2023-2024学年度第二学期高一第一次质量检测
物 理
一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分）
1. 在足球运动中，足球入网如图所示，则（ ）
A. 踢香蕉球时足球可视为质点 B. 足球在飞行和触网时惯性不变
C. 足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D. 触网时足球对网的力大于网对足球的力
【答案】B
【解析】
【详解】A．在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；
B．惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；
C．足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；
D．触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。
故选B
2. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误；
BD．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误；
C．离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。
故选B。
3. 河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示。若要以最短时间渡河，则（ ）
A. 船渡河的最短时间是60s
B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线
D. 船在河水中的最大速度是3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题图甲可知河宽300m，船头始终与河岸垂直时，船渡河的时间最短，则
故A错误，B正确；
C．由于船沿河漂流的速度大小始终在变化，故船的实际速度大小和方向也在时刻发生变化，船在河水中航行的轨迹是曲线，故C错误；
D．船沿河漂流的最大速度为4m/s，所以船在河水中的最大速度
D错误。
故选B。
4. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为θ时，下面说法正确的是（ ）
A. 物体A匀速上升 B. 物体A的速度大小为vcosθ
C. 物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示
根据平行四边形定则，物体A的速度
小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，故B正确，AC错误；
D．对A根据牛顿第二定律有
可知绳子的拉力大于A的重力，故D错误；
故选B。
5. 如图所示，小物块位于半径为R的半圆柱形物体顶端，若给小物块一水平速度，则小物块（ ）
A. 将沿半圆柱形物体表面滑下来
B. 落地时水平位移为
C. 落地速度大小为
D. 落地时速度方向与水平地面成60°角
【答案】C
【解析】
【详解】A．设小物块在半圆柱形物体顶端做圆周运动的临界速度为vc，则重力刚好提供向心力时，由牛顿第二定律得
解得
因为v0>vc，所以小物块将离开半圆柱形物体做平抛运动，A错误；
B．小物块做平抛运动时竖直方向满足
水平位移为
x=v0t
联立解得
x=2R
B错误；
CD．小物块落地时竖直方向分速度大小为
落地时速度的大小为
联立解得
由于，故落地时速度方向与水平地面成45°角，C正确，D错误。
故选C。
6. 某工厂为了落实有关节能减排政策，水平的排水管道满管径工作，减排前、后，水落点距出水口的水平距离分别为x0、x1，则减排前、后单位时间内的排水量之比（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设管的横截面积为S，则排水量为
减排前，水流速为v1，则t时间内排水量
减排后，水流速为v2，则t时间内排水量
减排前、后单位时间内的排水量之比
故选A
7. 在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（ ）
A. 水和油的线速度大小相等 B. 水的向心加速度比油的小
C. 油对水有指向圆外的作用力 D. 水对油的作用力大于油对水的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】由于水的密度大于油的密度，因此水在底层，油在上层。
A．水和油的角速度相等，但运动半径不同，因此线速度不相等，A错误；
B．根据
由于水的半径大，因此水的向心加速度比油的大，B错误；
CD．油做圆周运动的向心力是由水提供的，根据牛顿第三定律，油对水有指向圆外的作用，且与水对油的作用力大小相等，C正确，D错误。
故选C。
8. 学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动；自动识别区ab到a＇b＇的距离为6.9m。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3s；若汽车可看成高1.6m的长方体，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m。要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角速度至少为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】闸杆转动时间为
汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角度至少为
解得
闸杆转动的角速度至少为
故选A。
二、多选题（本题共4小题，每题6分，共24分。每题至少有两个正确答案，答案正确但不全，得3分。）
9. 如图所示，歼-15沿曲线MN向上爬升，图中画出的表示歼-15在P点受到合力的四种方向，其中正确的说法有（ ）
A. 若合力沿①方向，则飞机做曲线运动的速度越来越小
B. 若合力沿②方向，则飞机做曲线运动的速度越来越大
C. 若合力沿③方向（切线方向），则飞机做曲线运动的速度越来越大
D. 合力不可能沿④方向
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．若合力沿①方向，合力方向与速度方向间的夹角为钝角，飞机做曲线运动的速度越来越小，故A正确；
B．若合力沿②方向，合力方向与速度方向间的夹角为锐角，飞机做曲线运动的速度越来越大，故B正确；
CD．歼-15从M点运动到N点做曲线运动，合力方向指向轨迹弯曲方向，故合力不可能沿③方向，也不可能沿④方向，故C错误D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平地跳跃并离开屋顶，在下一栋建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是，那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是（g取，不计空气阻力）（ ）
A. 他安全跳过去是可能的
B. 他安全跳过去是不可能的
C. 如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应不小于
D. 如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应小于
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．演员从屋顶跳出做平抛运动，竖直方向有，可得演员的飞行时间为
水平方向有可得，水平位移为
则演员不能安全跳过，故A错误B正确；
CD．如果要安全跳过去，则演员水平位移应不小于，根据公式可得，他在屋顶水平跳跃速度
故D错误C正确。
故选BC。
11. “水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻中，时刻加速度最大
B. “水火箭”在时刻达到最高点
C. 在时刻失去推力
D. 时间内“水火箭”做自由落体运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知，在时刻斜率最大，则加速度最大，故A正确；
B．“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，时刻后仍在上升，故B错误；
C．DE段是斜率绝对值为g的直线，说明t3时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在时刻失去推力，故C正确；
D．时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（ ）
A. 当时，A、B相对于转盘会滑动
B. 当，绳子一定有弹力
C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大
D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘即将滑动，则有
解得
所以，当时，A、B相对于转盘会滑动，故A正确；
B．当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，即有
解得
可知当时，绳子有弹力，故B正确；
C．当时，B已达到最大静摩擦力，则ω在范围内增大时，B受到的摩擦力不变，故C错误；
D．ω在范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，当时，绳上无拉力，则
当ω增大时，静摩擦力也增大；
当时，B的摩擦力不变，有
可知随着ω增大，绳上拉力增大，对A有
得
可知随着ω增大，A所受摩擦力也增大，故D正确。
故选ABD。
三、实验题（本题共2小题，共15分）
13. 如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过点处的开关2控制。通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、C。断开开关1，A、B两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在点相遇。
（1）球A、B在点相遇，说明平抛运动在水平方向是___________运动；
（2）球A、C在点相遇，说明平抛运动在竖直方向是___________运动；
（3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为，则小球A做平抛运动的初速度大小为__________。（重力加速度大小取）
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 自由落体 ③. 1.33
【解析】
【详解】（1）[1] A球做平抛运动，B球做匀速直线运动，球A、B在P点相遇，说明A、B两球在水平方向运动规律相同，即平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
（2）[2] A球做平抛运动，C球做自由落体运动，球A、C在P点相遇，A、C两球在竖直方向运动规律相同，即平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
（3）[3] A球做平抛运动，在竖直方向
代入数据解得
A球平抛运动的初速度
14. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度w之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）本实验采用的主要实验方法为___________
A.等效替代法 B.控制变量法 C.放大法
（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在位置C和位置B处，将传动皮带置于第___________层（填“一”、“二”或“三”）。
（3）若要探究向心力的大小F与角速度w的关系，需选择两个质量___________（填“相等”或“不相等”）的小球，分别放在位置C和位置___________（填“A”或“B”）。
（4）某同学通过实验得到如下表格中的数据，
实验次数 小球质量之比 半径之比 角速度之比 向心力大小之比 （标尺格子数之比）
1 1：1 1：1 1：1 1：1
2 1：1 1：1 1：2 1：4
3 1：1 1：1 1：3 1：9
根据上述数据可以得到的结论是：___________。
【答案】 ①. B ②. 一 ③. 相等 ④. A ⑤. 向心力F跟小球质量m成正比，跟角速度w的平方成正比，跟运动半径r成正比。
【解析】
【详解】（1）[1] 本实验采用的主要实验方法为控制变量法。
故选B。
（2）[2] 若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在位置C和位置B处，将传动皮带置于第一层。第一层，两塔轮的半径相同，因为是皮带传动，线速度相同，由
得
两塔轮转动的角速度相同，两钢球转动的角速度也相同。
（3）[3] [4] 若要探究向心力的大小F与角速度w的关系，需控制质量和半径相同。需选择两个质量相等的小球，分别放在位置C和位置和位置A。
（4）[5] 向心力F跟小球质量m成正比，跟角速度w的平方成正比，跟运动半径r成正比。
四、解答题（本题共3小题，共29分）
15. 我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【答案】(1)；（2）2m/s2，
【解析】
【详解】（1）空载起飞时，升力正好等于重力：
满载起飞时，升力正好等于重力：
由上两式解得：
（2）满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动，所以
解得：
由加速的定义式变形得：
解得：
16. 如图所示为一辆厢式货车的后视图。该厢式货车在水平路面上做转弯测试，圆弧形弯道的半径R＝8 m，车轮与路面间的最大径向摩擦力为车对路面压力的0.8。货车内顶部用细线悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数F＝4 N。取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。
（1）货车向左转弯还是右转弯？
（2）该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，车的最大速度vmax是多大？
（3）该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数为F′＝5 N，此时细线与竖直方向的夹角θ是多大？货车的速度v′有多大？
【答案】（1）货车向左转弯（2）8m/s（3）37°，
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析可知小球的合力向左，故货车向左转弯。
（2）设货车的总质量为M，转弯时不发生侧滑有
解得
（3）货车匀速运动时
,
此次货车转弯时小球受绳的拉力，分析有
则
小球受到的合力为F合
由牛顿第二定律有
解得
17. 如图所示，装甲车在水平地面上以某一速度沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h=1.8m．在车正前方竖直立一块半径为1.8m的圆形靶，其底边与地面接触，枪口与靶距离为L时，机枪手正对把心射出第一发子弹，子弹的对地速度为=824m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始减速运动，行进s=92m后停下．装甲车停下后，机枪手以对地速度=800m/s发射第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g=10m/s )
(1)若L=412m，求第一发子弹留下的弹孔离靶心的距高．
(2)若L=412m，靶在第二发子弹射出瞬间开始匀速转动．要使靶上的两个弹孔在同一条直线上，求靶转动角速度的可能值；
(3)若只有一发子弹能打中靶，求L的范围．
【答案】（1）；（2）(n=1，2，3......) ；（3）494.4m【解析】
【详解】（1）子弹运动时间为
下落的高度为
（2）根据题意有
其中
(n=1，2，3......)
可得
(n=1，2，3......)
（3）只有一发子弹能击中，若L太小，两发都能击中；若L太大，一发都击不中
第一颗子弹打到靶的下沿时
第二颗子弹打到靶的下沿时
故L的范围为
494.4m物 理
一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分）
1. 在足球运动中，足球入网如图所示，则（ ）
A. 踢香蕉球时足球可视为质点 B. 足球在飞行和触网时惯性不变
C. 足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D. 触网时足球对网的力大于网对足球的力
2. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（ ）
A. B.
C D.
3. 河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示。若要以最短时间渡河，则（ ）
A. 船渡河的最短时间是60s
B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线
D. 船在河水中的最大速度是3m/s
4. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为θ时，下面说法正确的是（ ）
A. 物体A匀速上升 B. 物体A的速度大小为vcosθ
C. 物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力
5. 如图所示，小物块位于半径为R半圆柱形物体顶端，若给小物块一水平速度，则小物块（ ）
A. 将沿半圆柱形物体表面滑下来
B. 落地时水平位移为
C. 落地速度大小为
D. 落地时速度方向与水平地面成60°角
6. 某工厂为了落实有关节能减排政策，水平的排水管道满管径工作，减排前、后，水落点距出水口的水平距离分别为x0、x1，则减排前、后单位时间内的排水量之比（ ）
A. B. C. D.
7. 在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（ ）
A. 水和油的线速度大小相等 B. 水的向心加速度比油的小
C. 油对水有指向圆外的作用力 D. 水对油的作用力大于油对水的作用力
8. 学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动；自动识别区ab到a＇b＇的距离为6.9m。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3s；若汽车可看成高1.6m的长方体，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m。要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角速度至少为（ ）
A. B.
C. D.
二、多选题（本题共4小题，每题6分，共24分。每题至少有两个正确答案，答案正确但不全，得3分。）
9. 如图所示，歼-15沿曲线MN向上爬升，图中画出的表示歼-15在P点受到合力的四种方向，其中正确的说法有（ ）
A. 若合力沿①方向，则飞机做曲线运动的速度越来越小
B. 若合力沿②方向，则飞机做曲线运动的速度越来越大
C. 若合力沿③方向（切线方向），则飞机做曲线运动的速度越来越大
D. 合力不可能沿④方向
10. 如图所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平地跳跃并离开屋顶，在下一栋建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是，那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是（g取，不计空气阻力）（ ）
A. 他安全跳过去是可能的
B. 他安全跳过去是不可能的
C. 如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应不小于
D. 如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应小于
11. “水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻中，时刻加速度最大
B. “水火箭”时刻达到最高点
C. 在时刻失去推力
D. 时间内“水火箭”做自由落体运动
12. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（ ）
A. 当时，A、B相对于转盘会滑动
B. 当，绳子一定有弹力
C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大
D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大
三、实验题（本题共2小题，共15分）
13. 如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过点处的开关2控制。通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、C。断开开关1，A、B两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在点相遇。
（1）球A、B在点相遇，说明平抛运动在水平方向___________运动；
（2）球A、C在点相遇，说明平抛运动在竖直方向是___________运动；
（3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为，则小球A做平抛运动的初速度大小为__________。（重力加速度大小取）
14. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度w之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）本实验采用的主要实验方法为___________
A.等效替代法 B.控制变量法 C.放大法
（2）若要探究向心力大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在位置C和位置B处，将传动皮带置于第___________层（填“一”、“二”或“三”）。
（3）若要探究向心力的大小F与角速度w的关系，需选择两个质量___________（填“相等”或“不相等”）的小球，分别放在位置C和位置___________（填“A”或“B”）。
（4）某同学通过实验得到如下表格中的数据，
实验次数 小球质量之比 半径之比 角速度之比 向心力大小之比 （标尺格子数之比）
1 1：1 1：1 1：1 1：1
2 1：1 1：1 1：2 1：4
3 1：1 1：1 1：3 1：9
根据上述数据可以得到的结论是：___________。
四、解答题（本题共3小题，共29分）
15. 我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
16. 如图所示为一辆厢式货车的后视图。该厢式货车在水平路面上做转弯测试，圆弧形弯道的半径R＝8 m，车轮与路面间的最大径向摩擦力为车对路面压力的0.8。货车内顶部用细线悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数F＝4 N。取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。
（1）货车向左转弯还是右转弯？
（2）该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，车的最大速度vmax是多大？
（3）该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数为F′＝5 N，此时细线与竖直方向的夹角θ是多大？货车的速度v′有多大？
17. 如图所示，装甲车在水平地面上以某一速度沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h=1.8m．在车正前方竖直立一块半径为1.8m的圆形靶，其底边与地面接触，枪口与靶距离为L时，机枪手正对把心射出第一发子弹，子弹的对地速度为=824m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始减速运动，行进s=92m后停下．装甲车停下后，机枪手以对地速度=800m/s发射第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g=10m/s )
(1)若L=412m，求第一发子弹留下的弹孔离靶心的距高．
(2)若L=412m，靶在第二发子弹射出的瞬间开始匀速转动．要使靶上的两个弹孔在同一条直线上，求靶转动角速度的可能值；
(3)若只有一发子弹能打中靶，求L的范围．
