上海市复旦大学附中2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

上海市复旦大学附中2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

www.ks5u.com 复旦大学附属中学2018学年第二学期高一年级物理期中考试试卷 一、单选题 ‎1.如图所示，A、B为电风扇叶片上的两个质点，当电风扇匀速转动时，A、B两质点具有相同的（ ）‎ A. 线速度 B. 周期 C. 向心加速度 D. 运动轨迹 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、B两点在同一轴上，所以周期相等，故B正确；由，可知A的线速度大于B的线速度，故A错误；由可知A的加速度大于B的加速度，故C错误；AB两点所处的半径不同，所以轨迹不同，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎2.将秒摆（周期为2s）的周期变为1s，下列措施可行的是（ ）‎ A. 将摆球的质量减半 B. 摆长减为原来的 C. 摆长减半 D. 振幅减半 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】秒摆的周期由2s变为1s，周期变为原来的，由单摆周期公式T=2π可知： A.单摆的周期与摆球质量无关，将摆球的质量减半，周期不变，故A错误； B.将摆长减为原来的，周期变为原来的倍，即秒摆（周期为2s）的周期变为1s，故B正确； C.将摆长减半，周期变为原来的倍，即周期变为s，故C错误； D.单摆的周期与振幅无关，振幅减半，单摆周期不变，故D错误。‎ ‎3.如图所示，小物块A与圆柱保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A受力情况是受( )‎ A. 重力、弹力 B. 重力、向心力 C. 重力、弹力和摩擦力 D. 重力、弹力、向心力和摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】向心力是根据效果命名的力，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力；小物块A跟着圆盘一起作匀速圆周运动，其合力充当向心力；小物块在圆盘上相对静止，一定受到重力和圆盘支持力的作用；物块在转动过程中，有背离圆心向外运动的趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力。‎ A.小物块受重力、弹力，与上分析不一致，故A错误；‎ B.小物块受重力、向心力，与上分析不一致，故B错误；‎ C.小物块受重力、弹力和摩擦力，与上分析相一致，故C正确；‎ D.小物块受重力、弹力、向心力和摩擦力，与上分析不一致，故D错误。‎ ‎4. 某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，若已知该行星运动的轨道半径、运动周期以及万有引力恒量，由此三个已知量可求得的其他物理量是 A. 该行星质量 B. 该行星的直径 C. 太阳质量 D. 该行星与太阳之间的作用力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力可得，可求得太阳质量，选C ‎5.关于振动和波，下列说法中正确的是( )‎ A. 物体发生振动，一定会产生波 B. 物体做简谐振动的条件是存在回复力 C. 振动物体运动到平衡位置时刻，合外力为零 D. 当一个弹簧振子做简谐振动时，振子受到的回复力不一定和弹簧的形变成正比 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.波的形成条件包括机械振动和介质，只有机械振动如果没有介质，则不会产生机械波，故A错误； B.做简谐振动的物体受到的回复力要满足F=-kx，即物体受到的回复力F跟偏离平衡位置的位移x大小成正比，并且总指向平衡位置的力的作用；做简谐振动的物体不仅需要存在回复力，还需要符合回复力的特征，故B错误；‎ C.平衡位置，是指在简谐运动中，回复力为0的位置，所以振动物体运动到平衡位置时刻，合外力为零，故C正确；‎ D.当一个弹簧振子做简谐振动时，振子受到的回复力一定和弹簧的形变成正比，故D错误。‎ ‎6.砂漏斗与悬线构成砂摆在坚直平面摆动。 其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若有两个砂摆而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】单摆的摆动和木板的运动同时进行，时间相同，设在板长为L范围内，则由图可知：T1=，T2=，根据题意v2=4v1，则T1=2T2。‎ A.，与上分析不一致，故A错误；‎ B.，与上分析相一致，故B正确；‎ C.，与上分析不一致，故C错误；‎ D.，与上分析不一致，故D错误。‎ ‎7.如图所示，在质量为m0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m（m0＞m）的A、B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（ ）‎ A. m0g B. （m0﹣m）g C. （m0+m）g D. （m0+2m）g ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：轻弹簧悬挂质量为的A、B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，设弹簧形变量为，弹簧劲度系数为k，由平衡条件知，A将在弹簧形变量2x到0之间做振幅为x的简谐运动，即当A运动到最高点时弹簧被压缩x=0，木箱只受到重力和地面的支持力，由二力平衡知，再有牛顿第三定律知木箱对地面的压力为，A正确；‎ 考点：考查了牛顿第二定律，共点力平衡条件，胡克定律 二、多项选择题 ‎8.关于声波，下列说法正确的是（ ）‎ A. 声波在空气中是以纵波形式传播的 B. 声波在固体中的传播速度大于在空中的传播速度 C. 声波的波速由波源决定，与介质无关 D. 声波在真空中也能传播 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.声波是纵波，声波在空气中是以纵波形式传播的，故A正确；‎ B.声波在一般情况下，固体中传播的最快，在液体中次之，在气体中最慢；且即使同一介质，在温度不同的情况下其传播速度也是不同的，所以声波在固体中的传播速度大于在空中的传播速度，故B正确；‎ C.声波的波速由是由波源和介质共同决定的，在不同的介质中的传播速度不同，故C错误；‎ D.声波的传播需要介质，真空中不能传播，因为真空中没有传播振动的介质，故D错误。‎ ‎9.如图为某质点的振动图像，下列判断正确的是（ ）‎ A. 质点的振幅为10cm B. 质点的周期为4s C. t=4s时质点的速度达到最大值 D. t=7s时质点的加速度达到最大值 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据质点的振动图像知，质点的振幅为5cm，质点振动的周期为4s，故A错误，B正确；‎ C.t=4s时，质点经过平衡位置且向上运动，速度达到最大值，故C正确；‎ D.t=7s时，质点处于负向最大位移处，加速度达到最大值，故D正确。‎ ‎10.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时的波形图，波的周期，则（ ）‎ A. 波的周期为2.4s B. 在t=0.5s时，Q点到达波峰位置 C. 经过0.4s，P点经过路程为0.4m D. 在t=1.0s时，P点沿y轴负方向运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据平移法可知，由实线得到虚线需要将波形图沿x轴负方向平移（n+）λ，(其中n=0、1、2、3、4)，故由实线传播到虚线这种状态需要时间：t=（n+）T，即 ‎（n+）T=0.6s 解得波的周期 T=‎ 当n=0时，T=0.8s；当n=1时，T=s0.6s，由题意T＞0.6s，所以波的周期T=0.8s，故A错误； B.由t=0时刻的波形图可知，波长λ=8m，则波速 v==m/s=10m/s 在t=0时刻，Q点的横坐标为5m，由于波沿x轴负方向传播，故在t=0.5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为 x=vt=100.5m=5m 在t=0.5s时，Q点振动情况和t=0时距离坐标原点10m处质点的振动情况相同，而t=0时距离坐标原点10m处的质点在波峰，即在t=0.5s时，Q点到达波峰位置，故B正确；‎ C.在一个周期内P点完成一个全振动，其运动路程为4A，而经过0.4s=T，则P点的运动路程为2A=0.4m，故C正确； D.由于波沿x轴负方向传播，t=0时P点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8s，故t=1.0s时，P点完成一次全振动然后到达负向最大位移处，故D错误。‎ ‎11.质点以O为平衡位置，在A、B间作简谐振动，以下说法中错误的是( )‎ A. 质点离开平衡位置O作匀减速运动 B. 质点通过O点时，加速度方向发生改变 C. 回复力的方向总跟质点的速度方向相反 D. 质点在A和B处的加速度为零 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由做简谐振动质点的回复力F=-kx知，做简谐振动质点的加速度a=-x，则质点离开平衡位置O作变减速运动，故选项A符合题意；‎ B.做简谐振动质点通过平衡位置O点时，位移方向发生改变，而质点的加速度a=-x，则加速度方向发生改变，故选项B不合题意；‎ C.做简谐振动质点回复力总跟质点的位移方向相反；当质点由端点A、B向平衡位置振动时，回复力的方向跟质点的速度方向相同，故选项C符合题意；‎ D.质点在A和B处位移最大，加速度最大，故选项D符合题意。‎ ‎12.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径m的大圆弧和m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心、距离m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一周时间最短（发动机功率足够大，重力加速度m/s2，）‎ ‎ ‎ A. 在绕过小圆弧弯道后加速 B. 在大圆弧弯道上的速率为45m/s C. 在直道上的加速度大小为6.5m/s2 D. 通过小圆弧弯道的时间为5.85s ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ A．在弯道上做匀速圆周运动，赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短，则在弯道上都由最大静摩擦力提供向心力，速度最大，由BC分析可知，在绕过小圆弧弯道后加速，A正确；‎ B．设经过大圆弧的速度为v，经过大圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由可知，代入数据解得：，B正确；‎ C．设经过小圆弧的速度为v0，经过小圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由2.25可知，代入数据解得：，由几何关系可得直道的长度为：，再由，代入数据解得：，C正确；‎ D．设R与OO'的夹角为α，由几何关系可得：，，小圆弧的圆心角为：120°，经过小圆弧弯道的时间为，D错误;‎ 故选ABC。‎ 三、填空题 ‎13.一列声波从空气传入水中，则此列波的频率将_______，波长将_____。(填“变大”、“变小”、“不变”)‎ ‎【答案】 (1). 不变 (2). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】［1］由于波的频率是由波源决定的，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变。‎ ‎［2］因波在水中传播速度较大，由公式v＝λf知，声波在水中的波长将变大。‎ ‎14.若“天宫1号”宇宙飞船的质量为m，距离地面的高度 (其中R为地球半径)。假设飞船绕地球做匀速圆周运动，地球表面处的重力加速度为g ‎，则“天宫1号”飞船运动的加速度大小为____，旋转周期为____。‎ ‎【答案】 (1). (2). 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】［1］设地球质量为M，在地球表面，可以认为重力等于万有引力，即 mg=G 在距离地面的高度h=R的轨道上，飞船绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有 G=ma ‎“天宫1号”飞船运动的加速度大小为 a=‎ ‎［2］由于飞船运动的加速度 a=（R+h）‎ 飞船运动的周期 T=2‎ ‎15.如图所示是两列相干波的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅都为0.1m，波速和波长分别为1m/s和0.2m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向_____（选填“向上”或“向下”），从图示时刻再经过0.25s时，A点经过的路程为______m。‎ ‎【答案】 (1). 向下 (2). 1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C 处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知C点的振动方向向下，周期，质点在一个周期内振动的路程等于4倍的振幅，经过0.25s时，走过的路程等于5倍的振幅，A=20cm，则s=1m。‎ ‎16.如图，三个质点a、b、c质量分别为、、（）.在C的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比,则它们的周期之比=______;从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线了____次。‎ ‎【答案】 (1). 1：8， (2). 14‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】万有引力提供向心力，则，所以，设每隔时间t，a、b共线一次，则，所以，所以b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：‎ 四、实验题 ‎17.右图为利用发波水槽得到的水面波形图，甲图样是水面波的________现象；乙图样是水面波的_________现象。‎ ‎【答案】 (1). 衍射 (2). 干涉 ‎ ‎【解析】‎ 波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图甲说明发生了明显的衍射现象； 当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图乙是发生了干涉现象。‎ 点睛：掌握干涉和衍射的图样的特点和发生条件，是解决此类题目的关键所在．注意干涉现象的条件与明显的衍射现象条件。‎ ‎18.在“利用单摆测重力加速度”的实验中：‎ ‎（1）测得摆线长l0，小球直径D，小球完成n次全振动的时间为t，则实验测得的重力加速度的表达式g=___‎ ‎（2）实验中如果重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是（ ）‎ A.把摆线的长度l0当成了摆长 B.摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线变长 C.测量周期时，误将摆球（n-l）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间 D.摆球的质量过大 ‎（3）如图所示，停表读数为___s。‎ ‎（4）同学因为粗心忘记测量摆球直径，实验中将悬点到小球下端的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图象，如图所示。则该小球的直径是___cm (保留一位小数)；实验测得当地重力加速度大小是___m/s2 (取三位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). (2). C (3). 99.8s (4). 1.2 (5). 9.86‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）［1］单摆的周期，摆长，根据可得重力加速度的表达式 g＝‎ ‎（2）［2］A.若把摆线的长度当成了摆长，计算时摆长将变短，根据重力加速度的表达式知，重力加速度的测量值将偏小；故A错误；‎ B.摆线上端未牢固地固定于O 点，振动中出现松动，使摆长变大，则单摆的周期变大，而计算时仍采用原摆长l，由g=知，则重力加速度的测量值将偏小，故B错误；‎ C.测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间，则算得的周期变小，重力加速度的测量值将偏大；故C正确 D.摆球的质量过大不影响单摆的周期，则算得的重力加速度不受影响；故D错误。‎ ‎（3）［3］停表的长针是秒针，转一周是30s。因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，所以不能估读出比0.1 s更短的时间，位于表上部中间的小圆圈里面的短针是分针，表针走一周是15 min，每一小格为0.5 min。由图知，短针读数为1.5min，长针读数为9.8s，所以停表的读数为99.8s。‎ ‎（4）［4］由单摆的周期T=2可知 l=+‎ 根据图象与纵轴的截距知=0.6cm，则该小球的直径D=1.2cm。‎ ‎［5］图象的斜率k=，实验测得当地重力加速度大小 g=42k=42m/s2=9.86m/s2‎ 五、计算题 ‎19.如图所示，一端固定的轻绳拉着一个质量为0.2千克的小球，小球在光滑水平桌面上做半径为60cm的匀速圆周运动，每0.2秒转过30°，求：‎ ‎（1）小球的周期。‎ ‎（2）轻绳对小球的拉力大小。‎ ‎（3）小球从任一位置开始，1.2s内的平均加速度大小。‎ ‎【答案】（1）2.4s；（2）0.82N；（3）2.6m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球转动的角速度 ‎==rad/s=rad/s 小球转动的周期 T==2.4s ‎（2）根据牛顿第二定律，轻绳对小球的拉力大小 FT=m2r=02（）20.60N=0.82N ‎（3）小球转动的速度 v=r=0.60m/s=1.57m/s 小球从任一位置开始，1.2s内转过半了圆周，速度变化的大小为 v=2v=3.14m/s 根据加速度的定义式，1.2s内的平均加速度大小 a==m/s2=2.6m/s2‎ ‎20.甲、乙两列机械横波在同种介质中分别沿x轴负方向和正方向传播（如图所示），时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，已知甲波的频率5Hz，求：‎ ‎（1）甲波的波长，和波速大小；‎ ‎（2）时，x轴上的质点C已振动了多长时间；‎ ‎（3）在时刻之后的0.9s内，x=0处的质点位移为+6cm的时刻；‎ ‎（4）若只有乙波(即甲波不存在)，请在给定坐标轴上画出原点处质点的振动图像（以作为起始时刻，至少画一个振动周期）。‎ ‎【答案】（1）4m，20m/s；（2）0.1s；（3）0.2s、0.6s；（4）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由时刻的波形图可知，甲的波长1=4m，已知甲波的频率f1=5Hz，周期T1=0.2s，则甲波的波速 v=1f1=45m/s=20m/s ‎（2）甲、乙两列机械横波在同种介质中传播的波速大小相同，乙波的波长2=8m，由v=可得乙波的周期 T2==s=0.4s 时，x轴上的质点C在乙波上，乙波传播到质点B，B点的起振方向向上，质点C、B平衡位置之间的距离为乙波波长的，则可知质点C比质点B早振动周期，即时，x轴上的质点C已振动了0.1s。‎ ‎（3）甲波的振幅为2cm，乙波的振幅为4cm，根据波的叠加原理，x=0处的质点位移为+6cm时需两列波的波峰同时到达；时，x=0处的质点位移为+2cm，在0.9s内甲波经0.2s、0.4s、0.6s、0.8s时x=0处的质点位移还为+2cm；而乙波经=0.1s传播到x=0处，再经=0.1s到达波峰+4cm处，在0.9s内乙波经0.2s、0.6s时x=0处的质点位移为+4cm，所以在时刻之后的0.9s内，x=0处的质点位移为+6cm的时刻为0.2s、0.6s。‎ ‎（4）乙波经0.1s传播到x=0处，乙波起振方向向上，以 作为起始时刻，原点处质点的振动图像如图：‎ ‎ ‎