2025届上海市四中物理高一下期末学业质量监测试题含解析

2025届上海市四中物理高一下期末学业质量监测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，卫星仍做匀速圆周运动，则（）A．卫星的向心加速度增大到原来的4倍B．卫星的角速度增大到原来的4倍C．卫星的周期减小到原来的D．卫星的周期减小到原来的2、如图所示，在竖直平面内固定的光滑半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平，将一轻质小环A套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置，不计所有摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A．轨道对轻环的支持力大小为mgB．细线对M点的拉力大小为mgC．细线对轻环的作用力大小为mgD．M点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°3、已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T．假设地球是一个均匀球体，那么仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）A．月球的质量 B．地球的质量C．地球表面的重力加速度 D．地球的密度4、真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间作用力的大小等于（）A．F B．2F C． D．5、(本题9分)“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一，其构造如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则()A．从D到C，弹丸的机械能守恒B．从D到C，弹丸的动能一直在增大C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减小D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能6、(本题9分)宇宙中两颗靠得很近的天体组合为双星。如图，某双屋由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。S1到O的距离为r，已知万有引力常量为G.以下说法中正确的是A．它们做圆周运动的线速度大小相等B．它们做圆周运动的动量大小相等C．若已知S1做圆周运动的周期T，则可求SD．若已知S1做圆周运动的周期T，则可求S7、(本题9分)汽车以大小相等速度通过凹凸不平的路面时，下列判断正确的是A．汽车经过A，B两点时对路面压力值均等于车的重力B．汽车通过B点对路面压力值小于汽车的重力C．汽车经过A处于失重状态D．汽车通过A点时容易爆胎，所以汽车要低速通过凹处8、(本题9分)起重机吊钩挂着一木箱，木箱正在匀减速下降，这个过程中（）A．木箱的重力做正功B．钢索对木箱的拉力做正功C．钢索对木箱的拉力做负功D．木箱的重力势能和动能都减少9、(本题9分)如图所示，A物体从与轻质定滑轮等高处沿竖直杆由静止下滑,通过轻质细绳拉物体B，当A下降h时细绳与竖直杆的夹角为45°（此时物体B未与定滑轮相碰），已知A、B的质量相等，不计一切阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（）A．物体B的机械能守恒B．物体AB的机械能守恒C．此时物体B的速度为D．A开始下滑瞬间的加速度为g10、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二、实验题11、（4分）(本题9分)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理．(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝_____cm.(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验．还需要直接测量的一个物理量是_________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量．________(填“是”或“否”)12、（10分）(本题9分)验证机械能守恒定律的方法很多.落体法验证机械能守恒定律就是其中的一种．图示是利用透明直尺自由下落和光电计时器来验证机械能守恒定律的简易示意图．当有不透光的物体从光电门间通过时.光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01．将挡光效果好、宽度的黑色磁带贴在透明直尺上.现将尺从定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门．一同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间.与图中所示的高度差,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示．(取,表格中为直尺的质量)11.213.14───21.158.300.0520.060.05931.003.800.2290.240.23540.954.000.3070.320.31450.90①②0.41③（1）从表格中的数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:_________________________________________________．（2）表格中的数据①、②、③分别为____________、_____________、________________．（3）通过实验得出的结论是：________________________________________________．

（4）根据该实验，请你判断下列图象中正确的是_____________．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，一质量为m=1kg的小球从A点沿光滑斜面轨道由静止滑下，不计通过B点时的能量损失，然后依次滑入两个相同的圆形轨道内侧，其轨道半径R=10cm，小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点，小球离开圆形轨道后可继续向E点运动，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度d=0.8m，水平距离x=1.1m，水平轨道CD长为L1=1m，DE长为L1=3m．轨道除CD和DE部分粗糙外，其余均光滑，小球与CD和DE间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s1．求：（1）小球通过第二个圆形轨道的最高点时的速度；（1）小球通过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小；（3）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从A点释放时的高度的范围是多少？14、（14分）(本题9分)某探究小组设计了一货运装置，该装置由固定的光滑圆弧轨道AB与平板小车组成（小车与B点等高），圆弧轨道半径r=0.45m，小车质量M=10kg．质量m=20kg的物块（可视为质点）从轨道顶端A由静止滑下，经B点滑上静止的小车，经过一段时间，物块与小车相对静止，一起运动到卸货点，工人把物块取下，此后，小车撞到挡板以原速率反弹，B点到卸货点的距离足够大，不计小车与地面间的摩擦，g=10m/s2，求：（1）物块滑到轨道底端B处的速率及向心力大小；（2）物块与小车的共同速度及从开始到卸货点的过程中系统损耗的机械能；（3）若小车长L=1m，工人没有及时取下物块，小车反弹后，物块以相对地面向右，大小为1m/s的速度滑离小车，求物块与小车间的摩擦力大小。15、（13分）(本题9分)如图所示，水平传送带A、B两端点相距x=4m，以v0=2m/s的速度顺时针运转。今将一小煤块无初速轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。求：（1）小煤块从A运动到B的时间；（2）小煤块从A运动到B的过程中留下的划痕长度。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】

人造地球卫星做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力有：解得，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，则半径为原来的，，向心加速度增大到原来的16倍，故A错误；，半径为原来的，角速度增大到原来的8倍，故B错误；，半径为原来的，卫星的周期减小到原来的，故C正确，D错误.2、B【解析】

D、对球分析，受重力和拉力而平衡，故T=mg；再对环受力分析，受两个拉力和支持力，如图所示：根据平衡条件，图中∠1=∠2，再根据等腰三角形底角相等，有∠2=∠3，而∠1+∠2+∠3=90°，故∠1=∠2=∠3=30°，M点和轻环的连线与竖直方向的夹角为∠1+∠2=60°，故D错误；A、轨道对轻环的支持力大小为：N=2TcosB、细线对M点的拉力大小为T=mg，B正确；C、细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力，为3T=【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。3、B【解析】

A.万有引力提供环绕天体的向心力，此式只能计算中心天体的质量，根据题给定的数据可以计算中心天体地球的质量，而不能计算环绕天体月球的质量，故A不符合题意；B.根据万有引力提供向心力可得：可得中心天体质量，故B符合题意；C.在地球表面重力和万有引力相等，即所以因不知道地球半径故不可以求出地球表面的重力加速度；故C不符合题意；D.因为月球不是近地飞行，故在不知道地球半径的情况下无法求得地球的密度，故D不符合题意．4、D【解析】

由点电荷库仑力的公式可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，库仑力将变为原来的，故D正确，A、B、C错误；故选D。5、D【解析】

A．从D到C，橡皮筋的弹力对弹丸做功，弹丸的机械能增大，故A错误；B．橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处橡皮筋的拉力为0，在CD连线中的某一处，弹丸受力平衡，所以从D到C，弹丸受的合力先向上后向下，速度先增大后减小，则弹丸的动能先增大后减小，故B错误；C．从D到C，橡皮筋对弹丸一直做正功，弹丸的机械能一直在增加，故C错误；D．从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段位移相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，机械能增加也多，故D正确．故选D。6、BC【解析】

这是一个双星的问题，S1和S2绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，S1【详解】设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，它们的轨道半径分别是r、r'；星体S1、S2做圆周运动的向心力由万有引力提供得：Gm1m2(r+r')2＝m1r4π2T2＝m2r'4π2T2

可得：m1r=【点睛】本题考查万有引力定律的应用，双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力。7、BD【解析】

A．由于汽车做曲线运动，根据牛顿第二定律可知汽车经过A、B两点对路面的压力不等于重力，故A错误.B．汽车经过B点时存在向下加速度，由牛顿第二定律可知支持力N小于汽车重力，再结合牛顿第三定律可知压力小于重力，所以B正确.C．汽车经过A点时有向上的加速度，所以出于超重状态，B点时有向下的加速度，处于失重状态，故C错误D．因为处于超重状态下受到的压力比较大，所以在A处比较容易爆胎，故D正确8、ACD【解析】

木箱受重力和向上的拉力，因为减速下降，所以拉力大于重力．位移向下，所以拉力做负功，故B错误，C正确；重力做正功，重力势能减少，故A正确；减速运动，动能减少，故D正确．9、BD【解析】

A．由于B受到绳子的拉力作用，并且拉力对B做正功，所以物体B的机械能不守恒，故A错误；B．由于不计一切摩擦，所以物体AB组成的系统的械能守恒，故B正确；C．当A下降h，由系统内机械能守恒知：解得故C错误；D．A开始下滑瞬间竖直方向只受重力作用所以加速度为g，故D正确；故选BD．点睛：物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,绳端沿着绳子方向的速率等于物体B的速率,将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何知识求解B的速率,再讨论B的运动情况.10、BC【解析】

由可知：A.由可知，卫星甲的线速度小于卫星乙的线速度，选项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.由可知，卫星甲的周期大于卫星乙的周期，选项C正确；D.由可知，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；二、实验题11、（1）50.0（2）滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M（3）否【解析】

（1）两光电门中心之间的距离s=70.30cm-20.30cm=50.00cm；（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度为：；滑块通过光电门2速度为：；根据功能关系需要验证的关系式为：，可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量；

（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．12、极短时间或极短位移内的平均速度趋近于瞬间时速度（答案合理均得分）4.220.3970.402在误差允许的范围内,直尺的机械能守恒C【解析】（1）根据平均速度的定义可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用求出．

（2）根据题意可知：，则动能的增加量，重力势能的减小量．

（3）可知在实验误差允许的范围内，机械能守恒．

（4）根据机械能守恒得，，可知图线为过原点的倾斜直线，故选C．点睛：本题考查了实验“验证机械能守恒定律”中的数据处理，以及利用图象来处理实验数据的能力，注意物理基本规律在实验中的应用．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、(1)1m/s（1）40N(3)或【解析】⑴小球恰能通过第二个圆形轨道最高点，有：求得：υ1==1m/s①⑵在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中，应用动能定理有：−μmgL1=mv11−mv11②求得：υ1==m/s在最高点时，合力提供向心力，即FN+mg=③求得：FN=m(−g)=40N根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为：FN′=FN=40N④⑵若小球恰好通过第二轨道最高点，小球从斜面上释放的高度为h1，在这一过程中应用动能定理有：mgh1−μmgL1−mg1R=mv11⑤求得：h1=1R+μL1+=0.45m若小球恰好能运动到E点，小球从斜面上释放的高度为h1，在这一过程中应用动能定理有：mgh1−μmg(L1+L1)=0−0⑥求得：h1=μ(L1+L1)=0.8m使小球停在BC段，应有h1≤h≤h1，即：0