线速度与角速度满足的关系式　 　，角速度与周期满足的关系式　 　，请按照如下要求写出向心加速度a的表达式：
1、用v、r、ω组合，写出三个表达式　 　，　 　，　 　．
2、用周期T和半径r表示　 　．
6．A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3而转过的角度之比φA：φB=3：2，则它们的周期之比TA：TB=　 　；线速度之比vA：vB=　 　．
7．电扇的风叶的长度为1200mm，转速为180r/min，则它的转动周期是　 　s，角速度是　 　rad/s，叶片端点处的线速度是　 　m/s．
8．钟表的时针，分针的运动可看做匀速圆周运动，它们在转动时由转动轴到针尖的长度之比是1：1.2，则它们的周期之比　 　，角速度之比为　 　．线速度之比为　 　．
9．某质点做匀速圆周运动时，不发生变化的物理量是　 　，变化的是　 　
①周期 ②线速度 ③线速度大小 ④角速度 ⑤动能 ⑥向心加速度 ⑦向心力
用皮带相连的两个轮子转动的　 　相等，同一转盘上的两个质点　 　相等．
10．如图所示，甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3．若甲齿轮的角速度为ω1，则丙齿轮的角速度为　 　．

11．以半径r做匀速圆周运动的物体，
角速度w与周期T的关系是：　 　；
线速度V与周期T的关系是：　 　；
线速度V与角速度W的关系是：　 　；
周期T与频率f的关系是：　 　．
12．如图所示为摩擦传动装置，B轮转动时带动A轮跟着转动，已知转动过程中轮缘间无打滑现象A、B两轮转动的方向　 　（填相同或相反），A、B转动的角速度之比为　 　．

13．地球表面赤道上的人和北纬45°处的人，随地球自转的角速度之比　 　，线速度之比　 　．
14．如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则a、b、c三点的线速度大小之比为　 　；a、b、c三点的角速度大小之比为　 　；a、b、c三点的向心加速度大小之比为　 　．

15．如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，B、C为从动轮，A的半径为20cm，B的半径为10cm，C的半径为15cm，则A、B两轮边缘上的点的线速度大小之比vA：vB=　 　，角速度之比ωA：ωB=　 　，向心加速度之比aA：aB=　 　．

16．汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为μ，那么汽车行驶的最大速率为　 　．
17．修建铁路弯道时，为了保证行车的安全，应使弯道的内侧　 　（填“略高于”或“略低于”）弯道的外侧，并根据设计通过的速度确定内外轨高度差．若火车经过弯道时的速度比设计速度小，则火车车轮的轮缘与铁道的　 　（填“内轨”或“外轨”）间有侧向压力．
18．向心力是指做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力，由牛顿第二定律F=ma，可推出向心力的公式（分别用r、T、f、n表示）F=　 　=　 　=　 　．
19．如图所示，质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为50m的弯路时，车速为10m/s．此时汽车转弯所需要的向心力大小为　 　N．若轮胎与路面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且动摩擦因数μ为0.75，请你判断这辆车在这个弯道处会不会发生侧滑　 　（填“会”或“不会”）．

贵阳二中16的高中物理组卷3
参考答案与试题解析

一．填空题（共19小题）
1．（2017•邵阳学业考试）如图所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于　1：1　．A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于　3：1　．

【分析】同缘传动，边缘点线速度相等；根据v=ωr判断角速度的大小之比．
【解答】解：同缘传动，边缘点线速度相等，故两轮边缘的线速度大小之比等于1：1；
根据v=ωr，线速度相等时，角速度与转动半径成反比，故两轮边缘点的加速度之比为3：1；
由于同轴传动角速度相等，故A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于3：1；
故答案为：1：1，3：1．
【点评】本题关键是明确同缘传动，边缘点线速度相等；同轴传动角速度相等；然后结合v=ωr判断即可．

2．（2017春•袁州区校级期中）两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为RA：RB=　1：4　 vA：vB=　2：1　．
【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、周期的表达式进行讨论即可．
【解答】解：根据万有引力提供向心力为：
，
r=，v=
因为TA：TB=1：8
所以：RA：RB=1：4
所以：VA：VB=2：1
故答案为：1：4；2：1
【点评】能根据万有引力提供圆周运动向心力正确得到线速度和周期与轨道半径的关系是解决本题的关键

3．（2017春•东台市校级期中）在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，若皮带不打滑，则线速度之比VA：VB=　1：1　，角速度之比ωA：ωB=　3：1　．

【分析】皮带不打滑，A和B两点线速度大小相等，由公式v=ωr，角速度与半径成反比，求出ωA：ωB，
【解答】解：对于A、B两点，皮带不打滑，A和B两点线速度大小相等，VA：VB=1：1；
由公式v=ωr，得到：
ωA：ωB=rB：rA=3：1．
故答案为：1：1； 3：1
【点评】本题是圆周运动中典型问题，关键抓住相等量：皮带不打滑时，两轮边缘上各点的线速度大小相等；同一轮上各点的角速度相同．

4．（2017春•鸡冠区校级期中）线速度是物体通过的弧长△s与所用时间△t的比值，公式 v=　　=　2πr•f　=　2πr•n　（分别用r、T、f、n表示），角速度是物体与圆心的连线在△t时间内转过的角度△θ的比值，公式ω=　　=　2πf　=　2πn　（分别用r、T、f、n表示）由v和ω的表达式可以得出v和ω的关系式是　v=rω　．
【分析】在匀速圆周运动中，根据角速度、线速度等个物理量之间的关系公式即可正确解答．
【解答】解：根据线速度与弧长的关系可知，线速度：v=；
根据线速度与周期的关系可知：v=；
根据线速度与频率的关系可知：v=2πr•f；
根据线速度与转速的关系可知：v=2πr•n；
角速度是物体与圆心的连线在△t时间内转过的角度△θ的比值，即ω=；
角速度与半径、周期、频率、转速的关系为：
根据线速度与角速度的关系可知，故v=rω；
故答案为：，2πr•f，2πr•n；，2πf，2πn，v=rω
【点评】本题关键是明确线速度、角速度、周期、转速、频率之间的公式，同时要记住它们之间的关系，基础问题．

5．（2017春•醴陵市校级期中）物体做匀速圆周运动时，已知线速度为v，角速度为ω，半径为r，周期为T，向心加速度为a．线速度与角速度满足的关系式　v=rω　，角速度与周期满足的关系式　　，请按照如下要求写出向心加速度a的表达式：
1、用v、r、ω组合，写出三个表达式　　，　a=ω2r　，　a=vω　．
2、用周期T和半径r表示　a=　．
【分析】匀速圆周运动中，角速度、线速度的关系公式为v=rω；向心加速度公式为a==vω=．
【解答】解：物体做匀速圆周运动时，已知线速度为V，角速度为，半径为r，周期为T，向心加速度为an．线速度与角速度满足的关系式 v=rω；角速度与周期满足的关系式 ；
向心加速度an的表达式：1、用v、r、ω组合，向心加速度的表达式可以为：a==vω．2、用周期T和半径r表示，向心加速度可以表示为：a=．
故答案为：v=rω，；1、，a=ω2r，a=vω；2、a=
【点评】本题关键是明确线速度、角速度、向心加速度的定义公式，同时要记住线速度与角速度的关系公式v=Rω，基础问题．

6．（2016春•浦东新区期末）A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3而转过的角度之比φA：φB=3：2，则它们的周期之比TA：TB=　2：3　；线速度之比vA：vB=　2：3　．
【分析】在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3，由v=公式可知，求出线速度之比．在相同时间内，转过的角度之比φA：φB=3：2，由公式ω=可求出角速度之比．由T=得到周期之比TA：TB=ωB：ωA．
【解答】解：在相同时间内，它们通过的弧长之比 SA：SB=2：3，由v=公式可知，线速度之比vA：vB=SA：SB=2：3．
在相同时间内，转过的角度之比φA：φB=3：2，
由公式ω=可知角速度之比ωA：ωB=φA：φB=3：2．
由T=得周期之比TA：TB=ωB：ωA=φB：φA=2：3．
故答案为：2：3，2：3
【点评】本题考查应用比例法解题的能力，注意抓住相同的条件，灵活选择公式，应用控制变量法求解．

7．（2016春•南平校级期末）电扇的风叶的长度为1200mm，转速为180r/min，则它的转动周期是　　s，角速度是　6π　rad/s，叶片端点处的线速度是　7.2π　m/s．
【分析】转动的周期等于风叶转一圈所需的时间，根据转速求出周期的大小，根据ω=，v=rω求出角速度和线速度．
【解答】解：转速的大小为180r/min，知转一圈的时间，即周期T=．
角速度ω==．
线速度v=rω=1.2×6π=7.2πm/s．
故答案为：，6π，7.2π．
【点评】解决本题的关键掌握转速与周期的关系，以及线速度、角速度和周期的关系．基础题目．

8．（2016春•开远市校级期末）钟表的时针，分针的运动可看做匀速圆周运动，它们在转动时由转动轴到针尖的长度之比是1：1.2，则它们的周期之比　12：1　，角速度之比为　1：12　．线速度之比为　1：14.4　．
【分析】时针和分针都是做匀速圆周运动，已知各自的周期，即可求出周期之比；根据求解角速度之比，根据v=ωr求解线速度之比．
【解答】解：时针的周期为T时=12h，分针的周期为；T分=1h
所以：
根据得角速度之比为：
根据v=ωr得：
分针针尖与时针针尖的线速度之比为：
故答案为：12：1； 1：12； 1：14.4
【点评】本题关键是建立圆周运动的运动模型，然后结合线速度、角速度、周期、间的关系列式分析，基础题目．

9．（2016春•会宁县校级期中）某质点做匀速圆周运动时，不发生变化的物理量是　①③④⑤　，变化的是　②⑥⑦　
①周期 ②线速度 ③线速度大小 ④角速度 ⑤动能 ⑥向心加速度 ⑦向心力
用皮带相连的两个轮子转动的　线速度　相等，同一转盘上的两个质点　角速度　相等．
【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别
【解答】解：①、周期是标量，只有大小，匀速圆周运动的周期不变；
②、线速度是矢量，既有大小，又有方向，方向变化，故匀速圆周运动的线速度是变化的；
③、匀速圆周运动的线速度大小是不变的；
④、匀速圆周运动的角速度是固定不变的；
⑤、匀速圆周运动的频率是固定不变的；
⑥、向心加速度是矢量，既有大小，又有方向，方向变化，故匀速圆周运动向心加速度是变化的；
⑦、向心力是矢量，既有大小，又有方向，方向变化，故匀速圆周运动向心力是变化的；
故不发生变化的物理量是：①③④⑤，变化的是②⑥⑦；
用皮带相连的两个轮子转动的线速度相等，同一转盘上的两个质点角速度相等．
故答案为：①③④⑤；②⑥⑦；线速度；角速度．
【点评】本题考察了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变．

10．（2016春•陕西校级期中）如图所示，甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3．若甲齿轮的角速度为ω1，则丙齿轮的角速度为　　．

【分析】靠近齿轮接触，两轮边缘上各点线速度大小相等，根据v=rω计算从动轮的角速度．
【解答】解：靠近齿轮接触，两轮边缘上各点线速度大小相等，可知甲、丙两轮边缘上各点线速度大小相等．
由v=rω得：ω1r1=ω3r3，则丙齿轮的角速度为ω3=
故答案为：
【点评】本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等，然后结合线速度与角速度关系公式v=rω列式分析．

11．（2016春•微山县校级期中）以半径r做匀速圆周运动的物体，
角速度w与周期T的关系是：　　；
线速度V与周期T的关系是：　　；
线速度V与角速度W的关系是：　v=ωr　；
周期T与频率f的关系是：　　．
【分析】直接根据线速度、角速度、周期的定义以及角度的定义出发，分析各个量之间的关系．
【解答】解：根据可知，角速度ω与周期T的关系是：；
根据可知，线速度V与周期T的关系是：；
线速度V与角速度W的关系是：v=ωr；
周期T与频率f的关系是：．
故答案为：；；v=ωr；．
【点评】正确理解并掌握线速度的定义和角速度的定义式，正确推导各量之间的关系是解决本题的关键．

12．（2016春•扎兰屯市校级期中）如图所示为摩擦传动装置，B轮转动时带动A轮跟着转动，已知转动过程中轮缘间无打滑现象A、B两轮转动的方向　相反　（填相同或相反），A、B转动的角速度之比为　1：3　．

【分析】在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，故两轮边缘的线速度大小相等，且两轮转动方向相反，即可求解两轮边缘的线速度大小之比；根据v=ωr即可求解．
【解答】解：根据两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，故两轮边缘的线速度大小相等方向相同；结合几何关系可知两轮转动方向相反；
根据两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，故两轮边缘的线速度大小相等，即两轮边缘的线速度大小之比为1：1；根据v=ωr，所以ωA：ωB=1：3．
故答案为：相反；1：3
【点评】本题关键要灵活应用角速度与线速度、周期之间的关系公式和“同轴转动，角速度相同；若传动中皮带轮不打滑，接触点的线速度大小相等”．

13．（2016春•上饶校级月考）地球表面赤道上的人和北纬45°处的人，随地球自转的角速度之比　1：1　，线速度之比　：1　．
【分析】站在赤道上的人A和站在北纬45°位置的人B同轴转动，角速度相等，根据v=ωr列式求解线速度之比．
【解答】解：站在赤道上的人A和站在北纬45°位置的人B同轴转动，角速度相等；
根据v=ωr，ω一定时，线速度v∝r，故vA：vB=rA：rB=R：Rcos45°=：1；
故答案为：1：1，：1
【点评】本题关键明确同轴转动角速度相等，然后根据公式v=ωr列式求解线速度之比，基础题．

14．（2017春•鸡泽县校级期中）如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则a、b、c三点的线速度大小之比为　2：1：2　；a、b、c三点的角速度大小之比为　2：1：1　；a、b、c三点的向心加速度大小之比为　4：1：2　．

【分析】皮带传动装置，在传动过程中不打滑，则有：共轴的角速度是相同的；同一皮带的与皮带接触边缘的线速度大小是相等的．所以当角速度一定时，线速度与半径成正比；当线速度大小一定时，角速度与半径成反比．因此根据题目条件可知三点的线速度及角速度关系．
【解答】解：如图所示，a与c同一皮带下传动，则va=vc，因为ra：rc=1：2，根据v=ωr，所以ωa：ωc=rc：ra=2：1
c、b、d三点共轴，则ωc=ωb=ωd，因为rb：rc：rd=1：2：4，所以va：vb：vc=2：1：2
根据v=ωr得角速度之比ωa：ωb：ωc=2：1：1
又因为a=vω，所以aa：ab：ac=4：1：2
故答案为：2：1：2； 2：1：1； 4：1：2．
【点评】本题要紧扣隐含条件：共轴的角速度是相同的；同一皮带的与皮带接触边缘的线速度大小是相等的．以此作为突破口；同时能掌握线速度、角速度与半径之间的关系．

15．（2016春•醴陵市校级月考）如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，B、C为从动轮，A的半径为20cm，B的半径为10cm，C的半径为15cm，则A、B两轮边缘上的点的线速度大小之比vA：vB=　1：1　，角速度之比ωA：ωB=　1：2　，向心加速度之比aA：aB=　1：2　．

【分析】摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，抓住线速度大小相等，根据ω=，a=求出角速度和向心加速度之比．
【解答】解：摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，三个轮子边缘上的点线速度大小相等，vA：vB=1：1．根据ω=，A、B两轮边缘上的点半径之比为2：1，则角速度之比为1：2．根据a=知，半径之比为2：1，则向心加速度之比为1：2．
故答案为：1：1，1：2，1：2
【点评】该题考查线速度、角速度与半径的关系，解决本题的关键抓住线速度大小相等，根据线速度与角速度、向心加速度的关系进行分析．

16．（2017春•路北区校级期中）汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为μ，那么汽车行驶的最大速率为　　．
【分析】汽车拐弯靠静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求出不使汽车发生滑动的最大速率．
【解答】解：当静摩擦力达到最大时，汽车拐弯的速率达到最大，根据牛顿第二定律得，μmg=m，解得最大速率v=．
故答案为：．
【点评】解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．

17．（2017春•盐都区校级期中）修建铁路弯道时，为了保证行车的安全，应使弯道的内侧　略低于　（填“略高于”或“略低于”）弯道的外侧，并根据设计通过的速度确定内外轨高度差．若火车经过弯道时的速度比设计速度小，则火车车轮的轮缘与铁道的　內轨　（填“内轨”或“外轨”）间有侧向压力．
【分析】火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．
【解答】解：如果内外轨道等高，火车转弯，靠外轨对车轮向内的挤压提供向心力，这样容易破坏铁轨，不安全，所以应使弯道的内侧略低于弯道的外侧，靠重力和支持力的合力来提供向心力一部分；
火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力．

由图可以得出
F合=mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角）
合力等于向心力，故mgtanθ=m，
如果火车以比规定速度稍小的速度通过弯道，重力和支持力提供的合力大于向心力，所以火车车轮的轮缘与铁道的内轨间有侧向压力．
故答案为：略低于；內轨．
【点评】本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．

18．（2017春•鸡冠区校级期中）向心力是指做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力，由牛顿第二定律F=ma，可推出向心力的公式（分别用r、T、f、n表示）F=　　=　4π2mf2r　=　4π2mn2r　．
【分析】根据物体做圆周运动向心加速度与周期、转速、频率的关系，得出物体向心力公式．
【解答】解：向心加速度为：
a=rω2==，
又T=，则a=4π2rf2，
转速的大小等于频率，则有：
a=4π2rn2，
根据F=ma知向心力为：
F==4π2mf2r=4π2mn2r．
故答案为：，4π2mf2r，4π2mn2r．
【点评】解决本题的关键知道向心加速度与周期、频率、转速的关系，对于向心力的公式，不要死记硬背，只要记住F=即可，其它公式可以推导得出．

19．（2017春•东湖区校级月考）如图所示，质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为50m的弯路时，车速为10m/s．此时汽车转弯所需要的向心力大小为　4.0×103　N．若轮胎与路面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且动摩擦因数μ为0.75，请你判断这辆车在这个弯道处会不会发生侧滑　不会　（填“会”或“不会”）．

【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，由侧向静摩擦力提供向心力，可求出所需向心力与侧向最大静摩擦力比较，从而作出判断．
【解答】解：解：汽车转弯的速度为：v=10m/s
汽车转弯时做圆周运动，所需要的向心力为：Fn=m==4.0×103N．
因为fm=μmg=0.75×2.0×104N=1.5×104N＞4×103N，不会侧滑．
故答案为：4.0×103；不会．
【点评】本题关键寻找向心力的来源，将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．

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