2022~2023学年北京市高一（下）期末模拟试卷（A卷）
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
请阅读下述文字，完成第题、第题、第题。
年女排世界杯赛中，中国女排以十一场全胜的成绩第五次获得世界杯冠军。在某次比赛中，运动员将排球沿水平方向击出。若排球从被击出到落至水平地面所用时间约为。不计空气阻力，取重力加速度。
1. 以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做( )
A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 匀变速直线运动 D. 平抛运动
2. 在空中运动的过程中，排球的机械能( )
A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 先减小后增大
3. 排球运动过程中关于速度和加速的描述下列说法正确的是( )
A. 速度大小变化方向不变 B. 速度大小和方向均变化
C. 加速度大小变化方向不变 D. 加速度大小和方向均变化
请阅读下述文字，完成第题、第题、第题。如图为描述某静电场的电场线，、、是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为、、．
4. 关于、、的比较，下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. ，
5. 把带正电的点电荷从点静止释放运动至点的过程中，该点电荷的加速度( )
A. 先变大后变小 B. 越来越大 C. 保持不变 D. 越来越小
6. 若将长度略大于距离的不带电直导体棒置于位置，使、、处于导体棒内部，关于、、的比较，下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. ，
请阅读下述文字，完成第题、第题、第题。如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘分别有三个点、、，均可视为质点。现把自行车后轮用支架撑起，用手匀速转动踏板使三个轮子匀速转动。
7. 后轮上点随车轮运动过程中保持不变的物理量是( )
A. 速度 B. 加速度 C. 合外力 D. 周期
8. 在大齿轮带动小齿轮转动过程中，以下说法正确的是( )
A. 点比点的线速度大 B. 点与点的线速度大小相等
C. 点比点的角速度大 D. 点与点的角速度大小相等
9. 自行车后轮点的线速度为，后轮的半径为，小齿轮的半径为，以下说法正确的是( )
A. 点的角速度为 B. 点的线速度
C. 点的加速度为 D. 点的加速度为
请阅读下述文字，完成第题、第题、第题。
做圆周运动的物体，都需要向心力，向心力可以由一个力提供，也可以是合力提供。圆周运动是一种常见得运动形式，在生活中有着广泛得应用。
10. 杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子运动到最高点时，里面水也不流出来，这是因为( )
A. 水处于失重状态，不受重力的作用了 B. 水受平衡力作用，合力为
C. 水受的合力提供向心力，使水做圆周运动 D. 杯底对水有吸力
11. 如图所示，火车质量为，可视为质点，火车转弯半径为，铁轨平面倾角为。当火车以速率行驶过转弯处时，由重力和支持力的水平合力提供向心力，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 向心力大小为
B. 向心力大小为
C. 当车以大于的速率行驶时，火车轮缘会侧向挤压内轨
D. 当车以小于的速率行驶时，火车轮缘会侧向挤压外轨
12. 在日常生活中有许多地方需要注意离心现象造成的危害，下列措施不是用于预防离心现象产生危害的是( )
A. 在平直的校园路面上设置减速带 B. 在砂轮的外侧加防护罩
C. 在铁饼的投掷区域修建钢丝网 D. 在道路的拐弯处竖立限速标示牌
请阅读下述文字，完成第题、第题、第题。
年月日，我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为，“高分十三号”卫星轨道半径为。
13. 地球自转的周期为，“高分十三号”卫星运动的周期为，则( )
A. B. C. D.
14. 赤道上某点随地球自转的向心加速度大小为，“高分十三号”卫星运动的向心加速度大小为，则为 ( )
A. B. C. D.
15. 场是一种客观存在的物质，卫星与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。与电场强度类似，可以引入引力场强度来描述引力场的强弱。若地球质量为，卫星质量为，则“高分十三号”卫星在运动过程中，所经各点的引力场强度的大小 ( )
A. 与、都有关 B. 与有关，与无关
C. 与、都无关 D. 与无关，与有关
二、多选题（本大题共2小题，共4.0分）
阅读下面文字，完成第、第两题。在探究平抛运动规律时，选用图所示的装置进行实验。初始时，球静止在弹性金属片的右侧，球被夹在金属片的左侧，、两球的最低点在同一水平面上。用小锤打击弹性金属片后，球和球同时开始运动。忽略空气阻力的影响。
16. 实验中改变两球释放高度和打击力度，对本操作分析正确的是( )
A. 改变释放高度目的是改变球的水平初速度
B. 提升释放高度的目的是有利于观察两球是否始终同时落地
C. 改变打击力度目的是改变两球在空中运动时间
D. 改变打击力度目的是改变球的水平初速度大小
17. 调整该装置，改变小球距地面的高度和打击的力度，多次重复完成实验，观察到两个小球始终同时落地，可以得出结论( )
A. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B. 平抛运动在水平方向的分运动是加速直线运动
C. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
D. 平抛运动在竖直方向的分运动是匀速直线运动
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
18. 某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验时电磁打点计时器应接_________选填“直流”或“交流”电源。某次实验中，得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知重物的质量为，重力加速度为，电磁打点计时器的周期为。点的动能_________；在打下点到打下点的过程中，重物的重力势能减少量_________。
19. 某学生设计用圆锥摆实验来验证向心力的表达式。如图所示，细线下面悬挂一个小钢球，细线上端固定在点。将画着一个圆的白纸置于水平桌面上，该圆的圆心为，测出该圆的半径为，使小球沿白纸上画的圆为轨迹做匀速圆周运动，已知的距离为，用秒表记录钢球运动圈所用时间，假设钢球质量为，已知重力加速度；如果小球用含周期表达的向心力表达式和小球所受合力这两个数值在误差范围内相等，则验证了向心力的表达式。
根据所测物理量可知小球运动的周期为___________；
这个实验中的向心力表达式_____________；
从实际受力的角度计算小钢球的合力________。
四、计算题（本大题共4小题，共37.0分）
20. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。取。求：
摩托车越过这个壕沟所用的时间；
摩托车越过这个壕沟的最小速度；
若摩托车以此最小速度腾空瞬间发动的瞬时功率为，此时发动机提供的牵引力多大？
21. 已知地球半径为，地球表面重力加速度为，不考虑地球自转的影响。
推导第一宇宙速度的表达式；
若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为，求卫星的运行周期；
类比“电场强度”的物理意义，试推导地球引力场范围的“引力场强度”的表达式。相关物理量可自设
22. 如图所示为竖直放置的部分圆弧轨道，点是其圆心，轨道末端是圆弧的最低位置。一小球从轨道顶端点由静止释放，到达轨道底端经过点飞出，最终落到水平地面上点。已知轨道半径，点距水平地面的高度，小球质量，在点的速度。忽略空气阻力，重力加速度。求：
小球落到点时的速度大小；
小球经过时对轨道的压力；
小球克服圆弧轨道阻力做的功．
23. 某游乐园的大型“跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中，质量的游客坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升高度，然后由静止开始下落，在忽略空气和台架对平台阻力的情况下，该运动可近似看作自由落体运动。下落时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落时刚好停止运动。取，求：
下落时游客的速度大小；
平台从静止下落到离地面高的过程中，游客重力做得功；
在全部下落过程中，跳楼机对游客做的功。
答案和解析
1~3.【答案】D 、C 、B
【解析】 符合平抛运动特征，有初速度只受重力。
故选：。
只有重力做功，机械能守恒，所以排球的机械能不变。
故选：。
合力与速度方向有夹角切小于，速度大小和方向均变化，只受重力加速度恒定。
故选：。
4~6.【答案】A 、B 、C
【解析】 电场线疏密表示场强大小，越疏的地方场强越小，所以。
故选：。
场强越大受到静电力越大，加速度越大。
故选：。
导体棒处于静电平衡状态，导体内部场强处处为零，所以。
故选：。
7~9.【答案】D 、B 、B
【解析】 匀速圆周运动的速度沿切线方向，加速度和向心力始终指向圆心，故方向均变化，保持不变的是周期。
故选：。
链条传动装置边缘线速度大小相等，由于半径不同所以角速度不同，半径越小角速度越大。
故选：。
同轴传动角速度相等，线速度与半径成正比。
故选：。
10~12.【答案】C 、A 、A
【解析】 在最高点水受到自身重力和杯底的压力，方向均为竖直向下，合力恰好指向圆心提供向心力做圆周运动。
故选：。
由向心力公式可得：，故A正确；
B.当以速率行驶时，火车受到重力和支持力提供向心力，此时向心力等于重力和支持力的合力，由力的合成知向心力：。
当以大于的速率行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，故C错误，同理知D错误，
故选：。
实际受力小于所需向心力会发生离心现象，前提是发生在做圆周运动的情况下。
故选：。
13~15.【答案】C 、A 、B
【解析】 “高分十三号”卫星为同步卫星，同步卫星运动周期恰好等于地球自转周期，所以会相对地面“静止”。
故选：。
因周期相同故角速度也相同，由向心加速度公式 可得向心加速度与半径成正比，所以。
故选：。
由电场强度可类比得到引力场强度 ，与无关。
故选：。
16~17.【答案】BD 、C
【解析】 平抛运动在空中运动时间由高度决定，与初速度无关；打击力度决定球的初速度，力度越大初速度越大。
故选：。
自由落体和平抛运动在空中运动时间均由高度决定，所以同时落体可以说明平抛运动在竖直方向的特征，不能说明水平方向运动情况。
故选：。
18.【答案】交流； ；
【解析】电磁打点计时器使用交流电；由推论可知平均速度等于中间时刻速度，得到点瞬时速度为 ，由动能定义式可得；由重力势能定义式可得重力势能减少量。
19.【答案】； ；
【解析】运动一圈的时间为一个周期，可知小球运动的周期为；
由向心力公式 ，将代入解得 ；
设摆线与竖直方向的夹角为，将拉力沿水平和竖直方向分解，竖直方向：，水平方向：，，则小钢球的合力 。
20.【答案】设摩托车越过这个壕沟所用的时间为，摩托车在竖直方向做自由落体运动，则
， ；
摩托车越过这个壕沟的最小速度为，摩托车在水平方向做匀速直线运动，则
由瞬时功率公式
可得发动机提供的牵引力 。
【解析】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，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
21.【答案】设卫星的质量为，地球的质量为，
在地球表面附近满足
得
卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力
式代入式，得到
卫星受到的万有引力为
由牛顿第二定律
、联立解得 ；
设物体质量为，距地心为，地球质量为，由电场强度可类比得到引力场强度 。
【解析】本题考查了万有引力定律在天体运动中的应用，掌握万有引力与重力的关系和万有引力提供卫星圆周运动向心力，列方程求解；推导“引力场强度”的表达式时需要类比电场强度。
22.【答案】从到由机械能守恒 ，得；
在点受力分析如图
由牛顿第二定律
解得：
由牛顿第三定律可得压力大小为，方向与重力方向相同；
由动能定理 ，得。
【解析】本题的关键要把握小球的运动情况，运用牛顿第二定律、动能定理和机械能守恒定律解决问题，运用动能定理时，要注意选择研究过程。
23.【答案】由 ，得；
游客下落高度
；
方法：加速下落段，游客处于完全失重状态，游客受到的作用力为零。
对游客
设减速阶段加速度为，由公式
再有牛顿第二定律
由以上可得系统对游客做功
；
方法：对下落全过程使用动能定理：
解得 。
【解析】本题是两个过程的问题，采用力学基本的处理方法：牛顿运动定律和运动学公式结合，第问也可以利用动能定理解答。
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