2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校北京班高一（下）第一次月考物理试卷

这是一份2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校北京班高一（下）第一次月考物理试卷，共22页。

2. 关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是( )
A. 初速度不为零的质点，受到与初速度的方向不在同一条直线上的外力作用
B. 质点可以不受到外力作用
C. 质点加速度的方向必须发生变化
D. 质点受到的外力与加速度有一夹角
3. 质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，而保持F2、F3不变，则质点( )
A. 一定做匀变速运动B. 一定做直线运动
C. 一定做非匀变速运动D. 一定做曲线运动
4. 物体做曲线运动，在其运动轨迹上某一点的加速度方向( )
A. 为通过该点的曲线的切线方向
B. 与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C. 与物体在这一点的速度方向一致
D. 与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为0
5. 关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是( )
A. 所受合外力的大小或方向至少有一个是不变的
B. 所受合外力的大小或方向至少有一个是变化的
C. 合外力的方向与初速度的方向不相同时，一定做曲线运动
D. 曲线运动有可能是匀变速运动
6. 排球是大家很熟悉的一项体育运动。在国际赛事中，中国女排姑娘们凭借着团结协作、顽强拼搏的女排精神创造了一个又一个辉煌，极大地激发了中国人的自豪、自尊和自信。如图所示，在排球场上发球运动员将排球斜向上击出，排球运动一段时间后落至A点。已知排球在空中运动轨迹的最高点为O点，排球可视为质点，忽略空气阻力的影响。关于排球运动过程中速度方向和受力方向，下列图中正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示，一重物在塔吊机的作用下运动，某时刻重物相对地面的速度大小为3m/s，水平速度大小为2m/s，则此刻重物竖直方向上的速度大小为( )
A. 1m/s
B. 5m/s
C. 5m/s
D. 13m/s
8. 把一个小球从离地高h=3m的空中水平抛出，落地点距抛出点的水平距离s=4m，则这个小球运动的位移为( )
A. 3m
B. 4m
C. 5m
D. 无法确定
9. 一小船以相对水恒定的速度横渡黄浦江，且船头始终垂直对岸．若水流运动是匀速的，船渡江的路程和所用的时间与水速的关系是( )
A. 水速越大，路程越长，时间越长
B. 水速越大，路程越长，时间越短
C. 水速越大，路程越长，时间不变
D. 路程、时间与水速均无关
10. 小船在静水中的速度是5m/s，一条河宽60m，河水流速为4m/s，下列说法正确的是( )
A. 小船在河中运动的最大速度是5m/s
B. 小船在河中运动的最小速度是3m/s
C. 小船渡过河的最短时间是12s
D. 小船渡过河的最小距离是80m
11. 某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球，此时无人机到水平地面的距离为h。空气阻力忽略不计，重力加速度为g。根据上述信息，不能求出( )
A. 小球下落的时间B. 小球运动的轨迹方程
C. 小球的质量D. 小球释放点与落地点之间的水平距离
12. 为了研究平抛物体的运动，可进行如下实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开做自由落体运动，两球同时落到水平地面，改变下落高度依然观察到上述现象，由此说明A球离开轨道后( )
A. 水平方向的分运动是匀速运动B. 水平方向的分运动是匀加速运动
C. 竖直方向的分运动是匀速运动D. 竖直方向的分运动是自由落体运动
13. 下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动“实验的误差增大( )
①小球与斜槽之间有摩擦；
②安装斜槽时其末端不水平；
③建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点；
④根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远。
A. ①②B. ②③C. ①③D. ②④
14. 2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京开幕，至此，北京成为全世界唯一一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。如图所示，某次训练中，短道速滑运动员在水平冰面上做匀速圆周运动，则运动员( )
A. 受到冰面的作用力大小恒定，做匀加速运动
B. 受到冰面的作用力大小恒定，做变加速运动
C. 受到冰面的作用力大小变化，做匀加速运动
D. 受到冰面的作用力大小变化，做变加速运动
15. 如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，小齿轮和后车轮共轴转动，大齿轮、小齿轮、后车轮的半径分别为2r、r、4r，A、B、C分别是其边缘一点，它们加速度大小和周期之比分别是( )
A. 1：2：1和1：2：2B. 1：2：8和2：1：4
C. 1：2：8和2：1：1D. 1：2：1和2：1：1
16. 一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为( )
A. 2m/s2B. 4m/s2C. 0D. 4πm/s2
17. 闹钟是带有闹时装置的钟，既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号.如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为1：3：5，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的线速度大小之比和角速度之比分别为( )
A. 1：1 1：5B. 1：1 5：1C. 5：1 1：5D. 5：1 5：1
18. 如图所示，当列车以恒定速率v通过一段半径为r的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上水杯内的水面(与车厢底板平行)。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是( )
A. 列车转弯时的速率v=gtanθrB. 列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C. 水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力D. 水杯内水面与水平方向的夹角大于θ
19. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球(可视为质点)，另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v，O轴处有一力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F−v2(v为小球在最高点处的速度)图象如图乙所示，取g=10m/s2，则( )
A. 小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s
B. 小球在最高点的速度大小为15m/s时，杆对球的作用力为支持力
C. 小球的质量为3kg
D. O轴到小球的距离为0.5m
20. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴OO′匀速转动的水平转台中央处。质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60∘，重力加速度为g。此时转台转动的角速度大小为( )
A. 2gRB. 3gRC. 2gRD. g3R
21. 下列说法正确的是( )
A. 物体受到的合外力方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动
B. 物体受到的合外力方向与速度方向呈锐角时，物体做曲线运动
C. 物体所受到的合外力方向与速度方向呈钝角时，物体做减速直线运动
D. 物体受到的合外力方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动
22. 如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则( )
A. a点和b点的线速度大小相等B. a点和b点的角速度大小相等
C. a点和c点的线速度大小相等D. a点和d点的向心加速度大小相等
23. 如图，轻杆一端固定有质量为m=1kg的小球，另一端安装在水平轴上，转轴到小球的距离为5cm.转轴固定在质量M=5kg的带有动机(电动机没画出来)的三角形的支架上．在电动机作用下，轻杆在竖直面内做匀速圆周运动．若转轴达到某一恒定转速n时，在最高点，杆受到小球的压力为2N，重力加速度g=10m/s2，则( )
A. 小球运动到最高点时，小球受到的向心力为12N
B. 小球运动到最高点时，地面对M的支持力为52N
C. 小球运动到图示水平位置时，地面对M的摩擦力为8N
D. 把杆换成轻绳，同样转速的情况下，小球仍能通过图示的最高点
24. 如图所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的倾角α=30∘、长度l=10m。在顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，经过一段时间后，小球落在水平地面上或者斜面上。对于这一过程，下列说法正确的是( )
A. 若小球的初速度为8m/s，则小球落在斜面上
B. 若小球的初速度为10m/s，则小球落在斜面上
C. 若小球的初速度变大，则位移方向与水平方向的夹角一定变大
D. 若小球的初速度变大，则小球在落点时的速度方向与水平方向的夹角可能不变
25. “研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
①实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是______
A.天平 B.秒表 C.刻度尺
②在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______(选填“相同”或“不同”)
③如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为(40cm,20cm)，g取10m/s2，则小球平抛的初速度v0=______m/s，若B点的横坐标为xB=60cm，则B点纵坐标为yB=______m。
④一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A.将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B.O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度v0为______
A.(x22−x12)g2yB.(x22+x12)g2yC.x2+x12g2yD.x2−x12g2y
26. 如图所示，在倾角为37∘的斜面上从A点以6m/s的初速度水平抛出一个小球，小球落在B点。取sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，重力加速度大小为g，求：
(1)A、B两点间的距离和小球在空中飞行的时间；
(2)小球刚碰到斜面时的速度方向与水平方向夹角的正切值。
27. 一辆质量为m=1000kg的赛车以某一速度进入一个水平圆弧形赛道，已知赛道半径为R=50m，(g取10m/s2)问：
(1)晴天时，赛车和路面间的动摩擦因数是0.50，若赛车的速度为15m/s，则比赛过程中赛车能否能顺利通过弯道(即不发生侧滑)
(2)雨天时，赛车和路面间的动摩擦因数是0.20，若赛车能顺利通过弯道，则赛车的最大速度为多少．
28. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60∘.已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为Ff=34mg。
(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度ω0；
(2)若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的取值范围。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：铅球做平抛运动轨迹由A到C，B点的速度方向沿切线方向，即BD方向，故B正确，ACD错误；
故选：B。
根据曲线运动的知识可知，在曲线运动中，某时刻的瞬时速度方向是顺着轨迹方向，在某点的切线方向，结合图片完成分析。
本题主要考查了曲线运动的相关应用，学会利用轨迹分析出物体的瞬时速度为轨迹的切线方向即可，难度不大。
2.【答案】A
【解析】解：A、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故A正确。
B、当外力方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，故B错误。
C、物体做曲线运动的物体加速度不一定变化，如平抛运动，加速度不变，故C错误。
D、根据牛顿第二定律可知，质点受到的外力与加速度方向必然相同，故D错误。
故选：A。
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。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，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。
3.【答案】A
【解析】解：物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，物体的合力与F1大小相等、方向相反，说明物体受到的合力恒定不变，加速度不变，物体做匀变速运动，若原来的F1与速度方向相反时，撤去F1后，物体的合力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动；若原来的F1与速度方向相同时，撤去F1后，物体的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动；若物体原来做匀速直线运动，而且原来的F1与速度不在同一直线上时，撤去F1后，物体的合力与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动。故知物体可能做直线运动，也可能做曲线运动。故A正确，BCD错误。
故选：A。
物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，余下力的合力与F1大小相等、方向相反，根据物体的合力与速度方向可能的关系，分析物体可能的运动情况．
本题中利用了平衡条件的推论，得到撤去F1后物体的合力是恒力，关键要分情况讨论合力与速度方向间的关系，分析物体的运动性质．
4.【答案】D
【解析】解：做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的曲线的切线方向，而所受合力方向与速度方向不在同一条直线上，又由于加速度方向与合外力方向相同，速度的方向与该点曲线的切线方向相同，所以加速度方向与速度方向不在同一直线上，即与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为0，故ABC错误，D正确。
故选：D。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度方向与合外力方向相同，速度的方向与该点曲线的切线方向相同。
解决该题的关键是掌握物体做曲线运动的条件，知道曲线运动的速度方向沿着曲线的切线方向。
5.【答案】D
【解析】解：AB、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，而合外力的大小与方向都不一定发生变化，如平抛运动，故A错误，B错误；
C、合外力的方向与初速度的方向相反时，物体做直线运动，故C错误；
D、曲线运动有可能是匀变速运动，如平抛运动，故D正确。
故选：D。
既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动；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。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，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。
6.【答案】A
【解析】解：
AB、排球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向，故A正确，B错误；
C、根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧，故C错误；
D、排球运动的过程中受到竖直向下的重力，受力的方向始终竖直向下，故D错误。
故选：A。
本题以排球是大家很熟悉的一项体育运动为情景载体，考查了曲线运动的性质以及物体做曲线运动的条件，明确物体做曲线运动时，力和速度不在同一直线上，且力一定指向曲线的凹侧。明确曲线运动的性质，知道曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，而受力方向一定指向曲线的凹侧．
7.【答案】B
【解析】解：将水平方向与竖直方向的两速度进行合成，如图所示；
根据速度的合成和分解规律可知，合速度为：
v合=v水2+v竖2
而水平速度大小为：v水=2m/s，
重物相对地面的速度大小，即为：v合=3m/s，
那么重物竖直方向上的速度大小：v竖=32−22m/s=5m/s，故ACD错误，B正确；
故选：B。
根据给出重物相对地面的速度大小，即合速度大小，根据平行四边形定则进行合成，作出平行四边形，再根据几何关系即可求解分速度的大小．
本题考查运动的合成与分解应用，要注意明确速度为矢量，在合成时要注意几何关系的正确应用，同时要会辨别分速度与合速度．
8.【答案】C
【解析】
【分析】已知小球的水平位移和竖直位移，由几何关系可求出小球运动的总位移。
本题考查对平抛运动的理解，要注意明确物体的位移是从起点到终点的有向线段，正确利用几何关系才能准确求解。
【解答】小球水平位移为4m，竖直方向下落3m，运动轨迹如图所示，由几何关系可知，小球运动的位移x=h2+s2=32+42m=5m，故C正确，ABD错误。
故选：C。
9.【答案】C
【解析】解：在垂直于河岸方向上，静水速不变，根据t=dv静知渡河的时间不变，水速增大，渡河沿河岸方向上的位移增大，则路程增大．故C正确，A、B、D错误．
故选C.
将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据合运动与分运动具有等时性进行分析．
过河问题是运动的合成与分解部分典型题型．本题要注意题设条件：船头始终垂直河岸，否则结果会不同．
10.【答案】C
【解析】解：A、依据速度的合成法则，船在这条河中运动时的最大速度：vmax=5m/s+4m/s=9m/s，故A错误；
B、依据速度的合成法则，船在这条河中运动的最小速度：vmin=5m/s−4m/s=1m/s，故B错误；
C、当静水速度的方向与河岸垂直时，渡河时间最短为：tmin=dvc=605s=12s，故C正确；
D、因水流速度小于船的静水速度，则当船的合速度垂直河岸时，渡河的位移最小为河宽，等于60m，故D错误。
故选：C。
根据平行四边形定则求出最大速度和最小速度；因为水流速度小于船的静水速度，故船可以垂直河岸过河；当静水速度的方向与河岸垂直，渡河时间最短；当合速度垂直河岸时，则渡河的位移最短，且速度的合成满足平行四边形定则，从而即可求解。
解决本题的关键知道当静水速度与河岸垂直时，渡河时间最短，在水流速度小于船的静水速度的条件下，合速度能够垂直河岸，位移最小为河宽，并掌握矢量的合成法则。
11.【答案】C
【解析】解：A、根据h=12gt2可得：t=2hg，所以能够求出小球下落的时间，故A不符合题意；
B、小球在水平方向的位移为：x=v0t′，结合y=12gt′2联立解得：y=g2v02⋅x2，所以能够得到小球运动的轨迹方程，故B不符合题意；
C、根据题中的条件，无法得到小球的质量，故C符合题意；
D、小球释放点与落地点之间的水平距离为：x水平=v0t=v02hg，所以能够得到小球释放点与落地点之间的水平距离，故D不符合题意。
本题选不能求出的物理量，故选：C。
已知小球做平抛运动的初速度、下落的高度，根据平抛运动的规律分析能够求解的物理量。
本题主要是考查了平抛运动规律的应用，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，能够根据平抛运动的规律结合运动学公式解答。
12.【答案】D
【解析】AB、A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律，故AB错误。
CD、由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同。由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故C错误，D正确。
故选D。
A球沿水平方向抛出做平抛运动，同时B球被松开，自由下落做自由落体运动，发现每次两球都同时落地，只能说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动。
本题考查分析推理的能力。本实验采用对比的方法来研究平抛运动水平方向的分运动情况。
13.【答案】B
【解析】解：只要每次小球开始释放的位置相同，尽管管轨道有摩擦，小球抛出速度仍相同，故①项错误；
若斜槽末端不水平，小球离开槽口后将不做平抛运动；
坐标原点应为小球离开槽口时球心现在竖直方木板上的水平投影点，故不是槽口位置；
在曲线上取较远的点测量初速度是，由于x和y较大，而使测量误差相对较小，进而使初速度的测量相对也校准，综上所述，②③会使实验的误差增大，故B正确，ACD错误；
故选：B。
根据实验原理掌握正确的实验操作。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作即可，难度不大。
14.【答案】B
【解析】解：匀速圆周运动，合力提供向心力，所以合力是大小不变，方向始终指向圆心，对运动员受力分析，冰对运动的作用力有两个作用效果：竖直分力和运动员的重力平衡，水平分力提供向心力，所以竖直分力恒定，水平分力大小不变，方向始终指向圆心。则冰面对运动的作用力大小不变，方向始终指向圆心偏上，是变化的，即合力是变化的，做变加速运动，受力如图所示
故B正确，ACD错误。
故选：B。
匀速圆周运动合力提供向心力，是大小不变，方向始终指向圆心的变力，再根据受力分析找到冰面对运动员的力。
可以运用力的分解，分析冰面的力产生的效果，一个分力与重力平衡，另一个分力提供向心力，还可以按照力的合成，重力和冰面的作用力的合力提供向心力，大小不变，方向始终指向圆心，所以冰的作用力大小不变，方向始终变化，是变力，做变加速运动。
15.【答案】C
【解析】解：大齿轮、小齿轮属于“皮带传动模型”，A、B线速度大小相等，由a=v2r和T=2πrv得aA：aB=rB：rA=1：2，TA：TB=rA：rB=2：1；小齿轮、后车轮属于“同轴转动”模型，角速度相等，由a=ω2r和T=2πω得aB：aC=rB：rC=1：4，TB：TC=1：1，所以A、B、C加速度大小之比为1：2：8，周期之比为2：1：1，故C正确，ABD错误。
故选：C。
大齿轮、小齿轮属于“皮带传动模型”，A、B线速度大小相等；小齿轮、后车轮属于“同轴转动”模型，周期相等，结合a=v2r=ω2r和T=2πrv=2πω求解。
本题考查了匀速圆周运动的“皮带传动模型”和“同轴转动模型，要注意根据题意特点灵活运用a=v2r=ω2r和T=2πrv=2πω。
16.【答案】D
【解析】解：圆周运动的半径为：r=vT2π=4×22π=4πm，
加速度为：a=v2r=164π=4πm/s2.故D正确，A、B、C错误．
故选：D.
加速度等于速度的变化率，匀速圆周运动的加速度等于向心加速度，结合线速度与周期与向心加速度的关系求出速度的变化率．
解决本题的关键知道加速度等于速度的变化率，掌握向心加速度与线速度、周期的关系，并能灵活运用．
17.【答案】B
【解析】解：AB、大齿轮和小齿轮是同缘传动，边缘点的线速度大小相等，故M点和N点的线速度大小之比为1：1，M点和N点的半径之比为1：5，线速度大小相等，即线速度之比为1：1，根据v=ωr，角速度之比等于半径的反比，为5：1，故B正确，ACD错误。
故选：B。
大齿轮和小齿轮是同缘传动，边缘点的线速度大小相等；再根据v=ωr判断角速度的关系。
解决本题的关键知道线速度、角速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，基础题．
18.【答案】AB
【解析】解：A、设玩具小熊的质量为m，则玩具受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆弧运动的向心力F(如图)，则根据牛顿第二定律有：mgtanθ=mv2r，可知列车在转弯时的速率为v=gtanθr，故A正确；
B、根据牛顿第二定律有：mgtanθ=ma，列车的向心加速度a=gtanθ，由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车与轨道均无侧向挤压作用，故B正确；
C、水杯的向心加速度a=gtanθ，由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，故C错误；
D、在杯内水面取一微小质量元，此微元受到的重力与支持力的合力产生的加速度大小为a=gtanθ，可知水杯内水面与水平方向的倾斜角等于θ，水杯内水面与桌面平行，故D错误。
故选：AB。
通过对小熊的受力分析，求得小熊的向心加速度，由于小熊相对于列车不动，故具有相同的向心加速度，然后在对列车和水杯受力分析，判断出受力情况即可。
解决该题需要明确知道整体的加速度相同，掌握用隔离法将小熊隔离出来分析求解整体的加速度，知道火车在不受到侧向挤压的情况下的加速度大小。
19.【答案】D
【解析】解：A、因为是轻杆模型，所以小球恰好通过最高点时的速度大小为v=0，故A错误；
C、当小球通过最高点的速度为零时，杆对小球的支持力恰好等于小球的重量，由图乙可知，小球的重量为3N，即质量为0.3kg，故C错误；
D、当小球通过最高点时的速度的平方为5m2/s2时，恰好对杆没有作用力，此时重力提供向心力，根据：mg=mv2L，可知杆的长度为0.5m，故D正确；
B、当小球以15m/s的速度通过最高点时，根据牛顿第二定律得：mg+T=mv2L，联立解得：T=6N，此时杆对球的作用力向下为拉力，故B错误。
故选：D。
在最高点，若v=0，则N=mg=3N；若N=0，根据：mg=mv2L，联立即可求得小球质量和运动半径L；当小球以15m/s的速度通过最高点时，通过牛顿第二定律求得杆对球的作用力。
本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息。
20.【答案】A
【解析】解：物块受重力mg、支持力N，它们的合力提供向心力，受力分析如图所示。
由受力示意图可得F合=mgtan⁡60∘=mRsin⁡60∘⋅ω2
解得：ω=2gR
故A正确，BCD错误。
故选：A。
小物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出可求出角速度大小。
解决本题的关键是搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解。
21.【答案】ABD
【解析】解：A、物体受到的合外力方向与速度方向相同，加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，故A正确；
B、物体受到的合外力方向与速度方向成锐角或钝角时，即速度方向和合外力方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故B正确，C错误；
D、物体受到的合外力方向与速度方向相反时，加速度方向与速度方向相反，物体做减速直线运动，故D正确．
故选：ABD.
当合力与速度方向在同一条直线上时，物体做直线运动，不在同一直线上时做曲线运动．
本题主要考查了物体做直线运动的曲线运动的条件，难度不大，属于基础题．
22.【答案】CD
【解析】解：A、皮带不打滑，a和c线速度相同，但b和c半径不同、线速度不同，因此a和b线速度大小不相等，故A错误；
B、皮带连接的两轮大小不一样，故角速度不等，a和b分别位于两轮，因此他们角速度大小不相等，故B错误；
C、皮带不打滑，a和c线速度相同，C正确；
D、aa=va2r，ad=ωc2⋅4r=vc2(2r)2⋅4r=vc2r，又va=vc，因此aa=ad，故D正确；
故选：CD。
抓住皮带转动的位置线速度相等、同一轮角速度相等这两个隐含条件，再结合圆周运动知识判断各物理量大小问题
ABC选项容易判断，D较难判断，要抓住抓住皮带转动的位置线速度相等、同一轮角速度相等这两个隐含条件，列出角速度合线速度转化关系式子即可求解
23.【答案】BC
【解析】解：A、向心力是效果力，不是物体实际受到的力，故A错误；
B、小球运动到最高点时，杆受到小球的压力为2N，则M对地面的压力为50+2=52N.根据牛顿第三定律则地面对M的支持力为52N，B正确；
C、小球运动到图示水平位置时，设杆对小球的拉力为T，则有：T=mv2r=F=8N，则小球对杆的拉力T′=T=8N
据题知支架处于静止状态，由平衡条件可知地面对支架的摩擦力f=T′=8N，故C正确。
D、把杆换成轻绳，设小球通过最高点的最小速度为v0，由mg=mv02r，得：v0=gr=10×0.5m/s=5m/s>v
所以在同样转速的情况下，小球不能通过图示的最高点。故D错误。
故选：BC。
在最高点，由重力和杆的支持力的合力提供小球需要的向心力，根据牛顿第二定律列式，求出小球的线速度大小；小球运动到图示水平位置时，由杆的拉力提供小球的向心力，由牛顿第二定律求出杆的拉力．再对支架，根据平衡条件求解地面的摩擦力．对于轻绳，到达最高点的速度最小时，由重力提供向心力，可求得最小速度，从而判断能否通过最高点．
对于圆周运动动力学，正确分析物体受力情况，确定向心力的来源是解题的关键，还要把握圆周运动最高点的临界条件，注意轻杆和轻绳模型的不同．
24.【答案】AD
【解析】解：AB、小球恰好落在斜面底端B点时，水平位移为：x=l⋅csα=10×32m=53m
竖直位移为：y=l⋅sinα=10×12m=5m
根据平抛运动公式
水平方向x=v0t
竖直方向y=12gt2
解得v0=53m/s
所以当小球的初速度大于53m/s时，小球将落在水平面上，故A正确，B错误；
CD、假设小球落到斜面上，由平抛运动规律得：
yx=gt2v0=tanα；
vyv0=gtv0=2tanα
则位移方向与水平方向的夹角和落点时的速度方向与水平方向的夹角都可能不变，故C错误，D正确；
故选：AD。
对于所有落在斜面上的平抛运动，位移的方向都相同，利用速度方向与水平方向夹角正切值和位移方向与水平方向夹角的正切值间的关系；对于所有落在水平面上的平抛运动，落地时的竖直速度都相同，利用速度方向与水平方向夹角正切值；求出恰好落在B点时的平抛运动的初速度。
对于平抛运动与斜面体相关联问题的处理方法，注意在速度分解和位移分解后，表示速度与水平方向夹角正切值和位移与水平方向夹角的正切值时应该和斜面倾角进行联系，斜面的倾角在解题中扮演着重要角色。
25.【答案】C 不会 相同 20.45A
【解析】解：①研究平抛运动的规律，还需要刻度尺测量水平位移和竖直位移，故需刻度尺。
②为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间的摩擦不会影响实验。
小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。
③根据y1=12gt12得小球平抛运动的时间为：t1=2y1g=2×0.210s=0.2s
则小球平抛运动的初速度为：v0=x1t1=。
小球从抛出点到B点的时间为：t2=xBv0=0.62s=0.3s，
则B点纵坐标为：yB=12gt22=12×10×0.09m=0.45m。
④根据平抛运动的规律有：x1=v0t1，x2=v0t2
竖直方向上有：y=12gt22−12gt12，
联立解得：v0=(v22−v12)g2y，故选：A。
故答案为：①C，②不会；相同，③2；0.45，④A。
①根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定还需要的器材。
②根据实验的原理分析斜槽与小球间的摩擦是否影响实验。
③根据竖直位移求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度，再根据初速度和水平位移求出运动的时间，结合位移时间公式求出竖直位移。
④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，根据水平位移得出时间的表达式，结合位移时间公式，抓住竖直位移之差求出小球的初速度。
解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
26.【答案】解：(1)如图所示，设小球落到B点时速度的偏转角为α，运动时间为t
则tan37∘=hx=gt22v0t=56t
又因为tan37∘=0.75
解得：t=0.9s
x=v0t=6×0.9m=5.4m
则A、B间的距离为：
l=xcs37∘=
(2)在B点时，tanα=vyv0=gtv0=10×0.96=32
答：(1)A、B两点间的距离为6.75m，小球在空中飞行的时间为0.9s；
(2)小球刚碰到斜面时的速度方向与水平方向夹角的正切值为32。
【解析】(1)根据平抛运动在不同方向的运动特点结合运动学公式分析出AB的距离和小球的飞行时间；
(2)根据速度-时间公式计算出竖直方向的速度，由此计算出小球速度方向与水平方向夹角的正切值。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合运动学公式和几何关系即可完成分析。
27.【答案】解：(1)赛车转弯的向心力为：Fn=mv2R.
若赛车的速度为15m/s，则：Fn1=1000×15250N=4500N
晴天时，赛车所受的最大静摩擦力为：fm=μ1mg=0.5×10000N=5000N.
因为最大静摩擦力大于向心力，所以赛车可以顺利通过弯道．
(3)雨天时，赛车所受的最大静摩擦力为：fm′=μ2mg=0.20×10000N=2000N
赛车能顺利通过弯道的最大速度v′，有：fm′=mv′2R=2000N
所以：v′=2000×501000m/s=10m/s.
答：(1)晴天时，赛车可以顺利通过弯道．
(2)赛车的最大速度为10m/s
【解析】根据圆周运动向心力的公式求出赛车转弯时所需的向心力大小．然后通过最大静摩擦力与向心力比较，判断赛车能否顺利通过弯道．
该题考查物体做圆周运动的向心力，解决本题的关键知道汽车的水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力．
28.【答案】解：(1)当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：
mgtanθ=mRsinθω02
解得：ω0=2gR
(2)当ω>ω0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力的方向沿罐壁切线向下达最大值，设此时的角速度为ω1，由牛顿第二定律得：
Ffcs60∘+FNcs30∘=mRsin60∘ω12
Ffsin60∘+mg=FNsin30∘
联立解得：ω1=3gR
当ω<ω0时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为ω2，由牛顿第二定律得：
FNcs30∘−Ffcs60∘=mRsin60∘ω22
mg=FNsin30∘+Ffsin60∘
联立三式解得：ω2=gR
综述，陶罐旋转的角速度范围为gR≤ω≤3gR
答：(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零，此时的角速度是2gR；
(2)若小物块一直相对陶罐静止，陶罐旋转的角速度的取值范围为gR≤ω≤3gR。
【解析】(1)小物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可求得角速度的大小；
(2)当ω>ω0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值，根据牛顿第二定律及平衡条件求解最大角速度，当ω<ω0时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，根据牛顿第二定律及平衡条件求解最小值。
解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解，难度适中。