上海市交通大学附属中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

上海市交通大学附属中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

www.ks5u.com 上海交通大学附属中学2018-2019学年度第二学期 高一物理期中试卷 ‎(满分100分，60 分钟完成。答案请写在答题纸上。本卷)‎ 一、选择题(共40分。第1-8小题， 每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。)‎ ‎1.做匀速圆周运动的物体，物理量中不断改变的是( )‎ A. 角速度 B. 线速度 C. 周期 D. 转速 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】做匀速圆周运动的物体，线速度的大小不变，但方向时刻变化；角速度不变，周期和转速没有方向，也不变。‎ A.角速度不变，不符合题意，A错误。‎ B.线速度，时刻变化，符合题意，B正确。‎ C.周期不变，不符合题意，C错误。‎ D.转速不变，不符合题意，D错误。‎ ‎2.一个做机械振动的物体，由平衡位置向最大位移处运动时，下列说法正确的( )‎ A. 物体的位移逐渐变大 B. 物体的速度逐渐变大 C. 物体的回复力逐渐变小 D. 物体的周期逐渐变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体由平衡位置向最大位移处运动时,离开平衡位置的距离逐漸增大，所以物体的位移逐渐变大，故A正确 B.物体远离平衡位置，位移增大,速度逐渐减小,故B错误 C.物体的位移增大，由知物体的回复力逐渐增大，故C错误 D.物体机械振动的周期由振动系统本身决定,其周期不变，故D错误。‎ ‎3. 一个小石子投向平静的湖水中央，激起圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时树上一片树叶落在水面上，则树叶将 A. 沿波纹圆周运动． B. 在落下处上下振动．‎ C. 渐渐漂向湖心． D. 渐渐漂向湖畔.‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 分析：一个小石子投向投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，水面上各质点都在各自平衡位置附近上下振动，不向前迁移．‎ 解答：解：一个小石子投向投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，而水波是横波，传播过程中水面各质点上下振动，既不向外移动，也不向圆心移动，更不会沿波纹作圆周运动．‎ 故选B 点评：本题考查对机械波基本特点的了解程度，机械波向前传播的是振动形式和能量，不是质点．‎ ‎4.如图，小球通过弹簧悬挂于天花板上，平衡时，小球停在O点．P点位于O点正下方，cm．将小球拉至P点并由静止释放，小球在竖直方向上做以O点为对称中心的机械振动，完成10次全振动的时间为10s，则小球的振动周期T和振幅A分别为（　　）‎ A. s，cm B. s，cm C. s，cm D. s，cm ‎【答案】A ‎【解析】‎ 据题，将小球拉至P点并由静止释放，则小球离开平衡位置O的最大距离，即振幅 A=OP=5cm。小球完成10次全振动的时间为10s，则完成1次全振动的时间为1s，即周期为1s。故选A。‎ 点睛：解决本题的关键要掌握振幅和周期的定义，振动周期T是完成一次全振动的时间．振幅是振子离开平衡位置的最大距离．‎ ‎5. 介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点 A. 它的振动速度等于波的传播速度 B. 它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C. 它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D. 它振动频率等于波源振动频率 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、在同种均匀介质中波传播过程中传播速度为定值，而质点的在平衡两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，故A错误；‎ B、在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，故B错误；‎ C、质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误；‎ D、每个质点都在重复波源的振动因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，故D正确。‎ 点睛：波动过程是传播波源的振动形式和能量的过程，振动质点并不随波一起传播，二是在自己平衡位置振动，因此明确波的形成是解本题关键。‎ ‎6. 一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是 A. 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小 B. 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 C. 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 D. 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：单摆做小角度摆动时符合简谐运动的特点，t1时刻摆球在位移最大处，回复力最大，加速度最大，速度为零，所以A项错误；t2时刻摆球的位移为零，回复力为零，加速度为零，速度达到最大，所以B项错误；t3时刻摆球在位移最大处，速度为零，向心力为零，对小球受力分析，重力的切向分力提供回复力，悬线的拉力等于重力的径向分力，此时拉力最小，所以C项正确；t4时刻摆球位移为零，回复力为零，加速度为零，速度最大，向心力最大，摆球运动到悬点的正下方，悬线的拉力减去竖直向下的重力的合力提供向心力，悬线拉力最大，所以D项正确。‎ 考点：本题考查了单摆的简谐运动的特点 ‎7.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示．则从图中可以看出（ ）‎ A. 这列波的波长为5m B. 波中的每个质点的振动周期为4s C. 若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动 D. 若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 分析：由波的图象由直接读出波长．根据波的传播方向可以判断的质点振动方向，也可以由质点的振动方向判断波的传播方向．‎ 解：A、由波的图象读出波长为4m．故A错误．‎ B、波速不知，周期无法算出．故B错误 C、若波沿x轴正向传播，a点比x=2m的质点振动迟，则a向下振动．故C正确．‎ D、若质点b向上振动，则x=4m质点比b质点振动早，波应沿x轴正向传播，故D错误 故选C．‎ 点评：判断质点的振动方向与波的传播方向间关系的方法通常有：1、质点振动法，比较质点振动先后．2、上下坡法．3、波形平移法．‎ ‎8.如图所示，实线与虚线分别表示振幅(A)、频率(f)均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，O是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )‎ A. 随着时间的推移，质点O将向B点处移动 B. 此时C点是振动减弱的点，位移为零.‎ C. 从该时刻起，经过四分之一周期，质点O到达平衡位置，此时位移为零 D. 质点D此时处在平衡位置，经过四分之一周期，质点D到达波峰，位移为2A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.波在传播的过程中，振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不随波向前移动，故A错误。‎ B.由于O、B是振动加强点，结合图可知，C点到两两个波源的距离差为半个波长的偶数倍，所以C点是振动加强点，故B错误。‎ C. 该时刻质点O处于波峰位置，所以从该时刻起，经过四分之一周期，质点O到达平衡位置，此时位移为零，故C正确。‎ D. 质点D处的波峰和波谷，经过四分之一周期后分别是波谷和波峰，所以质点D此时处在平衡位置，位移为零，故D错误。‎ ‎9.图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以ω=2πnrad/s，因为要测量自行车前进的速度，即车轮III边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，则轮II的角速度ω2=ω1．因为轮II和轮III共轴，所以转动的ω相等即ω3=ω2，根据v=Rω可知，v=r3ω3=，故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎10.图中y轴是两种不同介质I、II的分界面，一波源以坐标系原点为中心沿 y轴上下振动，形成的两列简请波分别沿+x轴和- x轴方向传播，某一时刻的波形如图所示，在介质I、II中传播的波( )‎ A. 周期之比为2:1‎ B. 波长之比为1:2.‎ C. 波速之比为2:1‎ D. 经过相同的时间，波在介质I、II中传播距离之比为1:2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为波的周期是由波源决定的，则周期相同，故A错误。‎ B.由图可知，在两介质中的波长比为，故B错误。‎ C.由波速公式，可知波速之比为，故C正确。‎ D.由波传播的距离关系，经过相同的时间，波在两介质中传播的距离比为，故D 错误。‎ ‎11.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，小球A和小球B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示A的运动半径较大，则下列判断正确的是( )‎ A. A球的加速度大于B球的加速度 B. A球的线速度大于B球的线速度 C. A球的角速度等于B球角速度 D. A球的向心力等于B球的向心力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，小球受重力和支持力，两者的合力提供向心力，如图所示：‎ 根据牛顿第二定律有：‎ A.由上式可得小球的加速度为，可知A、B两球的加速度相等，故A错误 B.由上式可得小球线速度为，由A球的转动半径大，所以A球的线速度大，故B正确。‎ C. 由上式可得小球的角速度为，由A球的转动半径大，所以A球的加速度小，故C错误。‎ D.因为两球的质量未知，所以两球的向心力不一定相等，故D错误。‎ ‎12.如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示取竖直向下为正方向。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细，重力加速度为g。则下列说法中正确的是　　‎ A. 管道的半径为 B. 小球的质量为 C. 小球在MN以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力 D. 小球在MN以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图可知：当 ， 此时 解得： ，故A错；‎ B、当 时，此时 ，所以 ，故B对；‎ C、小球在水平线MN以下的管道中运动时，由于向心力的方向要指向圆心，则管壁必然要提供指向圆心的支持力，只有外壁才可以提供这个力，所以内侧管壁对小球没有力，故C错；‎ D、小球在水平线MN以上的管道中运动时，重力沿径向的分量必然参与提供向心力，故可能是外侧管壁受力，也可能是内侧管壁对小球有作用力，还可能均无作用力，做D错；‎ 故B对；‎ 二、填空题(共20分)‎ ‎13.如图所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况．甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20mm处，放手后向右运动1/4周期内的频闪照片．已知频闪的频率为10Hz．则振子的振动周期为T=______s。该振子3s内通过的路程为________‎ ‎【答案】 (1). 1.2 (2). 0.2m ‎【解析】‎ 频闪的频率为 f=10Hz，则周期为T==0.1s，即相邻两次闪光的时间间隔t0=0.1s．从乙图可看出振子从最大位移处运动到平衡位置经历时间为：t=3T，即有T0=3T，所以振子振动的周期为 T0=12T=1.2s．3s=2.5T，则振子3s内通过的路程为2.5×4A=10A=10×20mm=0.2m ‎14.机械波可以绕过_____继续传播的现象叫衍射。障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多是波产生_________的条件。‎ ‎【答案】 (1). 障碍物 (2). 衍射 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]衍射的定义为：机械波绕过障碍物继续传播的现象，所以此空填：障碍物。‎ ‎[2]波产生衍射的条件为：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多，所以此空填：衍射 ‎15.汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20s内行驶20m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30°角。司机由此估算出汽车的速度是____m/s.汽车的向心加速度大小是_______m/s2 (结果保留两位有效数)。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由线速度的公式可得，线速度为：‎ ‎[2]由题意可知，圆弧即为时间内的路程 ‎，而对应的圆心角为，由几何知识可知，解得，再由加速度的公式可得向心加速度为 ‎16.两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于A、B处，时的波形如图所示。当时，M点的位移为______cm，N点的位移为______cm。‎ ‎【答案】2，0‎ ‎【解析】‎ ‎2.5s内，两列波传播的距离，当A波向右传播1m时，‎ A波如图中的虚线所示，Ｂ波如图中的实线所示，所以，Ｍ点位移为2cm,Ｎ点位移为零，‎ ‎17.如图所示，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过.其波形如虚线所示。已知图中x1与x2相距1m ，波的周期为T，且。则可能的最小波速为______ m/s,最小周期为___________s(结果保留两位有效数)。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知，波长为，因为，故波传播的距离的范围为：‎ 第一种情况：波向右传播，传播的距离为或，所以波速为或；周期为或 第二种情况：波向左传播，传播的距离为或 所以波速为或，周期为或 由以上可知，最小波速为，最小周期为 三、综合题(共40分。注意:第19.20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。)‎ ‎18.在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，‎ ‎（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为______ ‎ A．20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台 B．100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台 C．100cm长结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台 D．100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台 ‎（2）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最______ （填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1．当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为______ 秒．‎ ‎（3）实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是______ ．‎ A．实验室的海拔太高          B．摆球太重 C．测出n次全振动时间为t，误作为（n+1）次全振动时间进行计算 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 ‎（4）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2-L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是______ （填“A”或“B”）．另外，在厦大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比= ______ ．（北大所在地的纬度比厦大高．）‎ ‎【答案】 (1). B (2). 低 (3). (4). C (5). B (6). 4：9‎ ‎【解析】‎ ‎（1）实验中应采用长1m左右，不能形变的细线，小球选用体积小质量大小的金属球；故选：B； （2）摆球经过最低点的位置时速度最大，在相等的距离误差上引起的时间误差最小，测的周期误差最小．所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置时开始计时．由题分析可知，单摆全振动的次数为N==30，周期为T=； （3）摆球的重力越重，误差越小；故A错误；计算时误将小球的直径与摆线长相加，则摆长测量值偏大，根据可知，则重力加速度的测量值偏大，选项B错误；实验中误将n次全振动计为n+1次，根据T=t/n求出的周期变小，g偏大，故C错误．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测得的单摆周期变大，依据：‎ ‎，可知得到的g值偏小，故D正确．故选D. （4）由得，T2＝L，知T2～L图象的斜率越大，则重力加速度越小，因为厦门当地的重力加速度小于北京，则厦门的同学所测实验结果对应的图线的斜率大，应该是A图线． 由振动图线知，两单摆的周期比为，由知，两单摆摆长之比 ． 点睛：本题考单摆测量重力加速度的实验原理和方法，了解重力加速度的变化规律和利用单摆测重力加速度的实验原理是解决此题的关键．‎ ‎19.如图所示，实线和虚线分别为某种波在t=0时刻和t=0.5s时刻的波形曲线求:‎ ‎(1)波长为多少?‎ ‎(2)若波向x负方向传，周期的最大值为多少?‎ ‎(3)若波向x正方向传，波速为多大?‎ ‎(4)若波速为92m/s,则波沿哪个方向传播?‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎（3）‎ ‎（4）轴正方向传播 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）该波中包含两种频率的波，根据波形的周期看出读出该波的波长为 ‎（2）若波向轴负方向传播，则传播的距离为：‎ 波速的可能值为：‎ 所以波的周期为：‎ 当时，周期最大，即 ‎（3）若波向轴正方向传播，则传播的距离为：‎ 则波可能为：‎ ‎（4）当，由，可知波向轴正方向传播。‎ ‎20.如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为的小球，其中,两绳能承担的最大拉力相等且为F=40N,小球随转轴以定的角速度转动，AC和BC均拉直，此时. ABC能绕竖直轴AB匀速转动，而C球在水平面内做匀速圆周运动()， 求： (结果保留三位有效数)‎ ‎(1)当BC绳刚好拉直时，角速度多大?‎ ‎(2)当小球的角速度增大时，通过计算判断AC和BC哪条绳先断?当先断的绳刚断时的角速度多大?‎ ‎(3)一条绳被拉断后，为了让小球能够做圆周运动，则小球的最大线速度为多少?‎ ‎【答案】（1）（2）绳BC断，（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当BC绳刚好拉直时，小球受AC绳的拉力和重力，对小球由：‎ 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 由以上方程解得：‎ ‎（2）当BC绳刚好拉直后，AC绳和BC绳上的拉力分别为和，对小球由 竖直方向：‎ 水平方向：‎ 当小球的加速度增大时，绳AC的拉力不变，绳BC的拉力增大，所以绳BC先断。‎ 由题意可知当是，绳BC断，由以上方程化简可得此时的加速度：‎ ‎（3）当BC绳被拉断后，设AC绳与竖直方向的夹角为，则：‎ 由题意可知，的最大值为 由以上方程可知：，即当是，对应线速度最大，则：‎ 由几何知可知：‎ 由以上方程解得：‎ ‎ ‎