海南省文昌市文昌中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（B卷）（含答案）
文档属性
| 名称 | 海南省文昌市文昌中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（B卷）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 796.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-29 23:50:12 | ||
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文档简介
海南省文昌市文昌中学2023-2024学年高一年级下学期
第一次月考物理试题B卷
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1.学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，已知4s内可转过。汽车以速度3 m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3 s。若汽车可看成高1.6 m的长方体，要使汽车匀速顺利通过，则自动识别区ab到a′b′的距离至少为（ ）
A．6.9 m B．7.0 m C．7.2 m D．7.6 m
2.某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20 cm）的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油， 蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是（ ）
圆盘转动的转速约为2π r/min
B．圆盘转动的角速度大小为 rad/s
C．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 m/s
D．蛋糕边缘的奶油向心加速度约为90 m/s2
3.如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（ ）
A．绳长为 B．母线与轴线之间夹角
C．小球质量为 D．小球的角速度为时，小球刚离开锥面
4.以下关于圆周运动的描述正确的是 ( )
A.如图甲所示，手握绳子能使小球在该水平面内做匀速圆周运动
B.如图乙所示，小朋友在秋千的最低点处于超重状态
C.如图丙所示，旋转拖把的脱水原理是水滴受到了离心力，从而沿半径方向甩出
D.如图丁所示，摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
5.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P'位置)，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，Q、O之间的细线水平，则后一种情况与原来相比较，下列判断错误的是 ( )
A.Q受到桌面的支持力变大 B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的线速度变大 D.小球P运动的角速度变大
6.如图所示，一长l=0.5 m的轻杆，一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量m=0.5 kg的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度ω=4 rad/s的匀速圆周运动，其中A为最高点，C为最低点，B、D两点和圆心O在同一水平线上，则下列说法正确的是 ( )
A.小球在A点时，杆对小球的作用力方向竖直向下
B.小球在B点时，杆对小球的作用力方向指向圆心
C.小球在C点时，杆对小球的作用力大小为4 N
D.小球在D点时，杆对小球的作用力大小为 N
7.如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当轻质木架绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，将绳b烧断的同时轻质木架停止转动，则 ( )
A.小球将在竖直平面内做匀速圆周运动
B.小球将在水平面内做匀速圆周运动
C.若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.在绳b被烧断的瞬间，绳a中张力大小不变
8.如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣物，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ）
A．衣物紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B．衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好
C．不论滚筒转速多大，衣物都不会从a位置掉下
D．衣物在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
9.如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球。使轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定向上
B．小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力指向O点
C．若，小球通过最高点时，杆对球的作用力为零
D．小球通过最低点时，杆对球的作用力可能向下
10.如图是波轮式洗衣机甩干桶的原理图，一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，一件衣服紧贴在筒内壁上相对筒无滑动与筒一起转动（如图所示），则对衣服进行受力分析可知，衣服受到的力有（ ）
A．衣服的重力、筒对衣服的弹力
B．衣服的重力、摩擦力
C．衣服的重力、摩擦力、筒对衣服的弹力
D．衣服的重力、摩擦力、筒对衣服的弹力、向心力
11.我国北斗中圆地球轨道卫星，轨道离地高度21500km，美国GPS导航卫星在轨的运行周期约为12小时。已知地球同步卫星离地高度约36000km，地球的半径为6400km，若北斗中圆地球轨道卫星在轨运行时的速度大小为，美国GPS导航卫星在轨运行时的速度大小为，（已知），则约为( )
A.0.81 B.0.97 C.1.11 D.2.03
12.某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为( )
A. B. C. D.
13.因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F.将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期是( )
A. B. C. D.
14.上世纪70年代，前苏联在科拉半岛与挪威的交界处进行了人类有史以来最大规模的地底挖掘计划。当苏联人向地心挖掘深度为d时，井底一个质量为m的小球与地球之间的万有引力为F，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，质量分布均匀的地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G，则F大小等于( )
A. B. C. D.
二、非选择题（共58分）
15.（8分）如图所示为“向心力演示仪”及配套小球，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左、右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左、右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左、右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力的大小。结合图示，完成下列问题：
（1）本实验采用的实验方法是 ；
A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
（2）在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 之比（填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值 （填“不变”“变大”或“变小”）。
16.（10分）长l＝0.5m的轻绳，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2kg。现让A在竖直平面内绕O点做圆周运动，如图所示。（g＝10m/s2）求：
（1）如果A恰好能到达最高点，此时A的速度为多少？
（2）当A在最高点的速度为4m/s时，A对绳子的作用力为多少？
17.（10分）某兴趣小组同学利用如图甲所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力F可通过牵引杆由力传感器测得，借助光电门可以测得挡光杆两次通过光电门的时间间隔，即砝码的运动周期T。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。
(1)为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制 和 保持不变(写出物理量及相应的物理符号)；
(2)改变旋臂的转速得到多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的周期T，作出了如图乙所示的图线，则横轴所代表的物理量为 ；
(3)若砝码的运动半径r=0.2 m，由图线可得砝码的质量m= kg(π2≈9.87，结果保留2位有效数字)。
18.（10分）如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。
（1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？
（2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？
19.（10分）已知一名宇航员到达了一个星球，在该星球的赤道上用弹簧测力计测量一物体的重力为，在两极上测量该物体的重力为，经测量知该星球的半径为，测量物体的质量为已知引力常量为求：
该星球的质量；
该星球的自转角速度的大小。
20.（10分）地面上有一个半径为R的圆形跑道，高为h的平台边缘上的P点在地面上P'点的正上方，P'与跑道圆心O的距离为L(L>R)，如图所示。跑道上停有一辆小车，现从P点水平抛出小沙袋，使其落入小车中(沙袋和小车均可视为质点，沙袋所受空气阻力不计，重力加速度为g)。问：
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°)，沙袋被抛出时的初速度各为多大
(2)要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度v0在什么范围内
(3)若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件
参考答案
1.A2.B3.A4.B5.A6.D7.C8.B9.C10.C11.B12.B13.A14.B
15.【答案】(1)A （2）角速度平方 不变
【解析】（1）本实验是通过向心力演示仪探究圆周运动相关参数问题，可见含有多个物理量，要探明向心力与某个参量的关系，可见一定要通过控制变量的方法。故A正确。
（2）根据F＝mω2r，在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。可见研究的是Fn与ω2的正比关系，故此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。在加速转动手柄过程中，在加速转动手柄过程中ω增大时Fn同时改变，由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）A恰好能到达最高点，则有
代入已知数据求得
（2）当A在最高点的速度为4m/s时，根据牛顿第二定律有
代入已知数据求得
由牛顿第三定律可得，A对绳子的作用力为
17.【答案】(1)砝码的质量m 砝码的运动半径r
(2) (3)0.15
【解析】(1)根据公式F=mr可知，为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制砝码的质量m和砝码的运动半径r保持不变。
(2)根据F=mr得F=4π2mr·，可知F-图像为过原点的倾斜直线，故图乙中横轴所代表的物理量为。
(3)由(2)分析可知图线斜率k=4π2rm，解得m=≈0.15 kg。
18.【答案】（1）路面对汽车的支持力是10000N。
（2）汽车以20m/s的速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力。
【解析】（1）汽车在最低点A处，根据牛顿第二定律
代入数据解得：FN1＝10000N
（2）汽车在B点重力完全提供向心力时，恰好对路面无压力，根据牛顿第二定律
代入数据解得：v2＝20m/s
19.【答案】．
【解析】设星球的质量为，在星球两极测得的重力的大小即物体与星球间的万有引力的大小，即，解得．
设星球运转的角速度大小为，在星球赤道上的重力为，所以在赤道上，物体受到的向心力的大小为 ，
解得．
20.【答案】 (1)(L-R)
(2)(L-R)≤v0≤(L+R)
(3)v=(4n+1)πR(n=0，1，2，…)
【解析】(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动，设它的下落时间为t，则
h=gt2
解得t= ①
当小车位于A点时，有xA=vAt=L-R ②
联立①②得vA=(L-R)
当小车位于B点时，有xB=vBt= ③
联立①③得vB=
(2)若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为
v0min=vA=(L-R) ④
若当小车经过C点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有
xC=v0maxt=L+R ⑤
联立①⑤得v0max=(L+R)
故沙袋被抛出时的初速度范围为(L-R)≤v0≤(L+R)
(3)要使沙袋能在B处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同，即tAB=(n=0，1，2，…) ⑥
tAB=t= ⑦
联立⑥⑦得v=(4n+1)πR(n=0，1，2，…)
第一次月考物理试题B卷
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1.学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，已知4s内可转过。汽车以速度3 m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3 s。若汽车可看成高1.6 m的长方体，要使汽车匀速顺利通过，则自动识别区ab到a′b′的距离至少为（ ）
A．6.9 m B．7.0 m C．7.2 m D．7.6 m
2.某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20 cm）的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油， 蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是（ ）
圆盘转动的转速约为2π r/min
B．圆盘转动的角速度大小为 rad/s
C．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 m/s
D．蛋糕边缘的奶油向心加速度约为90 m/s2
3.如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（ ）
A．绳长为 B．母线与轴线之间夹角
C．小球质量为 D．小球的角速度为时，小球刚离开锥面
4.以下关于圆周运动的描述正确的是 ( )
A.如图甲所示，手握绳子能使小球在该水平面内做匀速圆周运动
B.如图乙所示，小朋友在秋千的最低点处于超重状态
C.如图丙所示，旋转拖把的脱水原理是水滴受到了离心力，从而沿半径方向甩出
D.如图丁所示，摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
5.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P'位置)，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，Q、O之间的细线水平，则后一种情况与原来相比较，下列判断错误的是 ( )
A.Q受到桌面的支持力变大 B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的线速度变大 D.小球P运动的角速度变大
6.如图所示，一长l=0.5 m的轻杆，一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量m=0.5 kg的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度ω=4 rad/s的匀速圆周运动，其中A为最高点，C为最低点，B、D两点和圆心O在同一水平线上，则下列说法正确的是 ( )
A.小球在A点时，杆对小球的作用力方向竖直向下
B.小球在B点时，杆对小球的作用力方向指向圆心
C.小球在C点时，杆对小球的作用力大小为4 N
D.小球在D点时，杆对小球的作用力大小为 N
7.如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当轻质木架绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，将绳b烧断的同时轻质木架停止转动，则 ( )
A.小球将在竖直平面内做匀速圆周运动
B.小球将在水平面内做匀速圆周运动
C.若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.在绳b被烧断的瞬间，绳a中张力大小不变
8.如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣物，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ）
A．衣物紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B．衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好
C．不论滚筒转速多大，衣物都不会从a位置掉下
D．衣物在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
9.如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球。使轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定向上
B．小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力指向O点
C．若，小球通过最高点时，杆对球的作用力为零
D．小球通过最低点时，杆对球的作用力可能向下
10.如图是波轮式洗衣机甩干桶的原理图，一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，一件衣服紧贴在筒内壁上相对筒无滑动与筒一起转动（如图所示），则对衣服进行受力分析可知，衣服受到的力有（ ）
A．衣服的重力、筒对衣服的弹力
B．衣服的重力、摩擦力
C．衣服的重力、摩擦力、筒对衣服的弹力
D．衣服的重力、摩擦力、筒对衣服的弹力、向心力
11.我国北斗中圆地球轨道卫星，轨道离地高度21500km，美国GPS导航卫星在轨的运行周期约为12小时。已知地球同步卫星离地高度约36000km，地球的半径为6400km，若北斗中圆地球轨道卫星在轨运行时的速度大小为，美国GPS导航卫星在轨运行时的速度大小为，（已知），则约为( )
A.0.81 B.0.97 C.1.11 D.2.03
12.某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为( )
A. B. C. D.
13.因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F.将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期是( )
A. B. C. D.
14.上世纪70年代，前苏联在科拉半岛与挪威的交界处进行了人类有史以来最大规模的地底挖掘计划。当苏联人向地心挖掘深度为d时，井底一个质量为m的小球与地球之间的万有引力为F，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，质量分布均匀的地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G，则F大小等于( )
A. B. C. D.
二、非选择题（共58分）
15.（8分）如图所示为“向心力演示仪”及配套小球，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左、右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左、右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左、右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力的大小。结合图示，完成下列问题：
（1）本实验采用的实验方法是 ；
A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
（2）在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 之比（填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值 （填“不变”“变大”或“变小”）。
16.（10分）长l＝0.5m的轻绳，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2kg。现让A在竖直平面内绕O点做圆周运动，如图所示。（g＝10m/s2）求：
（1）如果A恰好能到达最高点，此时A的速度为多少？
（2）当A在最高点的速度为4m/s时，A对绳子的作用力为多少？
17.（10分）某兴趣小组同学利用如图甲所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力F可通过牵引杆由力传感器测得，借助光电门可以测得挡光杆两次通过光电门的时间间隔，即砝码的运动周期T。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。
(1)为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制 和 保持不变(写出物理量及相应的物理符号)；
(2)改变旋臂的转速得到多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的周期T，作出了如图乙所示的图线，则横轴所代表的物理量为 ；
(3)若砝码的运动半径r=0.2 m，由图线可得砝码的质量m= kg(π2≈9.87，结果保留2位有效数字)。
18.（10分）如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。
（1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？
（2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？
19.（10分）已知一名宇航员到达了一个星球，在该星球的赤道上用弹簧测力计测量一物体的重力为，在两极上测量该物体的重力为，经测量知该星球的半径为，测量物体的质量为已知引力常量为求：
该星球的质量；
该星球的自转角速度的大小。
20.（10分）地面上有一个半径为R的圆形跑道，高为h的平台边缘上的P点在地面上P'点的正上方，P'与跑道圆心O的距离为L(L>R)，如图所示。跑道上停有一辆小车，现从P点水平抛出小沙袋，使其落入小车中(沙袋和小车均可视为质点，沙袋所受空气阻力不计，重力加速度为g)。问：
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°)，沙袋被抛出时的初速度各为多大
(2)要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度v0在什么范围内
(3)若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件
参考答案
1.A2.B3.A4.B5.A6.D7.C8.B9.C10.C11.B12.B13.A14.B
15.【答案】(1)A （2）角速度平方 不变
【解析】（1）本实验是通过向心力演示仪探究圆周运动相关参数问题，可见含有多个物理量，要探明向心力与某个参量的关系，可见一定要通过控制变量的方法。故A正确。
（2）根据F＝mω2r，在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。可见研究的是Fn与ω2的正比关系，故此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。在加速转动手柄过程中，在加速转动手柄过程中ω增大时Fn同时改变，由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）A恰好能到达最高点，则有
代入已知数据求得
（2）当A在最高点的速度为4m/s时，根据牛顿第二定律有
代入已知数据求得
由牛顿第三定律可得，A对绳子的作用力为
17.【答案】(1)砝码的质量m 砝码的运动半径r
(2) (3)0.15
【解析】(1)根据公式F=mr可知，为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制砝码的质量m和砝码的运动半径r保持不变。
(2)根据F=mr得F=4π2mr·，可知F-图像为过原点的倾斜直线，故图乙中横轴所代表的物理量为。
(3)由(2)分析可知图线斜率k=4π2rm，解得m=≈0.15 kg。
18.【答案】（1）路面对汽车的支持力是10000N。
（2）汽车以20m/s的速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力。
【解析】（1）汽车在最低点A处，根据牛顿第二定律
代入数据解得：FN1＝10000N
（2）汽车在B点重力完全提供向心力时，恰好对路面无压力，根据牛顿第二定律
代入数据解得：v2＝20m/s
19.【答案】．
【解析】设星球的质量为，在星球两极测得的重力的大小即物体与星球间的万有引力的大小，即，解得．
设星球运转的角速度大小为，在星球赤道上的重力为，所以在赤道上，物体受到的向心力的大小为 ，
解得．
20.【答案】 (1)(L-R)
(2)(L-R)≤v0≤(L+R)
(3)v=(4n+1)πR(n=0，1，2，…)
【解析】(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动，设它的下落时间为t，则
h=gt2
解得t= ①
当小车位于A点时，有xA=vAt=L-R ②
联立①②得vA=(L-R)
当小车位于B点时，有xB=vBt= ③
联立①③得vB=
(2)若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为
v0min=vA=(L-R) ④
若当小车经过C点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有
xC=v0maxt=L+R ⑤
联立①⑤得v0max=(L+R)
故沙袋被抛出时的初速度范围为(L-R)≤v0≤(L+R)
(3)要使沙袋能在B处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同，即tAB=(n=0，1，2，…) ⑥
tAB=t= ⑦
联立⑥⑦得v=(4n+1)πR(n=0，1，2，…)
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