北京市丰台区2022-2023学年高一下学期期中物理试题（B卷）
一、选择题组
1．如图甲所示，一个钢球在水平面上做直线运动。利用一块磁铁从不同方向给它施加力的作用，某次操作中小钢球沿图乙中实线所示轨迹运动。
（1）关于此次操作中磁铁的位置，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁应放在A位置 B．磁铁应放在B位置
C．磁铁应放在C位置 D．磁铁应放在D位置
（2）关于此次操作中小钢球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小钢球运动的速度方向不断变化，大小没有变化
B．小钢球做曲线运动的原因是：磁铁对小球施加的力方向与速度方向共线
C．小钢球运动某点的加速度方向是该点的切线方向
D．小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向
【答案】（1）B
（2）D
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】(1)由曲线运动的条件可知，不等于零的合外力和速度不在一条直线上，合外力指向圆弧内测：
A、磁铁放A位置，小钢球做向上的曲线运动，A错误；
B、磁铁放B位置，小钢球做向下的曲线运动，B正确；
C、磁铁放C位置，小钢球做加速直线运动，C错误；
D、磁铁放D位置，小钢球的曲线运动轨迹在CD之间，D错误；
故答案为：B
（2）A、小钢球做曲线运动的速度大小和方向均在变化，A错误；
B、小钢球做曲线运动的原因是：磁铁对小球施加的力方向与速度方向不共线，B错误；
CD、小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向，加速度方向是磁铁作用力的方向，C错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据曲线运动的条件：不等于零的合外力和速度不在一条直线上，合外力指向圆弧内测；根据曲线运动的特点：速度方向是轨迹上该点的切线方向。以此做出正确判断。
2．在抗洪抢险演练中，汽艇向对岸行驶，已知河宽为500m，河水流速稳定为1m/s。
（1）下列图中实线为河岸，河水的流动方向如图中的箭头所示，虚线为汽艇从河岸M驶向对岸N的实际航线。下图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
（2）若汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶（ ）
A．汽艇能直达正对岸
B．汽艇的位移为500m
C．汽艇过河的时间为100s
D．汽艇靠岸地点在出发点正对岸的下游200 m处
（3）若汽艇沿垂直于河岸的方向以初速度为0做匀加速直线运动，则（ ）
A．汽艇能到达正对岸
B．汽艇做匀变速曲线运动
C．汽艇做直线运动
D．若渡河过程中，水流速变大，渡河时间变短
【答案】（1）A
（2）C
（3）B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】（1）汽艇过河参与了两个运动：船在静水中的速度和水速，过河的轨迹是合速度的方向，图中船头的方向为船速的方向，由合速度方向对应轨迹方向，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
（2） 汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，船头垂直于河岸是最短时间过河，过河时间：；
由于船头垂直河岸合速度斜向下，不能垂直到达对岸，在对岸下游：处靠岸；
汽艇的位移：；故ABD错误，C正确；
故答案为：C
(3) 汽艇沿垂直于河岸的方向以初速度为0做匀加速直线运动，随船速的不断增加，合速度的大小方向逐渐变化，汽艇做曲线运动，在对岸下游靠岸，水流的速度不影响过河的时间，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】根据曲线运动的分解与合成原理，分析汽艇过河船速与水速的合速度决定过河的运动轨迹、靠岸位置，垂直于河岸的速度决定过河的时间，以此正确判断。
二、单选题
3．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是加速度恒定的曲线运动
B．做平抛运动的物体落地时速度方向一定竖直向下
C．抛出时的速度越大物体在空中运动时间越长
D．物体落地点与抛出点的水平距离仅由抛出点高度决定
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A只受重力，加速度恒为重力加速度g，平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；
B、平抛运动落地时的速度由水平初速度和竖直自由落体运动末速度的合速度，方向斜向下，B错误；
C、平抛运动的时间决定于下落的高度，C错误；
D、物体落地点与抛出点的水平距离由抛出点高度和水平初速度的大小共同决定，D错误；
故答案为：A
【分析】根据平抛运动由水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动合成，以此正确判断。
4．如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，以下说法正确的是（ ）
A．A点和C点角速度相同 B．A点和B点周期相同
C．A点和B点线速度大小相等 D．B点周期小于C点周期
【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据同轴角速度相等，同线线速度相等，由图可知：；；根据；可得：
；
ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】根据同轴角速度相等，同线线速度相等，由图可知：；；根据；可正确判断。
5．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大。则恒星位于（ ）
A．F点 B．A点 C．E点 D．O点
【答案】A
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第二定律得，近点地点的速度大于远地点的速度，行星在B点的速度比在A点的速度大，B为近地点，恒星位于F焦点，故A正确，BCD错误；
故答案为：A
【分析】根据开普勒第二定律，近点地点的速度大于远地点的速度可正确判断。
6．关于万有引力定律的理解，以下说法中正确的是（ ）
A．牛顿发现万有引力定律，同时准确测量出引力常量
B．只有天体之间有万有引力
C．如果两物体间的距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力大小变为原来的
D．地球对太阳的万有引力比太阳对地球的万有引力小
【答案】C
【知识点】万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出引力常量G，A错误；
B、一切有质量的物体之间都有万有引力，B错误；
C、由可知，距离变为原来的2倍，万有引力大小变为原来的，C正确；
D、根据牛顿第三定律，地球对太阳的万有引力和太阳对地球的万有引力是作用力和反作用力，D错误；
故答案为：C
【分析】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出引力常量G，万有引力是一切有质量的物体之间的相互作用，符合牛顿第三定律，由万有引力公式可计算距离变化引起力的变化。
三、解答题
7．“感受向心力”的实验如图所示，用长为l的细线栓一个质量为m 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。在光滑的桌面上抡动细绳，使小球做近似匀速圆周运动。
（1）小球在匀速圆周运动中不发生变化的物理量是（ ）
A．线速度 B．向心力 C．向心加速度 D．周期
（2）小球在细线的牵引下做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，以下说法正确的是（ ）
A．小球受重力、支持力、拉力和向心力
B．小球受支持力、拉力和向心力
C．小球受重力、拉力
D．小球受重力、支持力和拉力
（3）通过拉力感受向心力，下列说法正确的是（ ）
A．只减小角速度，拉力增大
B．只更换一个质量较大的小球，拉力增大
C．只增大线速度，拉力减小
D．突然放开绳子，由于惯性小球仍做圆周运动
【答案】（1）D
（2）D
（3）B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）线速度、向心力、向心加速度为矢量，在匀速圆周运动中它们大小不变，方向变化，周期是标量，匀速圆周运动中保持不变，ABC错误，D正确；
故答案为：D
（2）小球受重力、支持力、细绳的拉力，其中重力和支持力是平衡力，细绳拉力提供小球圆周运动的向心力，ABC错误，D正确；
故答案为：D
（3）A、由，角速度减小，向心力减小，拉力减小，A错误；
B、由，质量增大，向心力增大，拉力增大，B正确；
C、由，增大线速度，向心力增大，拉力增大，C错误；
D、突然放开绳子，由于惯性小球做离心运动，做匀速直线，D错误；
故答案为：B
【分析】（1）根据物理量的矢量标量可判断匀速圆周运动中物理量的变化；
（2）正确理解力的定义对小球受力分析；
（3）准确理解匀速圆周运动的向心力公式就可以正确判断。
四、单选题
8．汽车过拱桥时的运动可以看成圆周运动。如图所示，汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，以下说法正确的是（ ）
A．汽车处于超重状态
B．汽车对桥的压力小于桥对汽车的支持力
C．无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力
D．桥对汽车的支持力大小为
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】由牛顿第二定律：，可得：，汽车处于失重状态，汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是作用力和反作用力，当时对桥的压力为零，ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】对汽车过拱桥由圆周运动供需平衡正确受力分析，从而得出相应结论。
9．细线的一段固定于O点，在O点的正下方钉一个钉子。如图所示，小球从一定高度摆下，当细线与钉子相碰时，以下说法正确的是（ ）
A．小球的线速度突然变大 B．小球的角速度突然变小
C．细线上的拉力突然变大 D．小球的加速度突然变小
【答案】C
【知识点】向心力
【解析】【解答】A、当细线与钉子相碰瞬间重力不做功，线速度大小不变，A错误；
B、由，v不变，r减小，角速度增大，B错误；
C、由可知，r减小，F增大，C正确；
D、由可知，r减小，向心加速度增大，D错误；
故答案为：C
【分析】当细线与钉子相碰瞬间重力不做功，线速度大小不变，以此根据圆周运动角速度与线速度关系式，圆周运动供需平衡，向心加速度公式正确判断。
10．火车转弯时的运动可看成圆周运动，如图所示是火车轮缘与铁轨的位置情况，关于火车转弯时的向心力，以下说法正确的是（ ）
①如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力
②如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，内轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力
③为了保证安全，可以使外轨略高于内轨
A．①③正确 B．①②正确 C．②③正确 D．①②③正确
【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 ①②如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，所需向心力指向圆心，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力，①正确，② 错误；
③为了保证安全，可以使外轨略高于内轨 ，使重力和倾斜路面支持力的合力提供向心力，减少外轨受到的挤压，③正确；
故答案为：A
【分析】根据火车转弯向心力由重力和倾斜路面支持力的合力提供分析判断。
11．“旋转秋千”是游乐园里常见的项目，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成质点，简化为如图所示的模型。 质点在水平面内做匀速圆周运动，细线沿圆锥面旋转形成圆锥摆。已知细线长为l，重力加速度为g，当细线跟竖直方向的夹角为θ 时，则（ ）
A．质点匀速圆周运动的向心力由重力沿垂直绳向下方向的分力提供
B．若细线长度相同，质量越大，θ越小
C．质点受到细线的拉力大小为mgcosθ
D．当转盘加速时，质点做离心运动将脱离原轨道
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、 质点匀速圆周运动的向心力由重力和细绳的拉力的合力提供，A错误；
B、对质点受力分析，由牛顿第二定律：可得：， 可知θ与质量无关，B错误；
C、对质点受力分析可得：，可得：，C错误；
D、但转盘加速时，质点所需向心力变大，重力和细绳拉力不能提供向心力，质点做离心运动，D正确；
故答案为：D
【分析】正确对质点受力分析，由匀速圆周运动供需平衡分析判断。
12．已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，玉兔号月球车质量，月球车在地球表面所受地球引力约为1400N，则玉兔号月球车在月球表面所受月球引力约为（ ）
A．1400 N B．28 N C．69 N D．277 N
【答案】D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据万有引力定律可得：，可得：，ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据万有引力定律，应用比值法求解。
五、选择题组
13．双手前掷实心球是体育活动中常测的项目，重点考察学生的腰腹肌力量和身体的柔韧协调能力。掷实心球比赛中，某同学将实心球斜向上抛出，如图所示，不计空气阻力。
（1）根据实心球的受力情况和运动情况，参考平抛运动的研究方法，实心球的运动可以看成哪两个运动的合成（ ）
A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动
C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
D．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向匀速直线运动
（2）实心球通过最高点后，将做平抛运动。若实心球通过最高点时的速度为4m/s，离地高度为5m，g取10m/s2.关于实心球从最高点到落地的过程，下列说法正确的是（ ）
A．位移为10m B．运动时间为2s
C．水平位移为4m D．落地速度为10 m/s
（3）实心球做平抛运动时，它的速度方向和水平方向间的夹角α的正切值tanα随时间t变化而变化，下列图像能正确表示二者间关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】（1）B
（2）C
（3）B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】（1）实心球的运动是斜向上抛运动，分解初速度，水平分速度做匀速直线运动，竖直分速度为，竖直方向只受重力，故竖直方向做匀变速直线运动，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
（2）实心球通过最高点时竖直方向速度减为零，只有水平方向速度4m/s，从最高点开始做平抛运动，
由可得：平抛运动时间：，水平位移：，
落地竖直方向速度：，落地实际速度：，
平抛运动的位移：，故ABD错误，C正确；
故答案为：C
（3）平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值：，所以图像是正比例函数图象，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】（1）根据曲线运动的分解与合成，分析斜向上抛运动的规律；
（2）根据平抛运动规律分别计算平抛运动时间、射程、竖直分速度、末速度、实际位移；
（3）根据平抛运动规律找出平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值与时间的关系确定图像。
六、实验题
14．如图所示，在研究平抛运动的实验中，让钢球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出钢球平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘平抛运动轨迹，下面操作要求正确的是___________
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
E．将钢球的位置记录在纸上后，取下纸用直尺将各点连成折线
（2）为获得平抛运动的初速度，建立以起抛点为坐标原点， 水平方向为x轴，竖直方向为y轴的坐标系。选取钢球平抛轨迹上某点Q，其位置坐标为（x、y） ，已知当地的重力加速度g，可求钢球的平抛初速度为 。
（3）实验室也可采用频闪照相的方法记录钢球在不同时刻的位置。如图所示，频闪周期为T，以钢球所在位置1为坐标原点O，水平、竖直方向为x、y轴建立直角坐标系Oxy，可以利用直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。请简述如何由图像分析平抛运动在水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀变速直线运动 。
【答案】（1）B；D
（2）
（3）通过直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。可得到相邻钢球直径的水平位移和竖直位移；在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的水平位移都相等，则可说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动；竖直方向根据 ，在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的竖直位移差值为定值，则可说明平抛运动在竖直方向做匀变速直线运动。
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）平抛运动初速度水平，每次释放从同一位置静止释放，保证初速度相等，斜槽是否光滑不影响水平初速的相等，挡板高度不需要等间距变化，平抛运动轨迹用平滑曲线连接各点，但不是全部的点迹，故AC错误，BD正确；
故答案为：BD
（2）根据平抛运动规律：可得：，由可得：；
(3) 通过直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。可得到相邻钢球直径的水平位移和竖直位移；在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的水平位移都相等，则可说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动；竖直方向根据 ，在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的竖直位移差值为定值，则可说明平抛运动在竖直方向做匀变速直线运动。
【分析】（1）根据平抛运动验证实验的原理，水平方向初速度水平且每次初速度都相等可以正确判断；
（2）根据平抛运动规律分别计算时间和射程，由此得到初速度；
（3）根据频闪照相得到的位置记录分析平抛运动的规律，由于频闪照相时间间隔相等，验证水平方向匀速直线运动就要在相等的时间间隔内位移相等，验证竖直方向匀加速直线运动，根据逐差法，相等时间间隔连续位移差值相等。
15．如图所示是探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系的向心力演示仪。现有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。
（1）实验中采用的科学方法是___________
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）下列说法正确的是___________
A．将小球放到长槽的不同位置，可以改变小球圆周运动的半径
B．塔轮的作用是改变两小球圆周运动的半径
C．小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降的越多
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的 （选填“甲”、“乙”、“丙”）。
【答案】（1）A
（2）A；C
（3）甲
【知识点】控制变量法；向心力
【解析】【解答】（1）探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系可知，向心力大小决定于m、ω、r三个物理量，实验采用控制变量法，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
（2）将小球放在长槽不同位置，可以改变小球圆周运动的半径，A正确；
B、塔轮通过皮带传动，半径不同的轮子转动的角速度不相等，塔轮的作用是改变两个小球运动的角速度，B错误；
C、小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降越多，C正确；
故答案为：AC
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系，应控制两个小球的质量相等，做圆周运动的半径相等，故选甲图，乙丙错误；
故答案为：甲
【分析】（1）根据向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系可知，向心力大小决定于m、ω、r三个物理量，实验采用控制变量法；
（2）根据向心力演示仪的原理和控制变量法分析判断；
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系，应控制两个小球的质量相等，做圆周运动的半径相等，以此正确判断。
七、解答题
16．如图所示，从地面上方某点将一小球以v0= 6m/s的初速度沿水平方向抛出，经过时间t =0.8s落地。不计空气阻力，取g =10m/s2 ，求：
（1）小球抛出时离地面的高度h；
（2）小球落地点与抛出点的水平距离x；
（3）小球落地时速度v的大小。
【答案】（1）解：小球抛出时离地面的高度为
（2）解：小球落地点与抛出点的水平距离为
（3）解：小球落地时的竖直分速度为
小球落地时速度的大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）根据平抛运动竖直方向自由落体运动计算下落高度；
（2）根据平抛运动水平方向匀速直线运动计算水平距离；
（3）由自由落体运动计算竖直方向末速度，根据平行四边形法则计算平抛运动落地速度。
17．如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径R=0.9m，轨道B端与水平面相切，质量m=1kg的光滑小球从水平面以初速度V0向B滑动，取g=10m/s2．
（1）若V0=6m/s，求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少？
（2）若小球刚好能经过A点，则小球在A点的速度至少为多大？小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少？
【答案】（1）解：小球在B点的受力分析如图：
由牛顿第二定律有：
解得小球受到的支持力N= =50N
由牛顿第三定律可知，小球对道轨的压与与N大小相等，方向相反．
（2）解：小球恰好过最高点，即只由重力提供向心力有：
解得小球在A点的最小速度：
小球离开A点后做平抛运动有： ，
解得t=0.6s ，s=1.8m
【知识点】牛顿第三定律；向心力；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）根据圆周运动供需平衡，对B点小球受力分析合力提供向心力，列表达式计算；
（2）刚好经过A点，只受重力以此解得A点最小速度；根据平抛运动竖直方向自由落体运动由高度计算时间，由水平方向匀速运动计算水平距离。
18．在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站。如图所示，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，空间站的环半径为r，宇航员可视为质点，关于环形空间站请回答以下问题：
（1）说明航天员感受到的“人造重力”的方向；
（2）求绕其轴线匀速转动的角速度ω；
（3）有同学认为：空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小，判断这个想法的正误并说明理由。
【答案】（1）解：环形空间站内的宇航员随空间站一起做圆周运动，其需要指向圆心的向心力，由外侧底面提供指向圆心的支持力，这个支持力给航天员一种地面支持力的感觉，所以“人造重力”与这个支持力方向相反，指向环的外侧。
（2）解：由题意知，支持力提供圆周运动的向心力，则有
解得
（3）解：由
所以离圆心越远“人造加速度”越大，所以该同学想法错误。
【知识点】向心加速度；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）环形空间站内的宇航员随空间站一起做圆周运动，其需要指向圆心的向心力，由外侧底面提供指向圆心的支持力，这个支持力给航天员一种地面支持力的感觉，所以“人造重力”与这个支持力方向相反，指向环的外侧。
（2）根据题意，提供宇航员圆周运动的向心力的支持力大小等于重力，以此根据供需平衡求解；
（3）根据在角速度一定的情况下，由向心加速度公式分析判断。
19．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。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。某滚筒洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，桶壁上有一质量m=6g的硬币在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，请根据题中信息完成以下问题：
型号 ××
额定电压、频率 220V、50Hz
质量 80 kg
脱水转速 1200 r/min
洗衣、脱水筒内直径 400mm
商品尺寸 85×60×59cm
（1）求硬币的角速度；
（2）求硬币在最高点时，筒壁对硬币的弹力（为简化计算）；
（3）分析说明湿衣服上的水在最低点还是最高点时更容易甩出。
【答案】（1）解：根据表格数据可知脱水转速为
则硬币的角速度为
（2）解：硬币在最高点时，根据牛顿第二定律可得
解得筒壁对硬币的弹力大小为
（3）解：湿衣服上的水随衣服做圆周圆周运动，在最高点时，有
在最低点时，有
可知在最低点位置，需要更大的附着力提供水做圆周运动所需的向心力，则水更容易甩出。
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【分析】（1）根据角速度与转速关系计算求解；
（2）对最高点硬币受力分析，由圆周运动供需平衡关系求解；
（3）根据竖直面内圆周运动最高点、最低点合力提供向心力，计算支持力的大小判断。
20．如图为场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为θ，sinθ=0.26，cosθ=0.97，tanθ = 0.27，不考虑空气阻力，g取10m/s2.（结果保留三位有效数字）
（1）某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为60m，要使自行车转弯不受摩擦力影响，其速度应等于多少？
（2）若该运动员骑自行车以18m/s的速度仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？
【答案】（1）解：设人和自行车的总质量为 ，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）解：当自行车速为
此时重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得：在 轴方向
在 轴方向
联立解得
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【分析】（1）水平面内圆周运动，倾斜轨道对自行车的支持力和其自身重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求解；
（2）圆周运动速度大于正常无侧向摩檫力时的速度，提供小于需求，有离心运动的趋势，自行车受向里的侧向摩檫力，受力分析合力提供向心力，由牛顿第二定律计算求解。
北京市丰台区2022-2023学年高一下学期期中物理试题（B卷）
一、选择题组
1．如图甲所示，一个钢球在水平面上做直线运动。利用一块磁铁从不同方向给它施加力的作用，某次操作中小钢球沿图乙中实线所示轨迹运动。
（1）关于此次操作中磁铁的位置，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁应放在A位置 B．磁铁应放在B位置
C．磁铁应放在C位置 D．磁铁应放在D位置
（2）关于此次操作中小钢球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小钢球运动的速度方向不断变化，大小没有变化
B．小钢球做曲线运动的原因是：磁铁对小球施加的力方向与速度方向共线
C．小钢球运动某点的加速度方向是该点的切线方向
D．小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向
2．在抗洪抢险演练中，汽艇向对岸行驶，已知河宽为500m，河水流速稳定为1m/s。
（1）下列图中实线为河岸，河水的流动方向如图中的箭头所示，虚线为汽艇从河岸M驶向对岸N的实际航线。下图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
（2）若汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶（ ）
A．汽艇能直达正对岸
B．汽艇的位移为500m
C．汽艇过河的时间为100s
D．汽艇靠岸地点在出发点正对岸的下游200 m处
（3）若汽艇沿垂直于河岸的方向以初速度为0做匀加速直线运动，则（ ）
A．汽艇能到达正对岸
B．汽艇做匀变速曲线运动
C．汽艇做直线运动
D．若渡河过程中，水流速变大，渡河时间变短
二、单选题
3．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是加速度恒定的曲线运动
B．做平抛运动的物体落地时速度方向一定竖直向下
C．抛出时的速度越大物体在空中运动时间越长
D．物体落地点与抛出点的水平距离仅由抛出点高度决定
4．如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，以下说法正确的是（ ）
A．A点和C点角速度相同 B．A点和B点周期相同
C．A点和B点线速度大小相等 D．B点周期小于C点周期
5．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大。则恒星位于（ ）
A．F点 B．A点 C．E点 D．O点
6．关于万有引力定律的理解，以下说法中正确的是（ ）
A．牛顿发现万有引力定律，同时准确测量出引力常量
B．只有天体之间有万有引力
C．如果两物体间的距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力大小变为原来的
D．地球对太阳的万有引力比太阳对地球的万有引力小
三、解答题
7．“感受向心力”的实验如图所示，用长为l的细线栓一个质量为m 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。在光滑的桌面上抡动细绳，使小球做近似匀速圆周运动。
（1）小球在匀速圆周运动中不发生变化的物理量是（ ）
A．线速度 B．向心力 C．向心加速度 D．周期
（2）小球在细线的牵引下做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，以下说法正确的是（ ）
A．小球受重力、支持力、拉力和向心力
B．小球受支持力、拉力和向心力
C．小球受重力、拉力
D．小球受重力、支持力和拉力
（3）通过拉力感受向心力，下列说法正确的是（ ）
A．只减小角速度，拉力增大
B．只更换一个质量较大的小球，拉力增大
C．只增大线速度，拉力减小
D．突然放开绳子，由于惯性小球仍做圆周运动
四、单选题
8．汽车过拱桥时的运动可以看成圆周运动。如图所示，汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，以下说法正确的是（ ）
A．汽车处于超重状态
B．汽车对桥的压力小于桥对汽车的支持力
C．无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力
D．桥对汽车的支持力大小为
9．细线的一段固定于O点，在O点的正下方钉一个钉子。如图所示，小球从一定高度摆下，当细线与钉子相碰时，以下说法正确的是（ ）
A．小球的线速度突然变大 B．小球的角速度突然变小
C．细线上的拉力突然变大 D．小球的加速度突然变小
10．火车转弯时的运动可看成圆周运动，如图所示是火车轮缘与铁轨的位置情况，关于火车转弯时的向心力，以下说法正确的是（ ）
①如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力
②如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，内轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力
③为了保证安全，可以使外轨略高于内轨
A．①③正确 B．①②正确 C．②③正确 D．①②③正确
11．“旋转秋千”是游乐园里常见的项目，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成质点，简化为如图所示的模型。 质点在水平面内做匀速圆周运动，细线沿圆锥面旋转形成圆锥摆。已知细线长为l，重力加速度为g，当细线跟竖直方向的夹角为θ 时，则（ ）
A．质点匀速圆周运动的向心力由重力沿垂直绳向下方向的分力提供
B．若细线长度相同，质量越大，θ越小
C．质点受到细线的拉力大小为mgcosθ
D．当转盘加速时，质点做离心运动将脱离原轨道
12．已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，玉兔号月球车质量，月球车在地球表面所受地球引力约为1400N，则玉兔号月球车在月球表面所受月球引力约为（ ）
A．1400 N B．28 N C．69 N D．277 N
五、选择题组
13．双手前掷实心球是体育活动中常测的项目，重点考察学生的腰腹肌力量和身体的柔韧协调能力。掷实心球比赛中，某同学将实心球斜向上抛出，如图所示，不计空气阻力。
（1）根据实心球的受力情况和运动情况，参考平抛运动的研究方法，实心球的运动可以看成哪两个运动的合成（ ）
A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动
C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
D．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向匀速直线运动
（2）实心球通过最高点后，将做平抛运动。若实心球通过最高点时的速度为4m/s，离地高度为5m，g取10m/s2.关于实心球从最高点到落地的过程，下列说法正确的是（ ）
A．位移为10m B．运动时间为2s
C．水平位移为4m D．落地速度为10 m/s
（3）实心球做平抛运动时，它的速度方向和水平方向间的夹角α的正切值tanα随时间t变化而变化，下列图像能正确表示二者间关系的是（ ）
A． B．
C． D．
六、实验题
14．如图所示，在研究平抛运动的实验中，让钢球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出钢球平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘平抛运动轨迹，下面操作要求正确的是___________
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
E．将钢球的位置记录在纸上后，取下纸用直尺将各点连成折线
（2）为获得平抛运动的初速度，建立以起抛点为坐标原点， 水平方向为x轴，竖直方向为y轴的坐标系。选取钢球平抛轨迹上某点Q，其位置坐标为（x、y） ，已知当地的重力加速度g，可求钢球的平抛初速度为 。
（3）实验室也可采用频闪照相的方法记录钢球在不同时刻的位置。如图所示，频闪周期为T，以钢球所在位置1为坐标原点O，水平、竖直方向为x、y轴建立直角坐标系Oxy，可以利用直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。请简述如何由图像分析平抛运动在水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀变速直线运动 。
15．如图所示是探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系的向心力演示仪。现有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。
（1）实验中采用的科学方法是___________
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）下列说法正确的是___________
A．将小球放到长槽的不同位置，可以改变小球圆周运动的半径
B．塔轮的作用是改变两小球圆周运动的半径
C．小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降的越多
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的 （选填“甲”、“乙”、“丙”）。
七、解答题
16．如图所示，从地面上方某点将一小球以v0= 6m/s的初速度沿水平方向抛出，经过时间t =0.8s落地。不计空气阻力，取g =10m/s2 ，求：
（1）小球抛出时离地面的高度h；
（2）小球落地点与抛出点的水平距离x；
（3）小球落地时速度v的大小。
17．如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径R=0.9m，轨道B端与水平面相切，质量m=1kg的光滑小球从水平面以初速度V0向B滑动，取g=10m/s2．
（1）若V0=6m/s，求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少？
（2）若小球刚好能经过A点，则小球在A点的速度至少为多大？小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少？
18．在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站。如图所示，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，空间站的环半径为r，宇航员可视为质点，关于环形空间站请回答以下问题：
（1）说明航天员感受到的“人造重力”的方向；
（2）求绕其轴线匀速转动的角速度ω；
（3）有同学认为：空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小，判断这个想法的正误并说明理由。
19．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。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。某滚筒洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，桶壁上有一质量m=6g的硬币在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，请根据题中信息完成以下问题：
型号 ××
额定电压、频率 220V、50Hz
质量 80 kg
脱水转速 1200 r/min
洗衣、脱水筒内直径 400mm
商品尺寸 85×60×59cm
（1）求硬币的角速度；
（2）求硬币在最高点时，筒壁对硬币的弹力（为简化计算）；
（3）分析说明湿衣服上的水在最低点还是最高点时更容易甩出。
20．如图为场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为θ，sinθ=0.26，cosθ=0.97，tanθ = 0.27，不考虑空气阻力，g取10m/s2.（结果保留三位有效数字）
（1）某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为60m，要使自行车转弯不受摩擦力影响，其速度应等于多少？
（2）若该运动员骑自行车以18m/s的速度仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？
答案解析部分
1．【答案】（1）B
（2）D
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】(1)由曲线运动的条件可知，不等于零的合外力和速度不在一条直线上，合外力指向圆弧内测：
A、磁铁放A位置，小钢球做向上的曲线运动，A错误；
B、磁铁放B位置，小钢球做向下的曲线运动，B正确；
C、磁铁放C位置，小钢球做加速直线运动，C错误；
D、磁铁放D位置，小钢球的曲线运动轨迹在CD之间，D错误；
故答案为：B
（2）A、小钢球做曲线运动的速度大小和方向均在变化，A错误；
B、小钢球做曲线运动的原因是：磁铁对小球施加的力方向与速度方向不共线，B错误；
CD、小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向，加速度方向是磁铁作用力的方向，C错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据曲线运动的条件：不等于零的合外力和速度不在一条直线上，合外力指向圆弧内测；根据曲线运动的特点：速度方向是轨迹上该点的切线方向。以此做出正确判断。
2．【答案】（1）A
（2）C
（3）B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】（1）汽艇过河参与了两个运动：船在静水中的速度和水速，过河的轨迹是合速度的方向，图中船头的方向为船速的方向，由合速度方向对应轨迹方向，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
（2） 汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，船头垂直于河岸是最短时间过河，过河时间：；
由于船头垂直河岸合速度斜向下，不能垂直到达对岸，在对岸下游：处靠岸；
汽艇的位移：；故ABD错误，C正确；
故答案为：C
(3) 汽艇沿垂直于河岸的方向以初速度为0做匀加速直线运动，随船速的不断增加，合速度的大小方向逐渐变化，汽艇做曲线运动，在对岸下游靠岸，水流的速度不影响过河的时间，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】根据曲线运动的分解与合成原理，分析汽艇过河船速与水速的合速度决定过河的运动轨迹、靠岸位置，垂直于河岸的速度决定过河的时间，以此正确判断。
3．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A只受重力，加速度恒为重力加速度g，平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；
B、平抛运动落地时的速度由水平初速度和竖直自由落体运动末速度的合速度，方向斜向下，B错误；
C、平抛运动的时间决定于下落的高度，C错误；
D、物体落地点与抛出点的水平距离由抛出点高度和水平初速度的大小共同决定，D错误；
故答案为：A
【分析】根据平抛运动由水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动合成，以此正确判断。
4．【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据同轴角速度相等，同线线速度相等，由图可知：；；根据；可得：
；
ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】根据同轴角速度相等，同线线速度相等，由图可知：；；根据；可正确判断。
5．【答案】A
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第二定律得，近点地点的速度大于远地点的速度，行星在B点的速度比在A点的速度大，B为近地点，恒星位于F焦点，故A正确，BCD错误；
故答案为：A
【分析】根据开普勒第二定律，近点地点的速度大于远地点的速度可正确判断。
6．【答案】C
【知识点】万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出引力常量G，A错误；
B、一切有质量的物体之间都有万有引力，B错误；
C、由可知，距离变为原来的2倍，万有引力大小变为原来的，C正确；
D、根据牛顿第三定律，地球对太阳的万有引力和太阳对地球的万有引力是作用力和反作用力，D错误；
故答案为：C
【分析】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出引力常量G，万有引力是一切有质量的物体之间的相互作用，符合牛顿第三定律，由万有引力公式可计算距离变化引起力的变化。
7．【答案】（1）D
（2）D
（3）B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）线速度、向心力、向心加速度为矢量，在匀速圆周运动中它们大小不变，方向变化，周期是标量，匀速圆周运动中保持不变，ABC错误，D正确；
故答案为：D
（2）小球受重力、支持力、细绳的拉力，其中重力和支持力是平衡力，细绳拉力提供小球圆周运动的向心力，ABC错误，D正确；
故答案为：D
（3）A、由，角速度减小，向心力减小，拉力减小，A错误；
B、由，质量增大，向心力增大，拉力增大，B正确；
C、由，增大线速度，向心力增大，拉力增大，C错误；
D、突然放开绳子，由于惯性小球做离心运动，做匀速直线，D错误；
故答案为：B
【分析】（1）根据物理量的矢量标量可判断匀速圆周运动中物理量的变化；
（2）正确理解力的定义对小球受力分析；
（3）准确理解匀速圆周运动的向心力公式就可以正确判断。
8．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】由牛顿第二定律：，可得：，汽车处于失重状态，汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是作用力和反作用力，当时对桥的压力为零，ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】对汽车过拱桥由圆周运动供需平衡正确受力分析，从而得出相应结论。
9．【答案】C
【知识点】向心力
【解析】【解答】A、当细线与钉子相碰瞬间重力不做功，线速度大小不变，A错误；
B、由，v不变，r减小，角速度增大，B错误；
C、由可知，r减小，F增大，C正确；
D、由可知，r减小，向心加速度增大，D错误；
故答案为：C
【分析】当细线与钉子相碰瞬间重力不做功，线速度大小不变，以此根据圆周运动角速度与线速度关系式，圆周运动供需平衡，向心加速度公式正确判断。
10．【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 ①②如果铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，所需向心力指向圆心，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力，①正确，② 错误；
③为了保证安全，可以使外轨略高于内轨 ，使重力和倾斜路面支持力的合力提供向心力，减少外轨受到的挤压，③正确；
故答案为：A
【分析】根据火车转弯向心力由重力和倾斜路面支持力的合力提供分析判断。
11．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、 质点匀速圆周运动的向心力由重力和细绳的拉力的合力提供，A错误；
B、对质点受力分析，由牛顿第二定律：可得：， 可知θ与质量无关，B错误；
C、对质点受力分析可得：，可得：，C错误；
D、但转盘加速时，质点所需向心力变大，重力和细绳拉力不能提供向心力，质点做离心运动，D正确；
故答案为：D
【分析】正确对质点受力分析，由匀速圆周运动供需平衡分析判断。
12．【答案】D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据万有引力定律可得：，可得：，ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据万有引力定律，应用比值法求解。
13．【答案】（1）B
（2）C
（3）B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】（1）实心球的运动是斜向上抛运动，分解初速度，水平分速度做匀速直线运动，竖直分速度为，竖直方向只受重力，故竖直方向做匀变速直线运动，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
（2）实心球通过最高点时竖直方向速度减为零，只有水平方向速度4m/s，从最高点开始做平抛运动，
由可得：平抛运动时间：，水平位移：，
落地竖直方向速度：，落地实际速度：，
平抛运动的位移：，故ABD错误，C正确；
故答案为：C
（3）平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值：，所以图像是正比例函数图象，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】（1）根据曲线运动的分解与合成，分析斜向上抛运动的规律；
（2）根据平抛运动规律分别计算平抛运动时间、射程、竖直分速度、末速度、实际位移；
（3）根据平抛运动规律找出平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值与时间的关系确定图像。
14．【答案】（1）B；D
（2）
（3）通过直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。可得到相邻钢球直径的水平位移和竖直位移；在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的水平位移都相等，则可说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动；竖直方向根据 ，在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的竖直位移差值为定值，则可说明平抛运动在竖直方向做匀变速直线运动。
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）平抛运动初速度水平，每次释放从同一位置静止释放，保证初速度相等，斜槽是否光滑不影响水平初速的相等，挡板高度不需要等间距变化，平抛运动轨迹用平滑曲线连接各点，但不是全部的点迹，故AC错误，BD正确；
故答案为：BD
（2）根据平抛运动规律：可得：，由可得：；
(3) 通过直尺测量出钢球在各个位置相对位置1的坐标x、y。可得到相邻钢球直径的水平位移和竖直位移；在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的水平位移都相等，则可说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动；竖直方向根据 ，在误差允许的范围内，如果相邻钢球之间的竖直位移差值为定值，则可说明平抛运动在竖直方向做匀变速直线运动。
【分析】（1）根据平抛运动验证实验的原理，水平方向初速度水平且每次初速度都相等可以正确判断；
（2）根据平抛运动规律分别计算时间和射程，由此得到初速度；
（3）根据频闪照相得到的位置记录分析平抛运动的规律，由于频闪照相时间间隔相等，验证水平方向匀速直线运动就要在相等的时间间隔内位移相等，验证竖直方向匀加速直线运动，根据逐差法，相等时间间隔连续位移差值相等。
15．【答案】（1）A
（2）A；C
（3）甲
【知识点】控制变量法；向心力
【解析】【解答】（1）探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系可知，向心力大小决定于m、ω、r三个物理量，实验采用控制变量法，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
（2）将小球放在长槽不同位置，可以改变小球圆周运动的半径，A正确；
B、塔轮通过皮带传动，半径不同的轮子转动的角速度不相等，塔轮的作用是改变两个小球运动的角速度，B错误；
C、小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降越多，C正确；
故答案为：AC
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系，应控制两个小球的质量相等，做圆周运动的半径相等，故选甲图，乙丙错误；
故答案为：甲
【分析】（1）根据向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系可知，向心力大小决定于m、ω、r三个物理量，实验采用控制变量法；
（2）根据向心力演示仪的原理和控制变量法分析判断；
（3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系，应控制两个小球的质量相等，做圆周运动的半径相等，以此正确判断。
16．【答案】（1）解：小球抛出时离地面的高度为
（2）解：小球落地点与抛出点的水平距离为
（3）解：小球落地时的竖直分速度为
小球落地时速度的大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）根据平抛运动竖直方向自由落体运动计算下落高度；
（2）根据平抛运动水平方向匀速直线运动计算水平距离；
（3）由自由落体运动计算竖直方向末速度，根据平行四边形法则计算平抛运动落地速度。
17．【答案】（1）解：小球在B点的受力分析如图：
由牛顿第二定律有：
解得小球受到的支持力N= =50N
由牛顿第三定律可知，小球对道轨的压与与N大小相等，方向相反．
（2）解：小球恰好过最高点，即只由重力提供向心力有：
解得小球在A点的最小速度：
小球离开A点后做平抛运动有： ，
解得t=0.6s ，s=1.8m
【知识点】牛顿第三定律；向心力；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）根据圆周运动供需平衡，对B点小球受力分析合力提供向心力，列表达式计算；
（2）刚好经过A点，只受重力以此解得A点最小速度；根据平抛运动竖直方向自由落体运动由高度计算时间，由水平方向匀速运动计算水平距离。
18．【答案】（1）解：环形空间站内的宇航员随空间站一起做圆周运动，其需要指向圆心的向心力，由外侧底面提供指向圆心的支持力，这个支持力给航天员一种地面支持力的感觉，所以“人造重力”与这个支持力方向相反，指向环的外侧。
（2）解：由题意知，支持力提供圆周运动的向心力，则有
解得
（3）解：由
所以离圆心越远“人造加速度”越大，所以该同学想法错误。
【知识点】向心加速度；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）环形空间站内的宇航员随空间站一起做圆周运动，其需要指向圆心的向心力，由外侧底面提供指向圆心的支持力，这个支持力给航天员一种地面支持力的感觉，所以“人造重力”与这个支持力方向相反，指向环的外侧。
（2）根据题意，提供宇航员圆周运动的向心力的支持力大小等于重力，以此根据供需平衡求解；
（3）根据在角速度一定的情况下，由向心加速度公式分析判断。
19．【答案】（1）解：根据表格数据可知脱水转速为
则硬币的角速度为
（2）解：硬币在最高点时，根据牛顿第二定律可得
解得筒壁对硬币的弹力大小为
（3）解：湿衣服上的水随衣服做圆周圆周运动，在最高点时，有
在最低点时，有
可知在最低点位置，需要更大的附着力提供水做圆周运动所需的向心力，则水更容易甩出。
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【分析】（1）根据角速度与转速关系计算求解；
（2）对最高点硬币受力分析，由圆周运动供需平衡关系求解；
（3）根据竖直面内圆周运动最高点、最低点合力提供向心力，计算支持力的大小判断。
20．【答案】（1）解：设人和自行车的总质量为 ，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）解：当自行车速为
此时重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得：在 轴方向
在 轴方向
联立解得
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【分析】（1）水平面内圆周运动，倾斜轨道对自行车的支持力和其自身重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求解；
（2）圆周运动速度大于正常无侧向摩檫力时的速度，提供小于需求，有离心运动的趋势，自行车受向里的侧向摩檫力，受力分析合力提供向心力，由牛顿第二定律计算求解。
