上海市四区2024届物理高一下期末质量检测试题含解析

上海市四区2024届物理高一下期末质量检测试题
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、(本题9分)图是某公园水平地面上半径为R的中国古代八卦图，中央“S”形部分是两个直径都为R的半圆。

王大爷在晨练时，从A点出发沿曲线ABCOADC行进。

当他走到D点时，他的路程和位移的大小分别为
A．5
π
2
R2R B．
5
π
2
R，
1
π
4
R
C．2πR2R D．2πR，2R
2、(本题9分)关于运动的合成和分解，下列说法正确的是（）
A．合运动的时间等于两个分运动的时间之和
B．匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线
C．曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上
D．分运动是直线运动，则合运动必是直线运动
3、(本题9分)下列说法中正确的是（）
A．做曲线运动的物体的速度一定是变化的
B．做曲线运动的物体的动能一定是变化的
C．物体在恒力作用下，不可能做机械能守恒的运动
D．物体在变力作用下，不可能做机械能守恒的运动
4、如图所示，是放在电场中某处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图像，其中正确的是
A．B．
C．
D．
5、(本题9分)如图，一端开口、另一端封闭的玻璃管水平放置，管内用水银柱封闭了一定量的气体。

按图示方式缓慢旋转玻璃管至竖直状态，该气体的（）
A．压强增大，体积减小
B．压强减小，体积减小
C．压强增大，体积增大
D．压强减小，体积增大
6、(本题9分)某足球运动员用200N的力把质量为440g的足球以15m/s的速度踢出，飞行20m碰到门框后以10m/s的速度反弹，关于运动员对足球做的功，下列说法中正确是（）
A．4000J B．49.5J C．27.5J D．条件不足无法计算
7、2019年6月5日我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭成功完成“一箭七星”海上发射技术试验，这是中国首次在海上进行航天发射。

如图所示，甲、乙是其中绕着地球做匀速圆周运动的两颗卫星，则下列说法正确的是
A．卫星甲的线速度大于卫星乙的线速度
B．卫星甲的线速度小于第一宇宙速度
C．卫星甲的周期大于卫星乙的周期
D．卫星甲的向心加速度大于卫星乙的向心加速度
8、关于重力势能，下列说法正确的是
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．一物体的重力势能从6J变为2J，重力势能变小了
C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
D．距地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零
9、(本题9分)光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内．AB两质量均为m的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，则（重力加速度为g）：
A．AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力大小为mg
B．A 9
2 gR
C．若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时的速度大
3 (63) 2gR
D．若将杆换成长22R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上
升后，A 环离开底部的最大高度(21)R +
10、 (本题9分)如图在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a 点，质量为m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b 滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c 点停止．若圆弧轨道半径为R ，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )
A ．物块滑到b 点时的速度为gR
B ．c 点与b 点的距离为R
μ
C ．物块滑到b 点时对b 点的压力是3mg
D ．整个过程中物块机械能损失了mgR
11、 (本题9分)关于多用电表的使用，下列说法正确的是（ ）
A ．测量电路中的电阻前，需要把电阻与电路断开
B ．测量电阻时，每次更换倍率后，都要重新欧姆调零
C ．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关旋转到倍率较大的档位
D ．测量完毕后，应将选择开关旋转到倍率最大的欧姆档
12、 (本题9分)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)μμ<<．现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动．设F 的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ）
A ．F 先减小后增大
B ．F 一直增大
C ．F 的功率减小
D ．F 的功率不变
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分） (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为0.02s ，自由下落的重物质量为1kg ，打出一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm ，g 取9.8m/s 2，O 、A 之间有多个点没画出．打点计时器打下点B 时，物体的速度v B =_______m/s ．从起点O 到打下点B 的过程中，重力势能的减少量
_________J ，此过程中物体动
能的增量______J ．（答案保留两位有效数字）
14、（10分）(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压有6V的交流电和直流电两种。

重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

下面列举了该实验的几个操作步骤:
A．按照图示的装置安装器材;
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C．用天平测量出重锤的质量;
D．释放悬挂重锤的纸带,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点到起始点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

(1)其中没有必要进行的步骤是____,操作不当的步骤是____。

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。

根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。

使用交流电的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=________。

(用x1、x2、x3、x4及f表示)
(3)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。

若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是________。

试用这些物理量和纸
带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小f′=________。

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分）(本题9分)我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器，计划在2030年前后实现航天员登月，对月球进行科学探测。

宇航员在月球上着陆后，自高h处以初速度v0水平抛出小球，测量出小球的水平射程为L(这时月球表面可以看成是平坦的)，已知月球半径为R，万有引力常量为G。

(1)试求月球表面处的重力加速度g.
(2)试求月球的质量M
(3)字航员着陆后，发射了一颗绕月球表面做匀速圆周运动的卫星，周期为T，试求月球的平均密度ρ.
16、（12分）(本题9分)将电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再将该电荷从B点移到C点，电场力做了1.2×10-5J的功，则AC两点间的电势差是多少？
17、（12分）(本题9分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和光
滑水平地面PA在A点相切。

O为圆心，OC和竖直方向的夹角为α，
3
sin
5
α=，一
质量为m的小球沿水平轨道以一定初速度向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。

重力加速度大小为g。

求：
（1）水平恒力的大小和方向；
（2）小球到达C点时速度的大小；
（3）小球通过圆弧轨道A点时，对圆弧轨道的压力大小。

参考答案
一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、A
【解题分析】
路程等于物体运动轨迹的长度，位移大小等于首末位置的距离．
【题目详解】
从A 点出发沿曲线ABCOADC 行进。

当他走到D 点时，路程
s=πR +2π
2R +
2R π=5 2
R π．位移大小为x =．故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

【题目点拨】
解决本题的关键掌握路程和位移的区别，知道路程是标量，大小等于运动轨迹的长度，位移是矢量，大小等于首末位置的距离．
2、B
【解题分析】
根据运动的等时性，A 错误；只要加速度保持不变的运动，均为匀变速运动，可以是直线，也可以是曲线，B 正确；曲线运动的加速度方向一定与速度方向不在同一直线上，C 错误；尽管分运动是直线运动，但加速度方向与速度方向不在一条直线上时，做曲线运动，D 错误．
3、A
【解题分析】
曲线运动物体的速度方向是该点的切线方向，时刻在变化，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．只有重力或弹簧弹力做功时，物体机械能守恒．
【题目详解】
曲线运动物体的速度方向是该点的切线方向，时刻在变化，是变速运动，故A 正确；物体做匀速圆周运动时速度的大小不变，故动能不变，故B 错误；物体在恒力作用下，可能机械能守恒也可能不守恒的．若恒力是重力，则守恒，故C 错误；物体在变力作用下，但只有重力做功，则机械能守恒，故D 错误；故选A ．
【题目点拨】
曲线运动一定是变速运动，可以是速度大小变，也可方向变，也可大小方向均变．机械
能守恒条件是只有重力做功，物体有时受恒力，有时受变力，但仅有重力做功，则机械能守恒．
4、B
【解题分析】
根据电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，则知在电场中某点的电场强度E 是一定的，由F=qE 知，E 一定，则F 与q 成正比，F-q 图象是过原点的直线；
A.A 图与结论不相符，选项A 错误；
B. B 图与结论相符，选项B 正确；
C. C 图与结论不相符，选项C 错误；
D. D 图与结论不相符，选项D 错误；
5、A
【解题分析】
水平位置时的气体的压强：P 1=P 0；开口向上的竖直位置的压强：P 2=P 0+ρgh ；可知随向上竖起的过程中，气体的压强增大，体积减小，故A 正确，BCD 错误；故选A 。

6、B
【解题分析】
运动员对足球做的功等于足球动能的增量
22110.441549.522
k W E mv J ===⨯⨯= ，故B 正确； 本题选：B
7、BC
【解题分析】 由22
224=mM v G m r m ma r T r
π=＝可知：
A. 由v =A 错误；
B. 第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则卫星甲的线速度小于第一宇宙速度，选项B 正确；
C. 由T =C 正确；
D. 由2
GM a r =可知，卫星甲的向心加速度小于卫星乙的向心加速度，选项D 错误；
8、BD
【解题分析】
A ．物体的重力势能与物体本身的重力和零势能面的选取有关.故选项A 不符合题意.
B ．重力势能是标量，重力势能从6J 变为2J ，表示物体重力势能减小了.故选项B 符合题意.
C ．地面上的物体只有以地面为零势能面时，重力势能才为零.故选项C 不符合题意.
D ．以物体所在平面为零势能面，距离地面有一定高度的物体重力势能也可能为零.故选项D 符合题意.
9、BCD
【解题分析】
A.对整体分析，自由落体，加速度g ，以A 为研究对象，A 作自由落体，则杆对A 一定没有作用力．即F =0，故AB 两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力为零，选项A 错误．
B.AB 都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，即v A =v B ；对整体依机械能守恒定律，有：mg •2R +mg •52R ＝12•2mv 2，解得92
v gR ＝，故A 环到达最低点时，两环速度大小均为92
v gR ＝，选项B 正确． C. 若将杆换成长2R ，A 环仍从离开底部2R 处静止释放，A 环到达最低点时，杆与竖直方向的夹角为30°；设AB 的速度为v A 和v B ，则cos 60cos30A B v v =；由机械能守恒可得：22112(42cos30)22
A B mg R mg R R mv mv ⋅+-=+，联立解得： 3(63)2
A v gR =-，选项C 正确； D.由于杆长超过了半圆直径，故最后A 环在下，如图；
设A再次上升后，位置比原来高h，如下图所示．
由机械能守恒，有：−mgh+mg−2R−h)＝0
解得h＝−1)R，故A离开底部+1)R
故若将杆换成长，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升
后离开底部的最大高度为+1)R．选项D正确.
10、BCD
【解题分析】
A.由机械能守恒可知，
mgR=1
2
mv2；
解得b点时的速度为A不符合题意；
B.对全程由动能定理可知，
mgR-μmgs=0
解得bc两点间的距离为
R
s
μ
=，故B符合题意；
C.b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由
2
v
F mg m
r
-=
可得支持力F=3mg，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mg；故C符合题意；
D.在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了μmgs=mgR，故D符合题意；
11、AB
【解题分析】
A、测电路中某个电阻的阻值时，一定要将该电阻与其它元件断开，避免测量出现较大误差，故A正确；
B、测量电阻时，每次更换倍率后，都要重新欧姆调零，故B正确；
C、将两表笔与待测电阻相连，发现电表指针偏转角度太大，所测的电阻值读数比较小，则应换用倍率较小的档位，调零后再测电阻，故C错误；
D、测量完毕后，应将选择开关旋转到OFF档或者交流电压的最大档，故D错误。

12、AC
【解题分析】
由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：sin mg N F θ=+，cos f N F μθ==两式联立解得2cos sin 1sin()
mg mg F μμθμθμθα==+++，可见F 有最小值，所以F 先减小后增大，A 正确；B 错误；F 的功率cos cos cos sin 1tan mgv mgv P Fv μθμθθμθμθ==
=++，可见在θ从0逐渐增大到90°的过程中tan θ逐渐增大，则功率P 逐渐减小，C 正确，D 错误．
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、0.98 0.49 0.48
【解题分析】
[1]利用匀变速直线运动的推论B 点的速度等于AC 间的平均速度，故
[2][3]重力势能减小量
动能增加量
14、C B D
重锤质量m m 【解题分析】
（1）C 、因为我们是比较
、的大小关系，故m 可约去比较，不需要用天平，
故C 没有必要； B 、应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故选项B 操作不当；
D 、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，否则会对实验产生较大的误差，故选项D 操作不当。

（2）打点计时器的打点时间间隔：
， 由匀变速运动的推论可知，
， 则加速度为：
； （3）根据牛顿第二定律得，，则， 知还需要测量的物理量是重锤的质量m 。

点睛：根据实验的原理确定实验中不必要的步骤以及错误的步骤；根据匀变速直线运动中在连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出加速度的大小．根据牛顿第二定律求出平均阻力的大小，从而确定测量的物理量。

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1）2022hv g L =（2）2202
2hv R M GL = （3）23GT πρ= 【解题分析】
（1）根据题目可得小球做平抛运动,
水平位移: v 0t =L
竖直位移:h =12
gt 2 联立可得:2022hv g L
= （2）根据万有引力黄金代换式2
mM G
mg R ＝， 可得222022hv R gR M G GL == （3）根据万有引力公式2224mM G m R R T π＝；可得23
24R M GT
π=， 而星球密度M V ρ=
,343V R π= 联立可得23GT
πρ=
16、3V
【解题分析】
试题分析：AB 间的电势差， BC 间的电势差．
所以U AC =U AB +U BC =3V ．故AC 间的电势差为3V ．
考点：电势能；电势差．
17、（1）34
F mg =
，方向向左；（2）152c v Rg =；（3） 6.75A F mg '= 【解题分析】
（1）小球在C 点受力分析，水平拉力F 方向向左
3tan 4
F mg mg α==① （2）小球在C 点
cos mg F α
=合② 2c v F m R
=合③ 解②、③式得：
c v =④ （3）小球从A 到C ，由动能定理得
2211sin (1cos )22
c A mv mv FR mgR αα-=--+⑤ 小球在圆弧轨道A 点
2A A v F mg m R
-=⑥ 解④⑤⑥式得：
6.75A F mg =⑦
由牛顿第三定律，小球对轨道的压力
6.75A
F mg '=⑧。