2023-2024学年广东广州禺山高级中学高一(下)期中物理试题及答案

2023-2024学年广东省广州市禺山高级中学高一（下）期中物理试卷一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最一符合题意的。14分）关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是()A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C．表达式=k，k与中心天体有关D．表达式=k，T代表行星运动的公转周期24分）关于万有引力公式的理解，以下说法中正确的是()A．牛顿首先得到了万有引力定律，并且用实验测定了引力常量G的数值B．由公式可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大C．可看作质点的两物体间的引力可用公式计算D．两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的34分）下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内沿曲线从左向右减速飞行的轨迹，小鸟在轨迹最低点时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是()A.B.D.44分）如图所示，广州塔摩天轮位于塔身顶450米高空处，是世界最高摩天轮，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，观光球舱环绕一圈约为20分钟，游客可以从各个角度观赏广州夜景，下列说法正确的是()A．游客所受的向心力不变B．游客所受的合外力始终指向圆心C．观光球舱的角速度约为0.314rad/sD．游客始终只受重力和竖直向上的支持力54分）在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为6m/s2，下列说法正确的是()A．可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/sB．手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态C．自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向D．由an=可知手掌比手肘的向心加速度小64分）一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处清火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为v1、v2，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为t1、t2。以下判断正确的是 A．v1＞v2，t1＝t274分）如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直，则在铅笔未碰到橡皮前，橡皮的运动情况是()A．橡皮在水平方向上作匀速直线运动B．橡皮在竖直方向上作匀速直线运动C．橡皮的运动轨迹是一条直线D．橡皮在图示位置时的速度大小为vcosθ二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）86分）河面宽度为90m，河水流速为v1＝3m/s，小船在静水中的速度恒为v2＝6m/s，则下列说法正确的是()A．小船渡河的最短位移大于90mB．若小船船头始终与河岸垂直，渡河位移最小C．若要使小船渡河位移最短，则需使船头与上游河岸的夹角为60°D．若小船船头始终与河岸成某一角度，河水流速突然增大，渡河所需时间不变（多选）96分）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为v0，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，忽略空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是()A．水从槽口运动到水轮叶面的时间为B．水从槽口运动到水轮叶面的时间为C．水垂直打在水轮叶面上的速度大小为2v0D．水垂直打在水轮叶面上的速度大小为3v0（多选）106分）关于如图所示的四种圆周运动情景，说法正确的是()A．图甲：细绳一端系住盛水的小桶在竖直面内做圆周运动，要使水不流出，水在最高点所受的合力为零B．图乙：铁路弯道处的外轨略高于内轨，当火车速度大于设计速度时，会对外轨产生挤压C．图丙：汽车过凹形路面最低点时速度越大，对路面的压力越小D．图丁：小孩快速转动雨伞把雨水甩出去利用了离心现象，吸附在雨伞上的水所受合力小于所需向心力三、非选择题：本大题共5小题，共54分。1110分）在探究平抛运动的规律实验中：（1）某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。该同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，这说明。（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5cm，A、B、C是拍摄的三个小球位置，如果取g＝10m/s2，那么：①照相机拍摄时每s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为m/s。1210分）如图所示为探究“向心力大小F与小球质量m、角速度“和半径r之间关系”的实验装置：转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽一起转动；皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个槽内小球的角速度关系。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时传动皮带绕在半径（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上；（2）把两个质量相等的小球分别放在挡板A和挡板C做实验。匀速转动手柄，发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：4，则可推测出皮带连接的左、右两边塔轮半径之比为。1310分）摩托车飞越表演是一项惊险刺激的活动。假设在一次飞越河流的表演中，摩托车以72km/h的水平速度离开平台，成功落到对面的平台上，测得两岸平台的高度差为5m，如图所示，若飞越过程中不计空气阻力，摩托车可以看成质点，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）摩托车在空中的时长；（2）河流的最大宽度；（3）摩托车落地瞬间的速度。1410分）动画片“熊出没”中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，整个装置可视为质点且总质量为m，绳长为L且保持不变，绳子能承受的最大张力为Fm＝3mg，不计一切阻力，重力加速度为g，求：（1）设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂，求他们在最低点的速度vm的大小；（2）若绳长改为2L，两熊在水平面内做匀速圆周运动，如图丙。若两熊做圆锥摆运动时绳子与竖直方向的夹角为θ=60°,求此时绳子受到的拉力F的大小以及两熊的速度v的大小。1514分）图甲是我国传统农具——风鼓车。图乙是其工作原理示意图。转动摇柄，联动风箱内的风时，向车斗内送风。入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于2.5×10﹣5kg的谷粒为饱粒，落入第一出料口A1B；质量为1.5×10﹣3kg～2.5×10﹣5kg的谷粒为瘪粒，落入第二出料口A2B；质量小于1.5×10﹣5kg的草屑被吹出出风口。已知A1、B、A2三点在同一水平线上，A1B的宽度为0.18m，A1在H正下方，A1H的高度为0.45m。质量为2.5×10﹣5kg的谷粒从H漏出，恰好经B点落入A2B。设谷粒从H漏出时速度为零，谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用。重力加速度g取10m/s2。（1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间；（2）求谷粒所受水平风力的大小；（3）若瘪粒恰好能全部落入A2B，求A2B的宽度。2023-2024学年广东省广州市禺山高级中学高一（下）期中物理试卷一．选择题（共7小题）题号1234567答案BCCBABA二．多选题（共3小题）题号89答案CDBCBD一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题意的。14分）关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是()A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C．表达式=k，k与中心天体有关D．表达式=k，T代表行星运动的公转周期【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。【解答】解：A、根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确；B、根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积，但不同的行星扫过的面积不等，故B不正确；CD、根据开普勒第三定律可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，其中k与中心天体﹣﹣太阳有关，其中T表示行星公转的周期，故CD正确。本题选不正确的，故选：B。【点评】此题考查了开普勒行星运动定律的相关知识，开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。24分）关于万有引力公式的理解，以下说法中正确的是()A．牛顿首先得到了万有引力定律，并且用实验测定了引力常量G的数值B．由公式可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大C．可看作质点的两物体间的引力可用公式计算D．两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的【分析】牛顿首先得到了万有引力定律，卡文迪什用实验测定了引力常量G的数值。公式F=G适用于两质点间引力的计算，利用比例法分析引力与距离的关系。【解答】解：A、牛顿首先得到了万有引力定律，卡文迪什用实验测定了引力常量G的数值，故A错B、两物体紧靠在一起时，不能看成质点，万有引力公式不再适用，故B错误；C、公式F=G可用来计算看作质点的两物体间的引力，故C正确；D、根据公式两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的，故D错误。故选：C。【点评】此题需要掌握万有引力定律的公式以及应用条件，知道公式适用于两质点间引力的计算。34分）下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内沿曲线从左向右减速飞行的轨迹，小鸟在轨迹最低点时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是()A.B.D.【分析】物体做曲线运动时，速度方向沿曲线的切线方向，物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的内侧，分析清楚图示情景，然后答题。【解答】解：根据曲线运动的特点可知，速度方向沿曲线的切线方向，物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，减速飞行说明重力和F的合力的方向指向运动轨迹的凹侧，且与速度方向成钝角，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直；当物体速度减小时，合力与速度的夹角要大于90°;当物体速度增大时，合力与速度的夹角要小于90°。44分）如图所示，广州塔摩天轮位于塔身顶450米高空处，是世界最高摩天轮，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，观光球舱环绕一圈约为20分钟，游客可以从各个角度观赏广州夜景，下列说法正确的是()A．游客所受的向心力不变B．游客所受的合外力始终指向圆心C．观光球舱的角速度约为0.314rad/sD．游客始终只受重力和竖直向上的支持力【分析】A.向心力的方向始终指向圆心，向心力方向不断改变，据此分析作答；B.游客所受合力提供向心力，据此分析作答；C.根据匀速圆周运动的周期与角速度的关系求解作答；D.对游客进行受力分析，然后作答。【解答】解：A．游客随观光球舱做匀速圆周运动，向心力的方向始终指向圆心，向心力方向不断改变，故A错误；B．游客随观光球舱做匀速圆周运动，游客所受的合外力提供向心力，始终指向圆心，故B正确；C．根据匀速圆周运动的周期与角速度的关系，观光球舱的角速度约为w==rad/s=5.23×10−3rad/s，故C错误；D．由于轨道倾斜，游客随观光球舱做匀速圆周运动，则游客受重力、竖直向上的支持力以及摩擦力作用，故D错误。故选：B。【点评】本题以广州塔摩天轮为背景考查了匀速圆周运动的相关知识，要熟练掌握向心力的含义、能正确进行受力分析，掌握匀速圆周运动的周期与角速度的关系；注意：只有物体做匀速圆周运动时，物体所受的合力才完全提供向心力。54分）在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为6m/s2，下列说法正确的是()A．可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/sB．手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态C．自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向D．由an=可知手掌比手肘的向心加速度小【分析】根据向心加速度公式，可求出线速度大小；手臂摆到竖直位置时，手机的加速度方向向上，从而判断失重与超重；由于手臂自然摆动不是匀速圆周运动，所以手机合力并不沿手臂；利用向心加速度公式可求出手掌与手肘的向心加速度比值。【解答】解：A.由图可知，手机转动的半径约为0.65m，根据公式可得手臂摆到竖直位置时手机的线速度大小约为m/s≈2m/s，故A正确；B.手臂摆到竖直位置时，手机的加速度方向上，处于超重状态，故B错误；C.自然下摆过程中，手机做变速圆周运动所受合力不是始终沿手臂方向，故C错误；D.由公式an=ω2r，可知手掌与手肘的向心加速度之比约为2：1，故D错误。故选：A。【点评】学生在解答本题时，应注意变速圆周运动的合力不是始终沿半径方向指向圆心的。64分）一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处清火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为v1、v2，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为t1、t2。以下判断正确的是 A．v1＞v2，t1＝t2【分析】从最高点到失火处水做平抛运动，根据高度关系分析运动时间关系，结合水平位移关系分析水在最高点的速度关系。从喷出到最高点的逆过程也是平抛运动，再根据高度关系分析运动时间关系。根据水平速度和竖直速度关系，分析喷出时速度关系。【解答】解：从最高点到失火处水做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由h=gt2，解得：t=因为从最高点到失火处两水枪喷出的水下落高度相等，所以从最高点到失火处两水枪喷出的水运动时间相等。从喷出到最高点的逆过程也是平抛运动，上升高度相等，运动时间相等，所以甲、乙水枪喷出的水在空中运动的时间相同。从最高点到失火处的过程，甲水枪喷出的水水平射程较小，运动时间相等，由x＝vxt知甲水枪喷出的水速度在水平方向的分量vx较小，而其竖直方向的分速度vy与乙的相同，根据v=可知甲的初速度v1小于乙的初速度v2，故A正确，BCD错误。故选：B。【点评】本题考查斜抛运动，解题关键是能将运动分解到水平和竖直方向，选择合适公式进行判断。74分）如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直，则在铅笔未碰到橡皮前，橡皮的运动情况是()A．橡皮在水平方向上作匀速直线运动B．橡皮在竖直方向上作匀速直线运动C．橡皮的运动轨迹是一条直线D．橡皮在图示位置时的速度大小为vcosθ【分析】分析铅笔和橡皮的速度大小，可知橡皮和铅笔的水平速度相同；对铅笔与绳子接触点进行速度分解，可得出橡皮在竖直方向的速度情况；根据橡皮的竖直和水平速度分析，可得出橡皮的运动情况；利用速度的合成可求出橡皮在图示位置速度的情况。【解答】解：A.橡皮在水平方向上的速度与铅笔速度相同为v，所以橡皮在水平方向上作匀速运动，故A正确；B.将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图则沿绳子方向上的分速度为vsinθ,因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，所以橡皮在竖直方向上速度为vsinθ,因为θ逐渐增大，所以橡皮在竖直方向上做加速运动，故B错误；C.橡皮在水平方向上做匀速运动，竖直方向做加速运动，则合力在竖直方向上，合力与速度方向不在同一直线上，所以橡皮做曲线运动，故C错误；D.根据平行四边形定则得，橡皮在图示位置时的速度大小为v2+(vsinθ)2，故D错误。故选：A。【点评】学生在解答本题时，应注意熟练掌握运动的合成与分解，同时要清楚一根绳子上的速度大小是相等的。二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）86分）河面宽度为90m，河水流速为v1＝3m/s，小船在静水中的速度恒为v2＝6m/s，则下列说法正确的是()A．小船渡河的最短位移大于90mB．若小船船头始终与河岸垂直，渡河位移最小C．若要使小船渡河位移最短，则需使船头与上游河岸的夹角为60°D．若小船船头始终与河岸成某一角度，河水流速突然增大，渡河所需时间不变【分析】当合速度与河岸垂直时，位移最小；船参与了两个分运动，沿着船头方向且相对于静水的分运动，随着水流一起的分运动；小船船头始终与河岸成某一角度时，渡河时间与水流的速度大小无关。【解答】解：A．因为小船在静水中的速度大于河水流速，所以小船可以垂直河岸渡河，最短位移为90m；设此时船头与上游河岸的夹角为α,如图所示则有cosα=解得α=60°故A错误，C正确；B．若小船的船头始终与河岸垂直，渡河所需时间最短，渡河位移不是最小，故B错误；D．根据运动的独立性，渡河途中河水流速突然增大，因小船在静水中的速度恒为v2＝6m/s，则渡河所需时间不变，故D正确。故选：CD。【点评】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。（多选）96分）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为v0，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，忽略空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是()A．水从槽口运动到水轮叶面的时间为B．水从槽口运动到水轮叶面的时间为C．水垂直打在水轮叶面上的速度大小为2v0D．水垂直打在水轮叶面上的速度大小为3v0【分析】水从槽口水平流出后做平抛运动，结合水垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上时分速度关系，求出竖直方向分速度，从而计算出运动时间；根据速度的合成法求水垂直打在水轮叶面上的速度大小。【解答】解：AB、水从槽口水平流出后做平抛运动，水垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上时，有tan30°=解得水从槽口运动到水轮叶面的时间为，故A错误，B正确；CD、水垂直打在水轮叶面上的速度大小为=2v0，故C正确，D错误。故选：BC。【点评】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，通过运动学的基本公式解题。（多选）106分）关于如图所示的四种圆周运动情景，说法正确的是()A．图甲：细绳一端系住盛水的小桶在竖直面内做圆周运动，要使水不流出，水在最高点所受的合力为零B．图乙：铁路弯道处的外轨略高于内轨，当火车速度大于设计速度时，会对外轨产生挤压C．图丙：汽车过凹形路面最低点时速度越大，对路面的压力越小D．图丁：小孩快速转动雨伞把雨水甩出去利用了离心现象，吸附在雨伞上的水所受合力小于所需向心力【分析】A.根据竖直平面的圆周运动的临界条件分析作答；B.火车在水平面内做圆周运动，当火车速度大于设计速度时，火车有坐离心运动的趋势，据此分析轨道对火车的作用力；C.根据牛顿第二定律结合向心力公式分析作答；D.根据离心运动和离心现象分析作答。【解答】解：A．图甲中，细绳一端系住盛水的小桶在竖直面内做圆周运动，要使水不流出，水在最高点时水所受的重力完全提供圆周运动所需的向心力，故A错误；B．图乙中，铁路弯道处的外轨略高于内轨，当火车速度大于设计速度时，所需的向心力更大，外轨对轮缘的挤压与重力、支持力的合力共同通过向心力；根据牛顿第三定律可知，轮缘对外轨也会产生挤压作用，故B正确；C．图丙中，汽车过凹形路面最低点时速度越大，支持力与重力的合力提供向心力，故汽车过凹形路面最低点时速度越大，对路面的压力越大，故C错误；D．图丁中，小孩快速转动雨伞把雨水甩出去利用了离心现象，吸附在雨伞上的水所受合力小于所需向心力做离心运动，故D正确。故选：BD。【点评】本题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析，找到向心力，从而根据向心力公式判定运动情况。三、非选择题：本大题共5小题，共54分。1110分）在探究平抛运动的规律实验中：（1）某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。该同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5cm，A、B、C是拍摄的三个小球位置，如果取g＝10m/s2，那么：①照相机拍摄时每0.1s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为1.5m/s。【分析】（1）根据实验操作步骤和实验原理分析作答；（2）根据匀变速运动推论求时间间隔；根据匀速运动规律求水平初速度。【解答】解1）把两个质量相等的小钢球，从两斜槽的同一高度由静止同时释放，两个小钢球获得等大的水平速度，观察到两球在水平面相遇，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动；将L＝5.0cm＝0.05m代入可得t＝0.1s，v0＝1.5m/s故答案为1）平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动2）0.1；1.5【点评】本题主要考查了平抛运动的规律，求解时间间隔是解题的关键。1210分）如图所示为探究“向心力大小F与小球质量m、角速度w和半径r之间关系”的实验装置：转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽一起转动；皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个槽内小球的角速度关系。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关同（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上；（2）把两个质量相等的小球分别放在挡板A和挡板C做实验。匀速转动手柄，发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：4，则可推测出皮带连接的左、右两边塔轮半径之比为2：1。【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；（2）根据向心力公式分析出塔轮的半径之比。【解答】解1）根据F＝mω2r探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，为了使角速度相等，要选则半径相同的两个塔轮，为了使圆周运动的半径不相等，两个小球分别放在挡板C与挡板B处。（2）设轨迹半径为r，塔轮半径为R，根据向心力公式F＝mω2r根据v=ωR解得：左、右两边塔轮的半径之比为故答案为1）相同；挡板B；相同2）2：1【点评】本题主要考查了圆周运动的相关实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合向心力公式即可分析出塔轮的半径之比，难度不大。1310分）摩托车飞越表演是一项惊险刺激的活动。假设在一次飞越河流的表演中，摩托车以72km/h的水平速度离开平台，成功落到对面的平台上，测得两岸平台的高度差为5m，如图所示，若飞越过程中不计空气阻力，摩托车可以看成质点，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）摩托车在空中的时长；（2）河流的最大宽度；（3）摩托车落地瞬间的速度。【分析】（1）摩托车做平抛运动，可以把平抛运动可以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来求解，两个方向上运动的时间相同。（2）根据水平匀速直线运动求解河宽。（3）根据竖直自由落体运动求解落地竖直速度，根据运动的合成与分解求解合速度。【解答】解1）根据平抛运动竖直距离与时间关系得代入数据解得（2）水平方向初速度v0＝72km/h＝20m/s河流最大宽度为x＝v0t＝20×1m＝20m（3）落地时竖直速度为vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s由速度的合成得代入数据解得v＝105m/s答1）摩托车在空中的时长为1s；（2）河流的最大宽度为20m；（3）摩托车落地瞬间的速度为105m/s。【点评】此题考查了平抛运动的规律，平抛运动可以分解为在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来求解。1410分）动画片“熊出没”中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，整个装置可视为质点且总质量为m，绳长为L且保持不变，绳子能承受的最大张力为Fm＝3mg，不计一切阻力，重力加速度为g，求：（1）设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂，求他们在最低点的速度vm的大小；（2）若绳长改为2L，两熊在水平面内做匀速圆周运动，如图丙。若两熊做圆锥摆运动时绳子与竖直方向的夹角为θ=60°,求此时绳子受到的拉力F的大小以及两熊的速度v的大小。【分析】（1）熊大和熊二刚