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陕西省西安市鄠邑区2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2022高一下·鄠邑期中）在曲线运动中，下列说法错误的是（ ）
A．加速度方向可能保持不变
B．加速度方向和速度方向可能始终保持垂直
C．加速度方向和速度方向可能始终保持一致
D．加速度方向与合外力方向一定始终保持一致
2．（2020高一上·昌吉期末）如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸．若船在静水中的速度大小为v1，河水流速的大小为v2，则船渡河所用时间为（ ）
A． B． C． D．
3．春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为（ ）
A．直线OA B．曲线OB C．曲线OC D．曲线OD
4．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，从倾角为θ的斜面上A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点时所用的时间为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动，那么，从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（ ）
A． min B．1min C． min D． min
6．（2022高一下·鄠邑期中）放寒假了，小张，小王和小李出去旅游了一番，小张去海南岛呼吸新鲜空气，小王去抱犊寨爬了趟山，小李去哈尔滨看冰雕了，当他们在旅游景点随地球一起转动时，则（ ）
A．小张的角速度最大、小李的线速度最小
B．小李的角速度最小、小张的线速度最大
C．三个人的角速度、周期和线速度都相等
D．三个人的角速度、周期一样，小李的线速度最小
7．（2020高一下·长沙月考）在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是（ ）
A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些
B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些
C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态
D．玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小
8．在公交车上坐着一位中学生，脚边放着他携带的一小桶水。当公交车急转弯时，桶内的水溅了出来。中学生对司机有意见了，于是便出现了下面的一段对话：
中学生：师傅，怎么搞的，我桶里的水都泼出来了
司机：我车子正在转弯呢
中学生：那你弯子为什么转的那么大？转小点，桶里的水就不会泼出来了
司机：如果我把弯子转的小一点，你桶里溅出来的水会更多
你读了这段对话，对下面的说法进行判断，其中错误的是（）
A．中学生说的对
B．司机师傅说的对
C．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，这是一种离心现象
D．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的
9．（2022高一下·鄠邑期中）太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2022高一下·鄠邑期中）有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星是球的质量将是地球质量的（ ）
A． B．4倍 C．16倍 D．64倍
11．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，是力学中的三个实验装置。这三个实验共同的物理方法是（ ）
A．极限的方法 B．控制变量的方法
C．放大的方法 D．等效的方法
二、多选题
12．（2022高一下·鄠邑期中）一个质量为1kg，初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为1N、3N和5N的三个水平方向的共点力作用，则该物体（ ）
A．可能做曲线运动 B．可能做匀减速运动
C．加速度的大小可能是5.75m/s2 D．加速度的大小可能是0.5m/s2
13．（2022高一下·鄠邑期中）关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A．飞行时间由初速度和高度共同决定
B．水平位移由初速度和高度共同决定
C．速度和加速度都时刻变化
D．平抛运动是匀变速曲线运动
14．（2021高一下·广州月考）校运动会铅球比赛中，某同学以初速度v0=4m/s将铅推出，初速度与水平方向成 ，推出点所在位置离水平地面1.6m高，重力加速度为10m/s2，忽略空气阻力的影响，从推出到落地过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．铅球在空中运动时间为0.8s
B．铅球上升时间与下降时间相等
C．铅球到达最高点时速度为2m/s
D．铅球落地瞬间的速度方向与地面成
15．（2022高一下·鄠邑期中）铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。则（ ）
A．v一定时，r越小则要求h越大 B．v一定时，r越大则要求h越大
C．r一定时，v越小则要求h越大 D．r一定时，v越大则要求h越大
16．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，给光滑圆管道内的小球（可看作质点）一个初速度，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，则关于小球在最高点时的速度，下列叙述中正确的是（ ）
A．v的最小值为
B．v由零逐渐增大，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
C．当v由 逐渐增大时，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
D．当v由 逐渐减小时，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
三、实验题
17．（2022高一下·鄠邑期中）某同学为了测定平抛运动的初速度，设计了如下实验，实验装置如图所示。实验时先调整斜槽轨道，调节挡板到合适高度，并测出其相对抛出点O的竖直距离（即小球下落的高度）y，在水平挡板上铺上白纸，白纸上再覆盖复写纸。使小球从斜槽某一高度由静止释放，经过一段水平轨道后抛出，落在水平挡板上，由落点位置测出小球做平抛运动的水平位移x（即小球落在挡板上的位置与抛出点O的水平位移）。然后依次均匀下移水平挡板的位置，让小球从斜槽上由静止释放，并测出小球下落高度以及水平位移。该同学共进行了六次测量。
（1）在实验操作时，为了确保小球做同一轨迹的平抛运动，必须调节斜槽的末端 ，控制小球从斜槽上 由静止释放。
（2）为了测出平抛运动的初速度，该同学根据所测到的数据以y为横坐标，以x2为纵坐标。在坐标纸上画出对应的图象，发现其为过原点的直线，该同学测出直线斜率为k，已知当地的重力加速度大小为g。该同学测得的小球做平抛运动的初速度大小v0= 。
四、解答题
18．（2019高三上·天柱月考）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒，高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g.
（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；
（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；
19．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为2 m的直圆筒，可绕中间的竖直轴转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟30圈时，乘客脚下的踏板突然脱落，乘客随筒一起转动而不掉下来。要保证乘客的安全，乘客与转筒之间的动摩擦因数至少为多大？（g取10 m/s2，π2＝10）
20．（2022高一下·鄠邑期中）已知月球质量是地球质量的 ，月球半径与地球半径之比是 。
（1）在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？
（2）在距月球和地球表面相同高度处（此高度较小），以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？
21．（2020高一下·长沙月考）小球以15m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上。（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos370=0.8。）求：
（1）小球在空中的飞行时间；
（2）抛出点距落球点的高度。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A．物体做曲线运动，物体所受的外力可能改变也可能不变，所以加速度方向可能保持不变，A不符合题意；
B．物体做匀速圆周运动时，加速度方向和速度方向始终保持垂直，B不符合题意；
CD．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但加速度方向与合外力方向一定始终保持一致，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体做曲线运动其加速度可能保持不变，由于物体做匀速圆周运动时其加速度可以与速度方向始终垂直；加速度方向与速度方向一致时物体做直线运动。
2．【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】小船的渡河时间只和河宽已经沿垂直河岸方向的速度 ，所以 。
故答案为：A。
【分析】看分运动，垂直河岸，根据时间公式列式，求解时间。
3．【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，则合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为OD，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于孔明灯在竖直方向做匀加速运动，其合力竖直向上，利用合理方向可以判别对应曲线的弯曲方向。
4．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设AB之间的距离为L，则：水平方向
竖直方向
联立解得
故答案为：B。
【分析】利用平抛运动其位移公式可以求出运动的时间。
5．【答案】C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】分针的周期为1h，秒针的周期为1min，两者的周期比为T1：T2=60：1，分针与秒针从第1次重合到第2次重合有ω1t+2π=ω2t
即
又T1=60T2=60min，所以有 。
故答案为：C。
【分析】利用其分针和秒针周期的大小可以求出角速度的大小，结合其角速度的大小及重合的规律可以求出重合所花的时间。
6．【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】在地球表面各处的角速度和周期是相同的，但是小李处的位置纬度大，运转半径较小，根据
可知线速度较小，因此三个人的角速度、周期一样，小李的线速度最小，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】地球各处其角速度相等，结合半径的大小可以比较其线速度的大小，利用角速度相等可以判别周期相等。
7．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】C．玩具车运动到最高点时，受向下的重力和向上的支持力作用，根据牛顿第二定律有mg－FN＝m
即FN＝mg－m 可知玩具车此时处于失重状态，C不符合题意；
ABD．玩具车静止在拱桥顶端时，示数即总重力，运动通过拱桥顶端时，系统有向下的加速度(向心加速度)，支持力小于总重力，即示数小于总重力，且速度越大，向心加速度越大，示数越小，AB不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别此时弹力的大小；利用加速度方向可以判别玩具车处于失重状态；利用牛顿第二定律可以判别速度对于压力的影响。
8．【答案】A
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的，这是一种离心现象，司机说的对，转小点，桶里的水就不会泼出来了忽略了惯性，中学生说法错误，故选A
【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．
9．【答案】D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同，由开普勒第三定律 可得
其中k是对所有行星都相同的常量，只与中心天体的质量有关，所以a3与T2成正比，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用开普勒第三定律可以判别其半长轴与周期的大小关系，进而选择对应的图像。
10．【答案】D
【知识点】重力加速度；万有引力定律的应用
【解析】【解答】在星球表面处的物体有
且星球质量
解得
星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上的重力加速度的4倍，则星球的半径是地球半径的4倍。据 知，星球的质量将是地球质量的64倍。
故答案为：D。
【分析】利用引力形成重力结合星球的质量可以求出重力加速度的表达式，利用半径的大小可以求出星球与地球质量之比。
11．【答案】C
【知识点】放大法
【解析】【解答】显示桌面受力形变时，微小形变借助于光的反射来放大放大来体现。显示玻璃瓶受力形变时，通过细管借助于液体体积变化来放大液面上升高度。而测万有引力常数时，借助于光的反射来放大转动的位移。故这三个实验均用放大思想方法。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】三个实验都是使用其放大法的思想进行。
12．【答案】A,B,C
【知识点】牛顿第二定律；力的合成
【解析】【解答】三力的合力的范围为
即
A．当合力与速度不共线时，物体做曲线运动，A符合题意；
B．当合力与速度方向成钝角或相反时，物体做匀减速运动，B符合题意；
CD．根据牛顿第二定律得加速度的取值范围为
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】利用其三力的合成可以求出合力的方向，由于未知其合力方向与速度方向的关系不能判别物体的运动轨迹；利用牛顿第二定律可以求出加速度的范围。
13．【答案】B,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．竖直方向上，根据
可知飞行时间由高度决定，A不符合题意；
B．在水平方向上
而时间是由下落的高度决定，因此水平位移由初速度和高度共同决定，B符合题意；
CD．平抛运动的物体，只受重力作用，虽然速度时刻变化，但加速度恒定不变，因此平抛运动是匀变速曲线运动，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以判别其运动的时间由高度所决定；利用水平方向的位移公式可以判别其水平位移由高度和时间决定；其加速度保持不变，属于匀变速曲线运动。
14．【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】AB．铅球向上运动的时间为
铅球从抛出点到最高点竖直的高度为
最高点到地面的距离为
从最高点到地面的时间为
则铅球在空中运动时间为0.8s，且上升的时间小于下落的时间，A符合题意，B不符合题意；
C．铅球到达最高点时速度为
C不符合题意；
D．铅球落地瞬间竖直方向的速度为
速度方向与地面夹角的正切为
则
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】铅球推出后做斜抛运动，包含上升和下降两个过程，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，首先把初速度正交分解，然后分别计算时间和各点的速度即可.
15．【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ=m
得tanθ=
可见v一定时，r越大，tanθ越小，内外轨的高度差h越小，当r一定时，v越大，tanθ越大，内外轨的高度差越大。
故答案为：AD。
【分析】利用牛顿第二定律结合其速度和半径的变化可以判别内外轨道高度差的变化。
16．【答案】C,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】ABD．当小球在最高点时管道对球的作用力为0，由重力提供向心力，此时速度为 ，可得
解得
当 ，管道对球的作用力表现为支持力，根据牛顿第二定律可得
整理得
即v由 逐渐减小到零时，管道对小球的弹力一直增大，D符合题意；
v由零逐渐增大到 时，管道对小球的弹力一直减小，B不符合题意；
管道对小球的弹力表现为支持力且等于重力时，有速度的最小值v=0。A不符合题意；
C．当 ，管道对球的作用力表现为压力，根据牛顿第二定律可得
整理得
即v由 逐渐增大时，管道对小球的弹力一直增大，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】当小球经过最高点只受重力时，利用牛顿第二定律可以求出只受重力的速度大小，结合实际速度的大小可以判别其物体受到的作用力与速度的大小关系。
17．【答案】（1）切线水平；同一高度
（2）
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】（1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末端一定要切线水平；同时斜槽轨道要在竖直面内，要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点。
（2）根据平抛竖直方向为自由落体运动：
及水平方向为匀直线运动：
解得：
所以
解得： 。
【分析】（1）实验为了初速度沿水平方向其斜槽末端必须切线水平，为了使初速度大小相等其小球每次都得静止从同一高度释放；
（2）利用平抛运动的位移公式结合图像斜率可以求出初速度的大小。
18．【答案】（1）解：对打在中点的微粒有：
解得：
（2）解：打在B点的微粒
解得：
同理，打在A点的微粒初速度：
微粒初速度范围：
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)粒子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；根据几何关系可明确粒子下降的高度，再由竖直方向的自由落体运动可求得飞行时间；(2) 能被探测到的粒子高度范围为h至2h，水平位移相同，根据平抛运动规律可知速度范围。
19．【答案】解：乘客随转筒旋转时受三个力：重力mg、筒壁对他的支持力FN和静摩擦力Ff，要使乘客随筒一起转动而不掉下来，筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力，乘客做圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力FN来提供。
转筒的角速度为ω＝2nπ＝π rad/s
由牛顿第二定律可得FN＝mrω2
Ff＝μFN＝mg
联立解得μ＝0.5
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】乘客做匀速圆周运动，利用其牛顿第二定律可以求出其动摩擦因数的大小。
20．【答案】（1）解：在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动，其上升的最大高度分别为
式中 和 分别是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根据万有引力定律得
于是得上升的最大高度之比为
（2）解：设抛出点的高度为H，初速度为 ，月球和地球表面附近的平抛运动在竖直方向做自由落体运动，从抛出到落地所用时间分别为
在水平方向做匀速直线运动，其水平射程之比为
【知识点】竖直上抛运动；牛顿第二定律；平抛运动；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）月球和地球对表面物体的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出重力加速度的之比；物体在月球和地球上做竖直上抛运动，利用其速度位移公式可以求出其上升的最大高度；
（2）物体在月球和地球表面做平抛运动，利用其位移公式可以求出水平位移的大小之比。
21．【答案】（1）解：将球垂直撞在斜面上的速度分解，如图所示，由图可知θ=37°，β=53°
因tanβ= ，则t= tanβ=
（2）解：抛出点距落地点的竖直高度为：H= gt2= ×10×22m=20m
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将此瞬时速度进行分解，根据水平分速度和角度关系求出竖直分速度，再根据vy=gt求出小球在空中的飞行时间．（2）根据h= gt2求出抛出点距落地点的高度．
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陕西省西安市鄠邑区2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2022高一下·鄠邑期中）在曲线运动中，下列说法错误的是（ ）
A．加速度方向可能保持不变
B．加速度方向和速度方向可能始终保持垂直
C．加速度方向和速度方向可能始终保持一致
D．加速度方向与合外力方向一定始终保持一致
【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A．物体做曲线运动，物体所受的外力可能改变也可能不变，所以加速度方向可能保持不变，A不符合题意；
B．物体做匀速圆周运动时，加速度方向和速度方向始终保持垂直，B不符合题意；
CD．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但加速度方向与合外力方向一定始终保持一致，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体做曲线运动其加速度可能保持不变，由于物体做匀速圆周运动时其加速度可以与速度方向始终垂直；加速度方向与速度方向一致时物体做直线运动。
2．（2020高一上·昌吉期末）如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸．若船在静水中的速度大小为v1，河水流速的大小为v2，则船渡河所用时间为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】小船的渡河时间只和河宽已经沿垂直河岸方向的速度 ，所以 。
故答案为：A。
【分析】看分运动，垂直河岸，根据时间公式列式，求解时间。
3．春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为（ ）
A．直线OA B．曲线OB C．曲线OC D．曲线OD
【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，则合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为OD，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于孔明灯在竖直方向做匀加速运动，其合力竖直向上，利用合理方向可以判别对应曲线的弯曲方向。
4．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，从倾角为θ的斜面上A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点时所用的时间为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设AB之间的距离为L，则：水平方向
竖直方向
联立解得
故答案为：B。
【分析】利用平抛运动其位移公式可以求出运动的时间。
5．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动，那么，从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（ ）
A． min B．1min C． min D． min
【答案】C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】分针的周期为1h，秒针的周期为1min，两者的周期比为T1：T2=60：1，分针与秒针从第1次重合到第2次重合有ω1t+2π=ω2t
即
又T1=60T2=60min，所以有 。
故答案为：C。
【分析】利用其分针和秒针周期的大小可以求出角速度的大小，结合其角速度的大小及重合的规律可以求出重合所花的时间。
6．（2022高一下·鄠邑期中）放寒假了，小张，小王和小李出去旅游了一番，小张去海南岛呼吸新鲜空气，小王去抱犊寨爬了趟山，小李去哈尔滨看冰雕了，当他们在旅游景点随地球一起转动时，则（ ）
A．小张的角速度最大、小李的线速度最小
B．小李的角速度最小、小张的线速度最大
C．三个人的角速度、周期和线速度都相等
D．三个人的角速度、周期一样，小李的线速度最小
【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】在地球表面各处的角速度和周期是相同的，但是小李处的位置纬度大，运转半径较小，根据
可知线速度较小，因此三个人的角速度、周期一样，小李的线速度最小，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】地球各处其角速度相等，结合半径的大小可以比较其线速度的大小，利用角速度相等可以判别周期相等。
7．（2020高一下·长沙月考）在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是（ ）
A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些
B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些
C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态
D．玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】C．玩具车运动到最高点时，受向下的重力和向上的支持力作用，根据牛顿第二定律有mg－FN＝m
即FN＝mg－m 可知玩具车此时处于失重状态，C不符合题意；
ABD．玩具车静止在拱桥顶端时，示数即总重力，运动通过拱桥顶端时，系统有向下的加速度(向心加速度)，支持力小于总重力，即示数小于总重力，且速度越大，向心加速度越大，示数越小，AB不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别此时弹力的大小；利用加速度方向可以判别玩具车处于失重状态；利用牛顿第二定律可以判别速度对于压力的影响。
8．在公交车上坐着一位中学生，脚边放着他携带的一小桶水。当公交车急转弯时，桶内的水溅了出来。中学生对司机有意见了，于是便出现了下面的一段对话：
中学生：师傅，怎么搞的，我桶里的水都泼出来了
司机：我车子正在转弯呢
中学生：那你弯子为什么转的那么大？转小点，桶里的水就不会泼出来了
司机：如果我把弯子转的小一点，你桶里溅出来的水会更多
你读了这段对话，对下面的说法进行判断，其中错误的是（）
A．中学生说的对
B．司机师傅说的对
C．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，这是一种离心现象
D．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的
【答案】A
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的，这是一种离心现象，司机说的对，转小点，桶里的水就不会泼出来了忽略了惯性，中学生说法错误，故选A
【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．
9．（2022高一下·鄠邑期中）太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同，由开普勒第三定律 可得
其中k是对所有行星都相同的常量，只与中心天体的质量有关，所以a3与T2成正比，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用开普勒第三定律可以判别其半长轴与周期的大小关系，进而选择对应的图像。
10．（2022高一下·鄠邑期中）有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星是球的质量将是地球质量的（ ）
A． B．4倍 C．16倍 D．64倍
【答案】D
【知识点】重力加速度；万有引力定律的应用
【解析】【解答】在星球表面处的物体有
且星球质量
解得
星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上的重力加速度的4倍，则星球的半径是地球半径的4倍。据 知，星球的质量将是地球质量的64倍。
故答案为：D。
【分析】利用引力形成重力结合星球的质量可以求出重力加速度的表达式，利用半径的大小可以求出星球与地球质量之比。
11．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，是力学中的三个实验装置。这三个实验共同的物理方法是（ ）
A．极限的方法 B．控制变量的方法
C．放大的方法 D．等效的方法
【答案】C
【知识点】放大法
【解析】【解答】显示桌面受力形变时，微小形变借助于光的反射来放大放大来体现。显示玻璃瓶受力形变时，通过细管借助于液体体积变化来放大液面上升高度。而测万有引力常数时，借助于光的反射来放大转动的位移。故这三个实验均用放大思想方法。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】三个实验都是使用其放大法的思想进行。
二、多选题
12．（2022高一下·鄠邑期中）一个质量为1kg，初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为1N、3N和5N的三个水平方向的共点力作用，则该物体（ ）
A．可能做曲线运动 B．可能做匀减速运动
C．加速度的大小可能是5.75m/s2 D．加速度的大小可能是0.5m/s2
【答案】A,B,C
【知识点】牛顿第二定律；力的合成
【解析】【解答】三力的合力的范围为
即
A．当合力与速度不共线时，物体做曲线运动，A符合题意；
B．当合力与速度方向成钝角或相反时，物体做匀减速运动，B符合题意；
CD．根据牛顿第二定律得加速度的取值范围为
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】利用其三力的合成可以求出合力的方向，由于未知其合力方向与速度方向的关系不能判别物体的运动轨迹；利用牛顿第二定律可以求出加速度的范围。
13．（2022高一下·鄠邑期中）关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A．飞行时间由初速度和高度共同决定
B．水平位移由初速度和高度共同决定
C．速度和加速度都时刻变化
D．平抛运动是匀变速曲线运动
【答案】B,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．竖直方向上，根据
可知飞行时间由高度决定，A不符合题意；
B．在水平方向上
而时间是由下落的高度决定，因此水平位移由初速度和高度共同决定，B符合题意；
CD．平抛运动的物体，只受重力作用，虽然速度时刻变化，但加速度恒定不变，因此平抛运动是匀变速曲线运动，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以判别其运动的时间由高度所决定；利用水平方向的位移公式可以判别其水平位移由高度和时间决定；其加速度保持不变，属于匀变速曲线运动。
14．（2021高一下·广州月考）校运动会铅球比赛中，某同学以初速度v0=4m/s将铅推出，初速度与水平方向成 ，推出点所在位置离水平地面1.6m高，重力加速度为10m/s2，忽略空气阻力的影响，从推出到落地过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．铅球在空中运动时间为0.8s
B．铅球上升时间与下降时间相等
C．铅球到达最高点时速度为2m/s
D．铅球落地瞬间的速度方向与地面成
【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】AB．铅球向上运动的时间为
铅球从抛出点到最高点竖直的高度为
最高点到地面的距离为
从最高点到地面的时间为
则铅球在空中运动时间为0.8s，且上升的时间小于下落的时间，A符合题意，B不符合题意；
C．铅球到达最高点时速度为
C不符合题意；
D．铅球落地瞬间竖直方向的速度为
速度方向与地面夹角的正切为
则
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】铅球推出后做斜抛运动，包含上升和下降两个过程，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，首先把初速度正交分解，然后分别计算时间和各点的速度即可.
15．（2022高一下·鄠邑期中）铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。则（ ）
A．v一定时，r越小则要求h越大 B．v一定时，r越大则要求h越大
C．r一定时，v越小则要求h越大 D．r一定时，v越大则要求h越大
【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ=m
得tanθ=
可见v一定时，r越大，tanθ越小，内外轨的高度差h越小，当r一定时，v越大，tanθ越大，内外轨的高度差越大。
故答案为：AD。
【分析】利用牛顿第二定律结合其速度和半径的变化可以判别内外轨道高度差的变化。
16．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示，给光滑圆管道内的小球（可看作质点）一个初速度，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，则关于小球在最高点时的速度，下列叙述中正确的是（ ）
A．v的最小值为
B．v由零逐渐增大，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
C．当v由 逐渐增大时，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
D．当v由 逐渐减小时，在最高点管道对小球的弹力逐渐增大
【答案】C,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】ABD．当小球在最高点时管道对球的作用力为0，由重力提供向心力，此时速度为 ，可得
解得
当 ，管道对球的作用力表现为支持力，根据牛顿第二定律可得
整理得
即v由 逐渐减小到零时，管道对小球的弹力一直增大，D符合题意；
v由零逐渐增大到 时，管道对小球的弹力一直减小，B不符合题意；
管道对小球的弹力表现为支持力且等于重力时，有速度的最小值v=0。A不符合题意；
C．当 ，管道对球的作用力表现为压力，根据牛顿第二定律可得
整理得
即v由 逐渐增大时，管道对小球的弹力一直增大，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】当小球经过最高点只受重力时，利用牛顿第二定律可以求出只受重力的速度大小，结合实际速度的大小可以判别其物体受到的作用力与速度的大小关系。
三、实验题
17．（2022高一下·鄠邑期中）某同学为了测定平抛运动的初速度，设计了如下实验，实验装置如图所示。实验时先调整斜槽轨道，调节挡板到合适高度，并测出其相对抛出点O的竖直距离（即小球下落的高度）y，在水平挡板上铺上白纸，白纸上再覆盖复写纸。使小球从斜槽某一高度由静止释放，经过一段水平轨道后抛出，落在水平挡板上，由落点位置测出小球做平抛运动的水平位移x（即小球落在挡板上的位置与抛出点O的水平位移）。然后依次均匀下移水平挡板的位置，让小球从斜槽上由静止释放，并测出小球下落高度以及水平位移。该同学共进行了六次测量。
（1）在实验操作时，为了确保小球做同一轨迹的平抛运动，必须调节斜槽的末端 ，控制小球从斜槽上 由静止释放。
（2）为了测出平抛运动的初速度，该同学根据所测到的数据以y为横坐标，以x2为纵坐标。在坐标纸上画出对应的图象，发现其为过原点的直线，该同学测出直线斜率为k，已知当地的重力加速度大小为g。该同学测得的小球做平抛运动的初速度大小v0= 。
【答案】（1）切线水平；同一高度
（2）
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】（1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末端一定要切线水平；同时斜槽轨道要在竖直面内，要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点。
（2）根据平抛竖直方向为自由落体运动：
及水平方向为匀直线运动：
解得：
所以
解得： 。
【分析】（1）实验为了初速度沿水平方向其斜槽末端必须切线水平，为了使初速度大小相等其小球每次都得静止从同一高度释放；
（2）利用平抛运动的位移公式结合图像斜率可以求出初速度的大小。
四、解答题
18．（2019高三上·天柱月考）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒，高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g.
（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；
（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；
【答案】（1）解：对打在中点的微粒有：
解得：
（2）解：打在B点的微粒
解得：
同理，打在A点的微粒初速度：
微粒初速度范围：
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)粒子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；根据几何关系可明确粒子下降的高度，再由竖直方向的自由落体运动可求得飞行时间；(2) 能被探测到的粒子高度范围为h至2h，水平位移相同，根据平抛运动规律可知速度范围。
19．（2022高一下·鄠邑期中）如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为2 m的直圆筒，可绕中间的竖直轴转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟30圈时，乘客脚下的踏板突然脱落，乘客随筒一起转动而不掉下来。要保证乘客的安全，乘客与转筒之间的动摩擦因数至少为多大？（g取10 m/s2，π2＝10）
【答案】解：乘客随转筒旋转时受三个力：重力mg、筒壁对他的支持力FN和静摩擦力Ff，要使乘客随筒一起转动而不掉下来，筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力，乘客做圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力FN来提供。
转筒的角速度为ω＝2nπ＝π rad/s
由牛顿第二定律可得FN＝mrω2
Ff＝μFN＝mg
联立解得μ＝0.5
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】乘客做匀速圆周运动，利用其牛顿第二定律可以求出其动摩擦因数的大小。
20．（2022高一下·鄠邑期中）已知月球质量是地球质量的 ，月球半径与地球半径之比是 。
（1）在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？
（2）在距月球和地球表面相同高度处（此高度较小），以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？
【答案】（1）解：在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动，其上升的最大高度分别为
式中 和 分别是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根据万有引力定律得
于是得上升的最大高度之比为
（2）解：设抛出点的高度为H，初速度为 ，月球和地球表面附近的平抛运动在竖直方向做自由落体运动，从抛出到落地所用时间分别为
在水平方向做匀速直线运动，其水平射程之比为
【知识点】竖直上抛运动；牛顿第二定律；平抛运动；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）月球和地球对表面物体的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出重力加速度的之比；物体在月球和地球上做竖直上抛运动，利用其速度位移公式可以求出其上升的最大高度；
（2）物体在月球和地球表面做平抛运动，利用其位移公式可以求出水平位移的大小之比。
21．（2020高一下·长沙月考）小球以15m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上。（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos370=0.8。）求：
（1）小球在空中的飞行时间；
（2）抛出点距落球点的高度。
【答案】（1）解：将球垂直撞在斜面上的速度分解，如图所示，由图可知θ=37°，β=53°
因tanβ= ，则t= tanβ=
（2）解：抛出点距落地点的竖直高度为：H= gt2= ×10×22m=20m
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将此瞬时速度进行分解，根据水平分速度和角度关系求出竖直分速度，再根据vy=gt求出小球在空中的飞行时间．（2）根据h= gt2求出抛出点距落地点的高度．
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