株洲市南方中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（历史类）
一．选择题（每小题只有一个选项正确，每小题3分，共60分）
1．（3分）周一早上，全校师生齐聚广场，参加升旗仪式，升国旗、唱国歌，鲜艳的五星红旗在朝阳下迎风飘扬，升旗仪式进行了15分钟。以下说法正确的是
A．指时间间隔
B．15分钟指时刻
C．研究国旗升起的快慢可以将国旗视为质点
D．无论研究什么问题都可以将国旗视为质点
2．（3分）下列说法正确的是
A．伽利略提出了行星运动的三大定律
B．牛顿用实验的方法测出了引力常量
C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D．开普勒从实验中得出了行星运动的三大定律
3．（3分）对于质量为和质量为的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是
A．公式中的是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的
B．当两个物体间的距离趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．只有质量巨大的物体间才有万有引力
D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
4．（3分）如图所示，虚线是一质点从到运动的轨迹，该质点通过点时速度的方向是
A．① B．② C．③ D．④
5．（3分）如图所示在皮带传动中，两轮半径不等，下列说法正确的是
A．两轮角速度相等
B．两轮周期相等
C．两轮边缘上的点线速度的大小相等
D．两轮边缘向心加速度的大小相等
6．（3分）小明从高处自由释放一小铁球，则小铁球下落的时间和落到地面的时间分别是
A．、 B．、 C．、 D．、
7．（3分）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。分析小物体受到的力，下列说法正确的是
A．重力和支持力
B．重力、支持力和向心力
C．重力、支持力和静摩擦力
D．重力、支持力、静摩擦力和向心力
8．（3分）汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某轿车的车轮半径为，当该型号的轿车在公路上行驶时，驾驶员面前的速率计的指针指在“”上，可估算出该车车轮的角速度约为
A． B． C． D．
9．（3分）如图所示，一辆小汽车匀速驶上圆弧拱桥。下列说法正确的是
A．车对桥的压力大于桥对车的支持力
B．车对桥的压力小于桥对车的支持力
C．车对桥的压力大于车的重力
D．车对桥的压力小于车的重力
10．（3分）有关开普勒三大定律，结合图像，下面说法正确的是
A．太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点
B．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变
C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳一周用的时间的短
11．（3分）将一个物体由地面竖直向上发射，其速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是
A．物体一直在做加速运动 B．在段物体是下落的
C．时刻物体离地面最远 D．时刻物体速度最大
12．（3分）如图所示，一重力为的物体静止在倾角为的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和．则分力的大小为
A． B． C． D．
13．（3分）如图所示，甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，甲的运动半径大于乙的运动半径。若它们转一圈的时间相等，下列说法正确的是
A．甲的线速度大于乙的线速度
B．甲的角速度大于乙的角速度
C．甲的运动周期小于乙的运动周期
D．甲的向心加速度小于乙的向心加速度
14．（3分）要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是
A．使两物体的质量各减小一半，距离不变
B．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
C．使两物体的质量和距离都减小为原来的
D．使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍
15．（3分）一物体沿直线运动，其图像如图所示。该物体末和末的速度大小分别为和，加速度大小分别为和。下列关系正确的是
A． B． C． D．
16．（3分）一智能巴士在水平公路上转弯，沿曲线由点驶向点，且速度逐渐减小，如图分别画出了该巴士转弯时所受的合力，其中可能正确的是
A． B．
C． D．
17．（3分）小红推门进入教室如图所示，在门转动时，门上、两点的角速度分别为、，线速度大小分别为、，则
A． B． C． D．
18．（3分）做匀速圆周运动的两物体和，半径之比为，线速度之比，周期之比为
A． B． C． D．
19．（3分）一质量为的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为，为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为
A． B． C． D．
20．（3分）在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在形支架上，用细绳拴着一颗黄色的小钢球设小球质量为，细绳长度为王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动测得小球运动的周期为，由此可知
A．小球运动的角速度
B．小球运动的线速度
C．小球运动的加速度
D．细绳中的拉力为
二．实验题（每空3分，共15分）
21．（6分）如图，在“探究平抛运动的特点”的实验中，用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时球被释放，做自由落体运动。忽略空气阻力的影响，、两球落地的时间 （填“相同”或“不同” 。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，发现结果都是如此。由此可知，平抛运动在竖直方向的分运动是 运动。
22．（9分）向心力演示器如图所示。
（1）本实验采用的实验方法是 。
．控制变量法
．等效法
．模拟法
（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与 （选填“”、“ ”或“” 的关系。
（3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以知道、两球的角速度大小关系为 （选填“大于”、“小于”、“等于” 。
三．计算题
23．（12分）2022年12月，常德至长沙高铁正式通车，自此，湖南14个地州市全部实现高铁覆盖。某质量为的高铁列车出站做初速度为零的匀加速直线运动，受到的阻力大小恒为，经时间后速度为。在时间内，求：
（1）高铁列车加速度的大小；
（2）高铁列车位移的大小；
（3）高铁列车牵引力的大小。
24．（13分）把一小球从离地面处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力．求：
（1）小球在空中飞行的时间．
（2）小球落地点离抛出点的水平距离．
（3）小球落地时的速度．
2023-2024学年湖南省株洲市南方中学高一（下）期中物理试卷（历史类）
参考答案与试题解析
一．选择题（每小题只有一个选项正确，每小题3分，共60分）
1．（3分）周一早上，全校师生齐聚广场，参加升旗仪式，升国旗、唱国歌，鲜艳的五星红旗在朝阳下迎风飘扬，升旗仪式进行了15分钟。以下说法正确的是
A．指时间间隔
B．15分钟指时刻
C．研究国旗升起的快慢可以将国旗视为质点
D．无论研究什么问题都可以将国旗视为质点
【答案】
【分析】时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点；当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，物体可当作质点。
【解答】解：．时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，所以指的是时刻，15分钟是一段时间，指的是时间间隔，故错误；
．研究国旗升起的快慢，这是在关注的国旗的运动情况，所以可以将国旗视为质点，故正确；
．能否把国旗视为质点，是需要看研究的问题是什么，如果国旗的的大小与形状对研究的问题影响很小或没有影响则可以将国旗视为质点，故错误。
故选：。
【点评】本题主要考查了质点、时间和时刻的基本概念，难度不大，属于基础题，多看课本即可。
2．（3分）下列说法正确的是
A．伽利略提出了行星运动的三大定律
B．牛顿用实验的方法测出了引力常量
C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D．开普勒从实验中得出了行星运动的三大定律
【答案】
【分析】开普勒提出了行星运动的三大定律；
胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比；
英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量。
【解答】解：开普勒提出了行星运动的三大定律，故错误；
卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量，故错误；
胡克认为只有在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故正确；
开普勒从推理中得出了行星运动的三大定律，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了物理学史的相关知识，要求记住物理学家的成就。
3．（3分）对于质量为和质量为的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是
A．公式中的是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的
B．当两个物体间的距离趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．只有质量巨大的物体间才有万有引力
D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
【答案】
【分析】万有引力的表达式中由实验得出的；当两个物体间的距离趋于零时，该式不适用；任何两物体之间都存在万有引力；两个物体间的引力是一对相互作用力。
【解答】解：、公式中的是引力常量，是由卡文迪什通过实验测出的，而不是人为规定的，故正确；
、当两个物体间的距离趋于零时，万有引力定律不再适用，故错误；
、任何两物体之间都存在万有引力，故错误；
、两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故错误。
故选：。
【点评】此题考查万有引力定律及其应用，解决本题的关键要掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件。
4．（3分）如图所示，虚线是一质点从到运动的轨迹，该质点通过点时速度的方向是
A．① B．② C．③ D．④
【答案】
【分析】做曲线运动的物体，速度方向沿着曲线的切线方向。
【解答】解：物体做曲线运动在某点的速度方向沿着该点的切线方向，则该质点通过点时速度的方向是④。故错误，正确。
故选：。
【点评】本题关键是要明确三个方向，即速度方向、合力方向、加速度方向；对于曲线运动要明确其速度方向不断变化，一定具有加速度，一定是变速运动。
5．（3分）如图所示在皮带传动中，两轮半径不等，下列说法正确的是
A．两轮角速度相等
B．两轮周期相等
C．两轮边缘上的点线速度的大小相等
D．两轮边缘向心加速度的大小相等
【答案】
【分析】靠皮带传动，轮子边缘上的点在相同时间内通过的弧长相同，则线速度相等，同一轮子上的各点角速度相等．根据，去分析向心加速度与半径的关系．
【解答】解：、、、靠皮带传动，轮子边缘上的点的线速度大小相等，根据，知半径大的角速度小，故周期也不同。故错误，错误，正确。
、根据知线速度相等，半径大的，向心加速度小。所以大轮边缘一点的向心加速度小于小轮边缘一点的向心加速度。故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键知道靠皮带传动，轮子边缘上的点在相同时间内通过的弧长相同，线速度相等，同一轮子上的各点角速度相等．
6．（3分）小明从高处自由释放一小铁球，则小铁球下落的时间和落到地面的时间分别是
A．、 B．、 C．、 D．、
【答案】
【分析】根据高度，结合位移—时间公式求出小球落地的时间。
【解答】解：依题意，小铁球做自由落体运动，根据
可知小铁球下落的时间为
小铁球落到地面的时间为
故错误；正确。
故选：。
【点评】解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，结合运动学公式灵活求解。
7．（3分）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。分析小物体受到的力，下列说法正确的是
A．重力和支持力
B．重力、支持力和向心力
C．重力、支持力和静摩擦力
D．重力、支持力、静摩擦力和向心力
【答案】
【分析】对小物体进行受力分析，结合匀速圆周运动的条件和牛顿第二定律分析即可。
【解答】解：小物体块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物体受力分析可知，受重力、支持力和静摩擦力，如图
重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力。故正确，、、错误。
故选：。
【点评】向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力
8．（3分）汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某轿车的车轮半径为，当该型号的轿车在公路上行驶时，驾驶员面前的速率计的指针指在“”上，可估算出该车车轮的角速度约为
A． B． C． D．
【答案】
【分析】根据汽车行驶的速率与车轮边缘的线速度大小相等，确定车轮边缘的线速度大小，再根据求车轮的角速度。
【解答】解：汽车行驶的速率与车轮边缘的线速度大小相等，即为
则由得该车车轮的角速度为
，约为，故错误，正确。
故选：。
【点评】解答本题的关键要车轮边缘的线速度大小与汽车行驶的速率相等，并掌握线速度与角速度的关系式。
9．（3分）如图所示，一辆小汽车匀速驶上圆弧拱桥。下列说法正确的是
A．车对桥的压力大于桥对车的支持力
B．车对桥的压力小于桥对车的支持力
C．车对桥的压力大于车的重力
D．车对桥的压力小于车的重力
【答案】
【分析】在桥顶，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律分析判断。
【解答】解：一辆小汽车匀速驶上圆弧拱桥，小车加速度向下，处于失重状态，所以车对桥的压力小于车的重力，而车对桥的压力与桥对车的支持力是相互作用力，大小相等。
故错误，正确。
故选：。
【点评】解决本题的关键知道做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解基础题。
10．（3分）有关开普勒三大定律，结合图像，下面说法正确的是
A．太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点
B．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变
C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳一周用的时间的短
【答案】
【分析】本题根据开普勒行星运动规律，结合选项，即可解答。
【解答】解：
．根据开普勒第一定律可知，太阳位于行星运行轨道的焦点处，故正确；
．根据开普勒第二定律可知，地球靠近太阳的过程中，运行速率增加，故错误；
．根据开普勒第二定律可知，火星和地球它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积各自不变，但不相等，故错误；
．根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运行的半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴，可知火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故错误。
故选：。
【点评】本题考查学生对开普勒行星运动规律的掌握，注意对比不同行星的运动规律的区别。
11．（3分）将一个物体由地面竖直向上发射，其速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是
A．物体一直在做加速运动 B．在段物体是下落的
C．时刻物体离地面最远 D．时刻物体速度最大
【答案】
【分析】根据速度一时间图像直接读出速度的变化情况，分析物体的运动情况，判断何时离地面最远、何时速度最大。
【解答】解：、由图可知，内物体做向上做加速运动，内物体做向上做减速运动，故错误；
、内物体一直向上运动，所以时刻物体离地面最远，故错误；
、由图可知，时刻物体速度最大，故正确。
故选：。
【点评】解答本题时，要理解图像的物理意义，根据图像直接读出速度的大小、方向以及变化情况。
12．（3分）如图所示，一重力为的物体静止在倾角为的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和．则分力的大小为
A． B． C． D．
【答案】
【分析】斜面上物体的重力，按效果分解为平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力，作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小。
【解答】解：斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图。根据数学知识可知：
故正确，错误；
故选：。
【点评】本题考查运用数学知识处理物理问题的能力，比较简单。对于力的分解，关键确定力的作用效果，定出两个分力的方向。
13．（3分）如图所示，甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，甲的运动半径大于乙的运动半径。若它们转一圈的时间相等，下列说法正确的是
A．甲的线速度大于乙的线速度
B．甲的角速度大于乙的角速度
C．甲的运动周期小于乙的运动周期
D．甲的向心加速度小于乙的向心加速度
【答案】
【分析】根据、向心力公式、向心加速度公式判断即可。
【解答】解：、它们转一圈的时间相等，所以甲的运动周期等于乙的运动周期，所以，根据，，可得，故正确，错误；
、向心加速度，，所以甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故错误；
故选：。
【点评】本题考查的是应用、、解题，要熟练掌握基本公式的应用，属于基础题型。
14．（3分）要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是
A．使两物体的质量各减小一半，距离不变
B．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
C．使两物体的质量和距离都减小为原来的
D．使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍
【答案】
【分析】根据万有引力定律公式，结合两物体质量的变化以及之间距离的变化分析万有引力大小的变化，从而分析判断。
【解答】解：．使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据知，万有引力变为原来的，故错误；
．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据知，万有引力变为原来的，故错误；
．使两物体的质量和距离都减小为原来的，根据知，万有引力不变，故错误；
．使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍，根据知，万有引力变为原来的，故正确。
故选：。
【点评】本题考查万有引力定律要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比，综合考虑考虑质量乘积与距离平方和引力的关系。不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。
15．（3分）一物体沿直线运动，其图像如图所示。该物体末和末的速度大小分别为和，加速度大小分别为和。下列关系正确的是
A． B． C． D．
【答案】
【分析】在图像中图线的斜率表示加速度，结合速度公式求出物体末和末的速度。
【解答】解：、在图像中图线的斜率表示加速度，内加速度，
内加速度，该物体末和末加速度大小相等，故错误；
、物体末，，
末，，故，故正确，错误；
故选：。
【点评】本题考查 图像，解题关键是在图像中图线的斜率表示加速度。
16．（3分）一智能巴士在水平公路上转弯，沿曲线由点驶向点，且速度逐渐减小，如图分别画出了该巴士转弯时所受的合力，其中可能正确的是
A． B．
C． D．
【答案】
【分析】巴士在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是对的。
【解答】解：曲线运动的合力方向指向曲线的内侧（凹的一侧），沿曲线由点驶向点，合力指向圆心的分力提供巴士做圆周运动的向心力，同时速度逐渐减小，故合力的切向分力与运动方向相反。故区，错误。
故选：。
【点评】解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的巴士受到水平的力的合力在半径方向的分力使巴士转弯，在切线方向的分力使巴士减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
17．（3分）小红推门进入教室如图所示，在门转动时，门上、两点的角速度分别为、，线速度大小分别为、，则
A． B． C． D．
【答案】
【分析】、两点同轴转动，角速度相等，根据判断线速度大小。
【解答】解：、由于门上、两点同轴转动，所以角速度相等，即，故错误；
、根据线速度与角速度的关系，又，可得：，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题的关键是明确同轴转动的物体角速度相等，然后根据线速度与角速度关系公式比较线速度大小。
18．（3分）做匀速圆周运动的两物体和，半径之比为，线速度之比，周期之比为
A． B． C． D．
【答案】
【分析】根据线速度与周期的关系式，来求解周期之比。
【解答】解：根据公式得：
则得：，故正确，错误。
故选：。
【点评】解答本题的关键要掌握线速度与周期的关系式，并能熟练运用比例法解题。
19．（3分）一质量为的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为，为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为
A． B． C． D．
【答案】
【分析】电梯加速上升，人处于超重状态，由牛顿第二定律求出人所受电梯的支持力，再根据牛顿第三定律得到人对电梯底部的压力大小。
【解答】解：电梯加速上升时，人处于超重状态，则由牛顿第二定律有
可得人所受电梯的支持力为
由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力大小为，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题关键是明确电梯具有向上的加速度，处于超重状态，视重比实际重力大。
20．（3分）在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在形支架上，用细绳拴着一颗黄色的小钢球设小球质量为，细绳长度为王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动测得小球运动的周期为，由此可知
A．小球运动的角速度
B．小球运动的线速度
C．小球运动的加速度
D．细绳中的拉力为
【答案】
【分析】根据小球运动的周期求出小球运动的角速度；根据周期和线速度的大小求出小球运动的线速度；根据向心加速度公式求出小球运动的加速度；根据拉力提供向心力求出细绳中的拉力大小。
【解答】解：根据角速度定义可知，小球运动的角速度为：，故错误。
根据线速度与角速度的关系可知，小球运动的线速度为：，故错误。
根据向心加速度的定义式可知，小球运动的加速度为：，故错误。
小球做圆周运动，细绳的拉力提供向心力，有：，故正确。
故选：。
【点评】本题考查描述匀速圆周运动规律的物理量的定义和相互关系，要掌握各物理量的定义式，同时会推导各物理量间的相互关系。
二．实验题（每空3分，共15分）
21．（6分）如图，在“探究平抛运动的特点”的实验中，用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时球被释放，做自由落体运动。忽略空气阻力的影响，、两球落地的时间 相同 （填“相同”或“不同” 。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，发现结果都是如此。由此可知，平抛运动在竖直方向的分运动是 运动。
【答案】相同，自由落体。
【分析】平抛运动的时间由下落的高度决定。通过平抛运动与自由落体运动的比较，得出平抛运动在竖直方向的分运动性质。
【解答】解：忽略空气阻力的影响，、两球抛出时的高度相同，竖直方向初速度相同（均为零），落地的时间相同。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，发现结果都是如此。由此可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故答案为：相同，自由落体。
【点评】研究平抛物体运动的规律时，在实验时就要保证物体做的是平抛运动，再与其他运动对比，即可得出结论。本实验是探究自由落体在竖直方向上的运动情况，要注意两球一样高。
22．（9分）向心力演示器如图所示。
（1）本实验采用的实验方法是 。
．控制变量法
．等效法
．模拟法
（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与 （选填“”、“ ”或“” 的关系。
（3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以知道、两球的角速度大小关系为 （选填“大于”、“小于”、“等于” 。
【答案】（1）；（2）；（3）小于
【分析】（1）（2）探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系实验中，采用了控制变量法，据此分析作答；
（3）根据分析解答。
【解答】解：（1）根据实验原理可知本实验采用的实验方法是控制变量法，故正确，错误；
故选：。
（2）将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，则圆周运动的半径不同，探究小球做圆周运动所需向心力的大小与的关系；
（3）根据可知，、两球的角速度大小关系为
故答案为：（1）；（2）；（3）小于
【点评】探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系实验，要明确实验的原理，能够根据极短时间内的平均速度求解遮光片通过光电门的瞬时速度，熟练掌握向心力公式的运用。
三．计算题
23．（12分）2022年12月，常德至长沙高铁正式通车，自此，湖南14个地州市全部实现高铁覆盖。某质量为的高铁列车出站做初速度为零的匀加速直线运动，受到的阻力大小恒为，经时间后速度为。在时间内，求：
（1）高铁列车加速度的大小；
（2）高铁列车位移的大小；
（3）高铁列车牵引力的大小。
【答案】（1）高铁列车加速度的大小为；
（2）高铁列车位移的大小为；
（3）高铁列车牵引力的大小为。
【分析】（1）根据匀加速直线运动的速度与时间的关系求出列车的加速度大小；
（2）再根据平均速度的公式求出列车位移的大小；
（3）最后，根据牛顿第二定律求出列车牵引力的大小。
【解答】解：（1）做初速度为零的匀加速直线运动，经时间后速度为。列车加速度的大小
（2）列车位移的大小
（3）列车牵引力的大小
解得
答：（1）高铁列车加速度的大小为；
（2）高铁列车位移的大小为；
（3）高铁列车牵引力的大小为。
【点评】本题考查了牛顿第二定律的简单应用，解决本题的关键是理解加速度是联系力和运动的桥梁。
24．（13分）把一小球从离地面处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力．求：
（1）小球在空中飞行的时间．
（2）小球落地点离抛出点的水平距离．
（3）小球落地时的速度．
【答案】（1）小球在空中飞行的时间为；
（2）小球落地点离抛出点的水平距离为；
（3）小球落地时的速度大小为，方向与水平方向成。
【分析】（1）小球做平抛运动，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，根据下落的高度求出小球在空中飞行的时间。
（2）结合初速度和运动时间求出小球落地点离抛出点的水平距离。
（3）根据自由落体运动的规律求出落地时竖直分速度，再进行合成得到小球落地时的速度大小和方向。
【解答】解：（1）小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据得
（2）小球落地点离抛出点的水平距离
（3）小球落地时竖直分速度
所以落地时速度大小
落地速度与水平方向夹角的正切，则
故小球落地速度与水平方向夹角为。
答：（1）小球在空中飞行的时间为；
（2）小球落地点离抛出点的水平距离为；
（3）小球落地时的速度大小为，方向与水平方向成。
【点评】解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。对于落地的速度，也可以根据机械能守恒定律或动能定理求解。
