上海市金山中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题.doc

上海市金山中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题

上海市金山中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题

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上海市金山中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）
一、单项选择题
1.做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　)
A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力
【答案】B
【解析】
【详解】A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；
B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；
C．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；
D．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误；
【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系．

2.如图所示，地球可以视为一个球体，O点为地球球心，位于昆明的物体A和位于赤道上的物体B，都随地球自转做匀速圆周运动，则：（ ）

A. 物体的周期 B. 物体的周期
C. 物体的线速度大 D. 物体的角速度大小
【答案】A
【解析】
【详解】物体A和B分别静置地面上，共轴转动，周期相同，即TA=TB．故A正确，B错误．根据v=rω，可知，B物体的轨道半径较大，因此B物体的线速度较大，即有vB＞vA．故C错误；由ω=知角速度相同，即ωA=ωB．故D错误．故选A．
3. 关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是（ ）
A. 变速运动一定是曲线运动
B. 匀速圆周运动是匀速运动
C. 做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零
D. 做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心
【答案】C
【解析】
试题分析：变速运动不一定是曲线运动，也可能是直线运动，选项A错误；匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，故匀速圆周运动不是匀速运动，选项B错误；做曲线运动的物体速度不断变化，故有加速度，所受的合外力一定不为零，选项C正确；只有做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向才一定指向圆心，选项D错误；故选C．
考点：曲线运动和圆周运动
4.一细绳一端固定于O点，另一端系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球通过圆周的最低点时，小球受到（ ）．
A. 重力、绳子拉力和向心力作用 B. 重力和绳子拉力作用
C. 重力和向心力作用 D. 绳子拉力和向心力作用
【答案】B
【解析】
【详解】当小球通过圆周的最低点时，小球受到重力和绳子拉力作用，两个力的合力充当向心力；
A．重力、绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项A错误；
B．重力和绳子拉力作用，与结论相符，选项B正确；
C．重力和向心力作用，与结论不相符，选项C错误；
D．绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
5.如图所示为摩擦传动装置，两轮半径之比，且传动时不打滑，关于两轮边缘上的a点和b点，下列说法正确的是（ ）．

A. 线速度之比为3∶1 B. 向心加速度之比为3∶1
C. 向心加速度之比为1∶3 D. 周期之比为1∶3
【答案】C
【解析】
【详解】A．两轮边缘上的a点和b点是同缘转动，则线速度之比为1∶1，选项A错误；
BC．根据可知，两点的向心加速度之比为1∶3，选项B错误，C正确；
D．根据可知，两点的周期之比为3∶1，选项D错误；
故选C.
6.篮球由静止开始下落至地面，经多次反弹后静止在地面上，从篮球开始下落到最终静止的过程，下列说法正确的是(　　)
A. 机械能不守恒
B. 重力一直做正功
C. 重力势能时刻在减少
D. 重力一直做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A．篮球最终静止，说明机械能减少，故选项A正确；
BCD．篮球上升时，重力做负功，重力势能增大，下落时，重力做正功，重力势能减少，故选项BCD错误。
故选A。
7.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示，若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（　　）

A mgh，减少mg（H－h）
B. －mgh，减少mg（H+h）
C. －mgh，增加mg（H－h）
D mgh，增加mg（H+h）
【答案】B
【解析】
【详解】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为

整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为

故B正确，ACD错误。
故选B。
8.铜摩尔质量为M，密度为𝜌，阿伏加德罗常数为NA；1个铜原子所占的体积是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】铜的摩尔体积

1个铜原子所占的体积

A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（）
A. 4倍 B. 2倍 C. 倍 D. 倍
【答案】D
【解析】
【详解】设阻力为f，由题知：f=kv；
速度最大时，牵引力等于阻力，则有 P=Fv=fv=kv2．
所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍．
故选D．

10.如图，竖直平面内有一半径为1.6m、长为10cm的光滑圆弧轨道小球置于圆弧左端，t＝0时刻起由静止释放。取 g＝10m/s2，t＝3s时小球正在（　　）

A. 向右加速运动 B. 向右减速运动
C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
【答案】A
【解析】
【详解】将小球的运动等效成单摆运动，则小球的周期

则在

时刻，小球在从左端向最低点的运动中，所以是向右做加速运动，故A正确，BCD错误。
故选A。
11.如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则

A. f1＝2f2，v1＝v2
B f1＝f2，v1＝2v2
C. f1＝f2，v1＝0.5v2
D. f1＝0.5f2，v1＝v2
【答案】B
【解析】
【详解】同一波源的频率相等，所以有，从图中可得，故根据公式可得，故B正确，ACD错误

12.两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波（如图甲所示），在相遇的某一时刻（如图乙所示），两列波“消失”。则此时介质中x、y两点的运动情况是（　　）

A. x 向上，y 向上 B. x 向下，y 向上
C. x、y 都静止 D. x、y 都向下
【答案】B
【解析】
【详解】根据同侧法可知在处，向右传播的波和向左传播的波在处振动方向均向下；在处，向右传播的波和向左传播的波在处振动方向均向上，ACD错误，B正确。
故选B。
二、填空题
13.功是________的量度，物质是由大量________组成.
【答案】 (1). 能量转化 (2). 分子
【解析】
【详解】[1]功是能量转化的量度；
[2]由分子动理论可知，物质是由大量分子组成的。
14.物体做机械振动的条件是始终受到方向指向____________的回复力，弹簧振子的回复力是由振子所受弹簧的弹力提供，则单摆的回复力是由摆球所受____________提供．
【答案】 (1). 平衡位置； (2). 重力沿圆弧切向的分力；
【解析】
物体做机械振动的条件是始终受到方向指向平衡位置，的回复力，弹簧振子的回复力是由振子所受弹簧的弹力提供，则单摆的回复力是由摆球所受重力沿圆弧切向的分力提供．
15.如右图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的____________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图．

【答案】 (1). 干涉 (2). C
【解析】
【详解】[1]右图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；
[2]而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显，由于当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，故C的频率最大．
16.一质量为的物体由静止开始自由落下，在第3s内重力的平均功率为__________W，在3s末重力的瞬时功率为__________W．
【答案】 (1). 500 (2). 600
【解析】
【分析】
根据来求平均功率，根据来求瞬时功率。
【详解】物体做自由落体，则第3s内的平均速度为

则平均功率为

物体做自由落体，则第3s末的瞬时速度为

则瞬时功率为

17.如图所示，实线是沿x轴传播的一列机械波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=1.5s时刻的波形图．已知波速是12m/s，则这列波的周期是_______s，此波的传播方向为____________．

【答案】 (1). 2； (2). 负x方向
【解析】
【详解】[1]由图可知，波长λ=24m，根据波速，周期为：

[2]波平移距离：
△x=vt=12m/s×1.5s=18m=；
由于△x=，故波沿负x方向传播．
三、实验题
18.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶400．用注射器和量筒测得1mL上述溶液为40滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开．
(1)本实验中做了三点理想化假设，①将油酸分子视为球形；②______________________；③_______________________．
(2)测得油膜的面积约为150cm2，则油酸分子的直径是______m．(结果保留两位有效数字)
【答案】 (1). 油膜看成单分子层 (2). 油酸分子是紧挨在一起的（不考虑油酸分子间间隙） (3). 4.2×10-9
【解析】
【详解】(1)[1][2]本实验中做了三点理想化假设，①将油酸分子视为球形；②油膜看成单分子层；
③油酸分子是紧挨在一起的（不考虑油酸分子间间隙）．
(2)[3]
1滴该溶液所含油酸的体积为：
；
则油分子的直径：

19.某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.5cm摆球直径为2.0cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，则：
(1)单摆摆长为___________cm。
(2)为了提高实验精确度，在实验室中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，则重力加速为____________。
【答案】 (1). 98.5 (2).
【解析】
【详解】(1)[1]摆长等于摆线长与小球半径之和，故

(2)[2]根据单摆周期公式

变形可得

即

故

20.某同学研究小球摆动过程中机械能守恒，他用的DIS的装置如图（a）所示，在实验中，选择以图像方式显示实验的结果，所显示的DIS图像如图（b）所示．图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E．
（1）图（b）的图像中，表示小球的动能Ek随小球距D点的高度h变化关系的图线是（ ）．
（2）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论__________ __________________．

【答案】（1）丙（3分）
（2）只有重力做功时，物体机械能守恒（3分
【解析】
【详解】本题考查的是机械能守恒的实验问题，随着高度的增加，小球的动能减小，因此为丙图像；
甲图为小球的机械能，乙图为小球的重力势能，丙图为小球的动能，丙图和乙图在任意高度能量之和与甲图相等，因此只有重力做功机械能守恒
四、解答题
21.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x＝0.32，从此时刻开始计时。
(1)若每间隔最小时间0.4s出现重复波形图，求波速大小；
(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移，求波速大小；
(3)若P点经0.4s到达平衡位置，求波速大小。

【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)依题意得

解得波速为

(2)波沿x轴正方向传播

P点恰好第一次到达正向最大位移，解得波速为

(3)波沿x轴正方向传播，若P点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为0.32m，由周期性可知波传播的可能距离

代入解得，可能波速为

22.某同学骑自行车沿一倾角为θ斜坡匀速向下行驶时，恰好可以不踩踏板；现在他从斜坡坡底匀速向上行驶，在其蹬踩踏板N圈时回到坡顶（设不间断地匀速蹬），所用的时间为t，已知自行车和人的总质量为m，轮盘的半径为R1，飞轮的半径为R2，车后轮的半径为R3，重力加速度为g，在上坡、下坡过程中，斜坡及空气作用于自行车与人的阻力大小相等，车轮与坡面接触处都无滑动，不计自行车各部件的热损耗等．求：

（1）斜坡及空气作用于自行车与人的阻力大小f；
（2）斜坡的长度L；
（3）该同学沿斜坡向上匀速行驶过程中消耗的功率P．
【答案】(1) mgsinθ；(2) ; (3)
【解析】
【详解】解：(1)下坡时不踩踏板，自行车匀速行驶，合外力为零
根据平衡条件则有： ①
(2)车轮转动一周，自行车前进的距离为： ②
轮盘与飞轮用链条连结，边缘上的线速度相同，有： ③
④
⑤
后轮与飞轮转数相同，故有： ⑥
由②③④⑤⑥解得： ⑦
(3)自行车沿斜坡匀速向上行驶过程有： ⑧
⑨
由①⑦⑧⑨解得：