2023-2024学年陕西省西安博迪学校高一（下）期中物理试卷

这是一份2023-2024学年陕西省西安博迪学校高一（下）期中物理试卷，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列关于物体做曲线运动的说法正确的是（ ）
A．速度大小一定发生变化
B．加速度一定发生变化
C．合外力一定不为零
D．合外力的方向与速度方向可能在同一直线上
2．（4分）一船在静水中的速度为6m/s，要渡过宽度为80m，水流的速度为8m/s的河流，下列说法正确的是（ ）
A．因为船速小于水速，所以船不能渡过此河
B．因为船速小于水速，所以船不能行驶到正对岸
C．船渡河的最短时间为10s
D．船相对河岸的速度大小一定为10 m/s
3．（4分）在固定斜面体上放置物体B，B物体用绳子通过定滑轮与物体A相连，A穿在光滑的竖直杆上，当B以速度v0匀速沿斜面体下滑时，使物体A到达如图所示位置，绳与竖直杆的夹角为θ，连接B的绳子始终与斜面体平行，则物体A上升的速度是（ ）
A．v0sinθB．C．v0csθD．
4．（4分）如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，a、b两球落在同一点。设a、b和c三个小球的初速度分别为va、vb、vc，运动时间分别为ta、tb、tc，不考虑空气阻力，则（ ）
A．va＞vb＞vc，ta＜tb＝tcB．va＞vb＝vc，ta＞tb＞tc
C．va＜vb＜vc，ta＝tb＞tcD．va＞vb＞vc，ta＞tb＝tc
5．（4分）如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的（ ）
A．角速度之比ωA：ωB＝1：
B．角速度之比ωA：ωB：1
C．线速度之比vA：vB＝1：
D．线速度之比vA：vB：1
6．（4分）如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的有（ ）
A．Va＝2 VbB．ωb＝2ωaC．Vc＝VaD．ωb＝ωc
7．（4分）某物理老师用圆规在黑板上画圆，已知圆规脚之间的距离是25cm，该老师使圆规脚之间保持这个距离不变，用粉笔在黑板上匀速率地画了一个圆，粉笔的线速度是2.5m/s。关于粉笔的运动，下列说法：
①角速度是0.1rad/s；
②角速度是10rad/s；
③周期是10s；
④周期是0.2πs；
⑤转速小于2r/s；
⑥转速大于2r/s。
下列选项的结果全部正确的是（ ）
A．②④⑤B．②④⑥C．①③⑤D．①③⑥
8．（4分）关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法中正确的是（ ）
A．物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用
B．向心力是一个恒力
C．向心力是根据性质命名的一种力
D．物体所受的合外力提供向心力
9．（4分）如图，一同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千的总质量约为50kg，绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．400NB．500NC．600ND．700N
10．（4分）如图所示，杂技演员表演水流星节目．一根长为L的细绳两端系着盛水的杯子，演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，杯子运动中水始终不会从杯子洒出，设重力加速度为g，则杯子运动到最高点的角速度ω至少为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（共5小题，每小题4分，少选得2分，错选不得分，共20分）
（多选）11．（4分）如图所示，在高空匀速飞行的轰炸机，每隔1s投下一颗炸弹，若不计空气阻力，则（ ）
A．这些炸弹落地前排列在同一条竖直线上
B．这些炸弹落地前排列在同一条抛物线上
C．这些炸弹落地时速度大小和方向都相同
D．这些炸弹都落于地面上同一点
（多选）12．（4分）以初速度v0水平抛出一小球，不计空气阻力，从抛出到某一时刻的过程中，小球的竖直位移与水平位移大小相等，重力加速度为g，以下判断正确的是（ ）
A．此时小球的竖直分速度与水平分速度大小相等
B．此时小球的瞬时速度大小为v0
C．在此过程中小球运动的位移大小是
D．在此过程中小球运动的时间为
（多选）13．（4分）关于匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是变速运动
C．匀速圆周运动的线速度不变
D．匀速圆周运动的角速度不变
（多选）14．（4分）如图所示，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R．则下列说法正确的是（ ）
A．小球过最高点时，绳子张力可以为零
B．小球过最高点时的最小速度为零
C．小球刚好过最高点时的速度是
D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
（多选）15．（4分）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则（ ）
A．两物体均沿切线方向滑动
B．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小
C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远
三、实验题（共2小题，每空2分，共12分）
16．（4分）如图，用小锤击打弹簧金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。
A.A球的运动路线不同，B球的运动路线相同
B.A、B两球运动路线相同
C.A、B两球同时落地
D.力越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象，根据此现象分析可知小球A与B在竖直方向运动规律 （相同/不相同）。
17．（8分）用如图所示的装置来探究小球做匀速圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小F与质量m的关系时，要保持 和 相同。
（2）如图中所示，两个钢球的质量和半径都相等，则是在研究向心力的大小F与 的关系。
（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为 。
A.1：3
B.3：1
C.1：9
D.9：1
四、计算题（共3小题，第17、18题8分，第19题12分，共28分）
18．（8分）如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s＝100m，子弹射出的水平速度v＝200m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10m/s2，求：
（1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？
（2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？
19．（8分）如图所示，把质量为0.6kg的物体A放在水平转盘上，A的重心到转盘中心O点的距离为0.2m，若A与转盘间的最大静摩擦力为3N，g＝10m/s2，求：
（1）转盘绕中心O以ω＝2rad/s的角速度旋转，A相对转盘静止时，转盘对A摩擦力的大小与方向；
（2）为使物体A相对转盘静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的最大值。
20．（12分）如图所示，质量为m＝2kg的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道内侧运动，小球经过最高点时恰好不脱离轨道的速度v0＝2m/s，重力加速度大小为g＝10m/s2。求：
（1）圆形轨道半径r。
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N，此时小球的速度。
（3）若小球以经过轨道最低点时，小球对轨道的压力。
2023-2024学年陕西省西安博迪学校高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
二．多选题（共5小题）
一、单选题（共10小题，每小题4分，共40分）
1．（4分）下列关于物体做曲线运动的说法正确的是（ ）
A．速度大小一定发生变化
B．加速度一定发生变化
C．合外力一定不为零
D．合外力的方向与速度方向可能在同一直线上
【分析】明确曲线运动的性质，知道物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论。
【解答】解：A．做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向，所以速度方向时刻发生变化，但大小不一定发生变化，故A错误；
BC．做曲线运动的物体速度方向时刻发生变化，所以一定是变速运动，故合外力一定不为零，但是可以不变，如平抛运动，故B错误，C正确；
D．做曲线运动的物体的条件是合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故D错误。
故选：C。
【点评】解题关键是对物体做曲线运动特点的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。
2．（4分）一船在静水中的速度为6m/s，要渡过宽度为80m，水流的速度为8m/s的河流，下列说法正确的是（ ）
A．因为船速小于水速，所以船不能渡过此河
B．因为船速小于水速，所以船不能行驶到正对岸
C．船渡河的最短时间为10s
D．船相对河岸的速度大小一定为10 m/s
【分析】船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实际运动是这两个分运动的合运动，当船头指向不同，合速度不同，轨迹也不同，由于合运动的时间等于沿船头方向分运动的时间，故渡河时间与水流速度无关，只与船头指向和船在静水中速度有关．
【解答】解：A、B、船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实际运动是这两个分运动的合运动，由于船速小于水速，合速度不可能与河岸垂直，只能偏向下游，因而船的轨迹一定偏向下游，不会垂直于河岸，故A错误，B正确；
C、由于合运动的时间等于沿船头方向分运动的时间，故当船头指向垂直于河岸时，沿船头指向分位移最小，渡河时间最短ts＝13.3s，故C错误；
D、船的实际速度为两个分运动的速度（分速度）的矢量和，当船头指向不同时，沿船头方向的分速度方向不同，根据平行四边形定则，合速度也不同，故D错误；
故选：B。
【点评】本题关键是将实际运动沿船头指向和水流方向进行分解，根据合运动与分运动的同时性、独立性、等效性和同一性分析求解．
3．（4分）在固定斜面体上放置物体B，B物体用绳子通过定滑轮与物体A相连，A穿在光滑的竖直杆上，当B以速度v0匀速沿斜面体下滑时，使物体A到达如图所示位置，绳与竖直杆的夹角为θ，连接B的绳子始终与斜面体平行，则物体A上升的速度是（ ）
A．v0sinθB．C．v0csθD．
【分析】将物体A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于B的速度．
【解答】解：将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，如图所示：
根据平行四边形定则得：v0＝vcsθ
解得：v
故选：D。
【点评】解决本题的关键知道物体A沿绳子方向的分速度等于B的速度大小，根据平行四边形定则进行分析．
4．（4分）如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，a、b两球落在同一点。设a、b和c三个小球的初速度分别为va、vb、vc，运动时间分别为ta、tb、tc，不考虑空气阻力，则（ ）
A．va＞vb＞vc，ta＜tb＝tcB．va＞vb＝vc，ta＞tb＞tc
C．va＜vb＜vc，ta＝tb＞tcD．va＞vb＞vc，ta＞tb＝tc
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度。
【解答】解：根据平抛运动规律可得：
竖直方向：h，解得：t
因为ha＜hb＝hc可知ta＜tb＝tc。
在水平方向上，有x＝v0t，因为ta＜tb＝tc，xa＞xb＞xc，则初速度有关系：va＞vb＞vc，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
5．（4分）如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的（ ）
A．角速度之比ωA：ωB＝1：
B．角速度之比ωA：ωB：1
C．线速度之比vA：vB＝1：
D．线速度之比vA：vB：1
【分析】板上A、B两点绕同一个转轴转动，所以具有相同的角速度．
根据v＝rω得出线速度之比
【解答】解：AB、板上A、B两点绕同一个转轴转动，所以具有相同的角速度。
即角速度之比ωA：ωB＝1：1，故AB错误；
C、根据几何关系得板上A、B的轨道半径之比为1：
所以线速度之比vA：vB＝1：，故C正确，D错误；
故选：C。
【点评】解该题要掌握绕同一个转轴转动的物体具有相同的角速度以及线速度与角速度的关系
6．（4分）如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的有（ ）
A．Va＝2 VbB．ωb＝2ωaC．Vc＝VaD．ωb＝ωc
【分析】A、B两轮之间是摩擦传动，即两轮边缘的线速度大小相等即Va＝Vb；a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等；利用V＝ωr即可求解。
【解答】解：A、由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相同，故va＝Vb，故A错误。
B、根据V＝ωR可得，ωaRA＝ωbRB，ωa：ωb＝RB：RA＝1：2，即ωb＝2ωa，故B正确。
C、由于a与c在同一个圆上，故ωa＝ωc，故va：vc＝2：1，即va＝2vc，故C错误。
D、有上分析可知，ωb＝2ωa，又因为a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等，所以ωb＝2ωc，故D错误。
故选：B。
【点评】明确摩擦传动特点是轮子边缘的线速度大小相等；同一个轮子上各点的角速度大小相等；灵活应用线速度大小与角速度的关系V＝ωr。
7．（4分）某物理老师用圆规在黑板上画圆，已知圆规脚之间的距离是25cm，该老师使圆规脚之间保持这个距离不变，用粉笔在黑板上匀速率地画了一个圆，粉笔的线速度是2.5m/s。关于粉笔的运动，下列说法：
①角速度是0.1rad/s；
②角速度是10rad/s；
③周期是10s；
④周期是0.2πs；
⑤转速小于2r/s；
⑥转速大于2r/s。
下列选项的结果全部正确的是（ ）
A．②④⑤B．②④⑥C．①③⑤D．①③⑥
【分析】根据角速度、线速度、周期和转速的相互关系分析求解。
【解答】解：由题意可得：ωrad/s＝10rad/s
周期满足：Ts＝0.2πs
转速满足：n，解得nr/s＜2r/s，
综上可得②④⑤正确，其余错误。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了圆周运动基础知识，理解物理量之间的相互关系是解决此类问题的关键。
8．（4分）关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法中正确的是（ ）
A．物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用
B．向心力是一个恒力
C．向心力是根据性质命名的一种力
D．物体所受的合外力提供向心力
【分析】物体做匀速圆周运动，这里的匀速是指速度大小不变，由于圆周运动方向时刻在变化．因此物体需要一个方向与速度垂直且指向圆心的合外力．这样的合外力只会改变速度方向，不会改变速度大小．
【解答】解：A、向心力不是物体所受的力，是效果力，故A错误，C错误。
B、匀速圆周运动的向心力大小不变，方向始终指向圆心，是变力，故B错误。
D、物体做圆周运动靠合外力提供向心力，故D正确。
故选：D。
【点评】向心力并不是物体所受的，但做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力，来提供向心力．
9．（4分）如图，一同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千的总质量约为50kg，绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．400NB．500NC．600ND．700N
【分析】对该同学在最低点时受力分析，根据合力提供向心力，即可计算每根绳上的拉力。
【解答】解：对该同学在最低点时受力分析，根据合力提供向心力：，解得每根绳上的拉力为：T＝410N≈400N，故BCD错误，A正确。
故选：A。
【点评】本题考查竖直平面内的圆周运动，关键是根据指向圆心方向的合力提供向心力，得到力与速度的关系式。
10．（4分）如图所示，杂技演员表演水流星节目．一根长为L的细绳两端系着盛水的杯子，演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，杯子运动中水始终不会从杯子洒出，设重力加速度为g，则杯子运动到最高点的角速度ω至少为（ ）
A．B．C．D．
【分析】杯子运动到最高点时，水恰好不流出时，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求解最小角速度．
【解答】解：据题知，杯子圆周运动的半径 r
杯子运动到最高点时，水恰好不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：
mg＝m
解得：
故选：B。
【点评】本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源．
二、多选题（共5小题，每小题4分，少选得2分，错选不得分，共20分）
（多选）11．（4分）如图所示，在高空匀速飞行的轰炸机，每隔1s投下一颗炸弹，若不计空气阻力，则（ ）
A．这些炸弹落地前排列在同一条竖直线上
B．这些炸弹落地前排列在同一条抛物线上
C．这些炸弹落地时速度大小和方向都相同
D．这些炸弹都落于地面上同一点
【分析】这些炸弹都做平抛运动，根据平抛运动规律分析。
【解答】解：AB、这些炸弹都做平抛运动，速度的水平分量都一样，与飞机速度相同。相同时间内，水平方向上位移相同，所以这些炸弹排在同一条竖直线上，故A正确，B错误；
C、由于这些炸弹下落的高度相同，初速度也相同，这些炸弹落地时速度大小和方向都相同，故C正确；
D、这些炸弹抛出时刻不同，落地时刻也不一样，不可能落于地面上的同一点，故D错误。
故选：AC。
【点评】考查对平抛运动规律的理解，熟悉其定义。
（多选）12．（4分）以初速度v0水平抛出一小球，不计空气阻力，从抛出到某一时刻的过程中，小球的竖直位移与水平位移大小相等，重力加速度为g，以下判断正确的是（ ）
A．此时小球的竖直分速度与水平分速度大小相等
B．此时小球的瞬时速度大小为v0
C．在此过程中小球运动的位移大小是
D．在此过程中小球运动的时间为
【分析】通过竖直分位移与水平分位移大小相等，求出时间，根据时间可求出竖直方向的分速度和速度的大小和方向以及运动的位移。
【解答】解：AD、小球竖直分位移与水平分位移大小相等，有：v0t，解得在此过程中小球运动的时间为：t
竖直方向上的分速度：vy＝gt＝2v0，故A错误，D正确；
B、此时小球的速度：v，故B正确；
C、由于小球通过竖直分位移与水平分位移大小相等，则有：y＝x＝v0t
此过程小球运动的位移：s，解得：s，故C错误。
故选：BD。
【点评】解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，且分运动与合运动具有等时性。
（多选）13．（4分）关于匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是变速运动
C．匀速圆周运动的线速度不变
D．匀速圆周运动的角速度不变
【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动，加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动；向心力方向始终指向圆心，是变化的．
【解答】解：ABC、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，故AC错误，B正确。
D、匀速圆周运动角速度不变，故D正确。
故选：BD。
【点评】解题关键明确匀速圆周运动的特点，即线速度大小不变，方向时刻改变，角速度不变和周期不变．
（多选）14．（4分）如图所示，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R．则下列说法正确的是（ ）
A．小球过最高点时，绳子张力可以为零
B．小球过最高点时的最小速度为零
C．小球刚好过最高点时的速度是
D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
【分析】小球在最高点时，当绳子拉力为零，重力提供向心力，此时速度最小，根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度．知道绳子只能表现为拉力．
【解答】解：A、小球过最高点绳子的拉力为零时，速度最小，根据mg＝m得，v，可知在最高点的最小速度为．故A正确，B错误，C正确。
D、绳子只能表现为拉力，在最高点时，绳子的拉力不可能与重力方向相反。故D错误。
故选：AC。
【点评】解决本题的关键知道小球在最高点的临界情况，会通过牛顿第二定律求出最小速度．以及知道绳子与杆子的区别，知道绳子只能表现为拉力，杆子可以表现为拉力，也可以表现为支持力．
（多选）15．（4分）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则（ ）
A．两物体均沿切线方向滑动
B．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小
C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远
【分析】对AB两个物体进行受力分析，找出向心力的来源，即可判断烧断细线后AB的运动情况。
【解答】解：当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线后，A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，但是B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力，所以B仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动，且静摩擦力比绳子烧断前减小。故B、D正确，A、C错误。
故选：BD。
【点评】解决本题的关键是找出向心力的来源，知道AB两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力，难度中等。
三、实验题（共2小题，每空2分，共12分）
16．（4分）如图，用小锤击打弹簧金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 AC 。
A.A球的运动路线不同，B球的运动路线相同
B.A、B两球运动路线相同
C.A、B两球同时落地
D.力越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象，根据此现象分析可知小球A与B在竖直方向运动规律 相同 （相同/不相同）。
【分析】（1）（2）根据平抛运动和自由落体运动在竖直方向上的分运动完全相同进行分析判断。
【解答】解：（1）用不同的力击打弹簧金属片，A球做平抛运动，水平速度不同，B球做自由落体运动，两球在竖直方向的分运动完全相同，故AC正确，BD错误。
故选：AC。
（2）由于两球总是同时落地，则两球在竖直方向上的运动规律相同。
故答案为：（1）AC；（2）相同。
【点评】考查平抛运动的竖直方向上的运动规律，会根据题意进行准确分析解答。
17．（8分）用如图所示的装置来探究小球做匀速圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小F与质量m的关系时，要保持 角速度ω 和 半径r 相同。
（2）如图中所示，两个钢球的质量和半径都相等，则是在研究向心力的大小F与 角速度ω 的关系。
（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为 B 。
A.1：3
B.3：1
C.1：9
D.9：1
【分析】（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，依据F＝mω2r，可判断要保持ω和r相同；
（2）根据F＝mω2r，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度关系；
（3）靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v＝ωr，可求与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。
【解答】解：（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，依据F＝mω2r，则要保持角速度ω和半径r相同。
（2）两个钢球质量和半径相等，根据F＝mω2r，则是在研究向心力的大小F与角速度关系。
（3）根据F＝mω2r，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v＝ωr，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1，故B正确，ACD错误。
故选：B。
故答案为：（1）角速度ω；半径r；（2）角速度ω；（3）B
【点评】本题考查探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，要求学生熟悉实验使用的方法，并能运用公式进行分析求解。
四、计算题（共3小题，第17、18题8分，第19题12分，共28分）
18．（8分）如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s＝100m，子弹射出的水平速度v＝200m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10m/s2，求：
（1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？
（2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？
【分析】子弹做的是平抛运动，根据平抛运动的规律，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，目标靶做自由落体运动，由水平和竖直方向的运动规律分析可以求出．
【解答】解：（1）子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间击中目标靶，
则 t，
代入数据得，t＝0.5s，
（2）目标靶做自由落体运动，
则hgt2，
代入数据得 h＝1.25m．
答：（1）从子弹由枪口射出开始计时，子弹经0.5s击中目标靶；
（2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为1.25m．
【点评】本题就是考查了平抛运动的规律，平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，目标靶做自由落体运动，知道这些就能够解决了，比较简单．
19．（8分）如图所示，把质量为0.6kg的物体A放在水平转盘上，A的重心到转盘中心O点的距离为0.2m，若A与转盘间的最大静摩擦力为3N，g＝10m/s2，求：
（1）转盘绕中心O以ω＝2rad/s的角速度旋转，A相对转盘静止时，转盘对A摩擦力的大小与方向；
（2）为使物体A相对转盘静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的最大值。
【分析】（1）物体做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，根据f＝mrω2，求出物体受到的摩擦力；
（2）静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，此时的角速度为最大角速度，根据向心力计算公式进行解答。
【解答】解：（1）静摩擦力提供向心力，有：f＝mrω2＝0.6×0.2×22N＝0.48N
故转盘绕中心O以ω＝2rad/s的角速度旋转时，A受到的摩擦力大小为0.48N，方向指向圆心；
（2）当A所受最大静摩擦力提供向心力时，转盘绕中心O旋转的角速度ω最大，则有：fm＝mrωmax2
解得：ωmax＝5rad/s。
答：（1）转盘绕中心O以ω＝2rad/s的角速度旋转，A相对转盘静止时，转盘对A摩擦力的大小为0.48N，方向指向圆心；
（2）为使物体A相对转盘静止，转盘绕中心O旋转的角速度ω的最大值为5rad/s。
【点评】本题主要是考查匀速圆周运动，解决本题的关键知道物块和圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力。
20．（12分）如图所示，质量为m＝2kg的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道内侧运动，小球经过最高点时恰好不脱离轨道的速度v0＝2m/s，重力加速度大小为g＝10m/s2。求：
（1）圆形轨道半径r。
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N，此时小球的速度。
（3）若小球以经过轨道最低点时，小球对轨道的压力。
【分析】（1）小球经过最高点时恰好不脱离轨道，重力提供向心力，列式，求半径；
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N时，根据牛顿第二定律列式，求速度大小；
（3）若小球以经过轨道最低点时，根据牛顿第二定律列式，结合牛顿第三定律，求小球对轨道的压力大小。
【解答】解：（1）小球经过最高点时恰好不脱离轨道，重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
代入数据解得r＝0.4m
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N时，根据牛顿第二定律有
代入数据解得v1＝4m/s
（3）若小球以经过轨道最低点时，根据牛顿第二定律有
代入数据解得F'＝120N
根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力大小为120N，方向竖直向下。
答：（1）圆形轨道半径0.4m；
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N，此时小球的速度4m/s；
（3）若小球以经过轨道最低点时，小球对轨道的压力120N。
【点评】本题是竖直面圆周运动问题分析，考查学生对合力提供向心力的掌握，是一道基础题。
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10
答案
C
B
D
A
C
B
A
D
A
B
题号
11
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13
14
15
答案
AC
BD
BD
AC
BD