上海市师范大学附属中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题.doc

上海市师范大学附属中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题

上海市师范大学附属中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题

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- 14 -

上海市师范大学附属中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）
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.在匀速圆周运动过程中，发生变化的物理量是（　　）
A. 周期 B. 角速度 C. 线速度 D. 转速
【答案】C
【解析】
【详解】在匀速圆周运动过程中，线速度的大小不变，方向不断变化发生，则发生变化的物理量是线速度，周期、角速度和转速都不变，故选C.
2.简谐振动中反映物体振动强弱的物理量是（ ）
A. 周期 B. 频率
C. 位移 D. 振幅
【答案】D
【解析】
【详解】简谐振动中反映物体振动强弱的物理量是振幅．
A．周期，与结论不相符，选项A错误；
B．频率，与结论不相符，选项B错误；
C．位移，与结论不相符，选项C错误；
D．振幅，与结论不相符，选项D正确；
3.在平静的湖面上漂着一片落叶，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到落叶处时，落叶将（ ）
A. 随波纹漂向湖岸． B. 波纹传到落叶处，落叶仍不动．
C. 向波源处漂动． D. 在原来位置做上下振动．
【答案】D
【解析】
【详解】向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条在原来位置附近上下振动，则不向前移动，故选项D正确。
故选D。
4. 一列沿x轴正方向传播的间谐机械横波，波速为4m/s．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是

A. 这列波的振幅为4cm
B. 这列波的周期为1s
C. 此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D. 此时x=4m处质点的加速度为0
【答案】D
【解析】
试题分析：振幅等于y的最大值，故这列波的振幅为A=2cm．故A错误．由图知，波长λ=8m，由波速公式得周期．故B错误．简谐机械横波沿x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x=4m处质点沿y轴正方向运动．故C错误．此时x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零．故D正确．故选D．
考点：波的图像

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. 它的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的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.物体在两个相互垂直的力F1和F2作用下运动，在一段时间内，F1对物体做功4J，F2对物体做功3J，那么合力做功是（　　）
A. 5J B. 7J C. 1J D. F1、F2大小未知故无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】合力做的总功为等于各力做功的代数和，则有
W=W1+W2=4J +3J=7J
故B正确，ACD错误。
故选B。
7.如图表示一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4s时刻，质点的（　　）

A. a为正向最大 B. x为正向最大
C. x=0 D. a=0
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，质点在t=4s时位于正的最大位移处，故加速度为负向最大，故B正确，ACD错误。
故选B。
8.如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、BD中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A错误；
B．由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B错误；
C．C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C正确；
D．D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D错误．
9.如图所示，S1、S2 为两个振动情况完全相同的相干波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法中正确的是

A. a质点总处于波峰，b质点总处于波谷
B. c、d点可以出现波峰，也可以出现波谷
C. a、b点振动振幅比波源振幅大
D. 振动加强和减弱区域交替变化
【答案】C
【解析】
【详解】A. a质点是振动加强点，但不是总处于波峰，b质点也是振动加强点，但也不是总处于波谷，选项A错误；
B. c、d点都是振动减弱点，振幅为零，则不可能出现波峰或波谷，选项B错误；
C. a、b点都是振动加强点，振幅为2A，即振动振幅比波源振幅大，选项C正确；
D. 振动加强和减弱区域都是由位置决定，都是固定不变的，选项D错误．
10.两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2（v1>v2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1，f2和A1，A2，则（　　）
A. f1>f2，A1=A2 B. f1A2 D. f1=f2，A1m B. 加速度为零
C. 角速度约为1rad/s D. 转弯半径约为3.4km
【答案】AD
【解析】
本题考查匀速圆周的概念，意在考查考生的理解能力．圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m，选项A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误；由题意得圆周运动的角速度rad/s= rad/s，又，所以m=3439m，故选项C错误、D正确．
点睛：本题以火车转弯指南针偏转为背景考查匀速圆周的概念，解答时要注意角度与弧度的换算关系．
12.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如题5图所示．关于拉力的功率随时间变化的图象是下图中的可能正确的是

A.
B
C.
D.
【答案】D
【解析】
试题分析：由图知：在时间内，物体做初速度为零的匀加速运动，，由牛顿第二定律得：，则拉力的功率为；在时刻以后，物体做匀速运动，不变，则，，P不变，故D正确．
考点：功率、平均功率和瞬时功率
【名师点睛】根据物理规律得到解析式，再选择图象是常用的方法．本题根据牛顿第二定律和运动学公式结合得到P的表达式是关键．
二、填空题（共20分，每空2分）
13.“只闻其声，不见其人”这是声波的______现象；北京天坛的回音壁是利用声波的______现象。
【答案】 (1). 衍射 (2). 反射
【解析】
【详解】[1]“只闻其声，不见其人”这是声波的衍射现象；
[2]驰名中外的北京天坛里的回音壁，三音石，圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象，它是我国古代建筑师利用声音的反射造成的音响效果。
14.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为______，整个下落过程中机械能的改变量为________。

【答案】 (1). (2). 0
【解析】
【详解】[1]根据题意可知以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为

[2]整个过程中只有小球重力做功，机械能守恒，所以整个下落过程中机械能的改变量0。
15.质量为5千克物体从某一高度自由下落，在下落过程中的第2秒末，重力做功的瞬时功率P为________瓦，在下落的头2秒内，重力做功的平均功率为________瓦。
【答案】 (1). 1000 (2). 500
【解析】
【详解】[1] 2秒末的瞬时速度

所以重力做功的瞬时功率

[2] 2秒内位移

重力做功

重力做功的平均功率

16.如图所示，皮带在传动的过程中无打滑现象，大轮的半径R为40cm，小轮的半径r为20cm，又O1C=10cm，则A、B两点的线速度大小之比vA：vB=____，B、C两点的角速度大小之比ωB：ωC=__________。

【答案】 (1). 1:1 (2). 2:1
【解析】
【详解】[1]A、B两轮为皮带传动，边缘点线速度大小相等，故

[2]又由于

根据

得

A、C为同轴转动，角速度相等，故

故

17.额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20 m/s，汽车质量是2000 kg．如果汽车从静止开始先做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则汽车匀加速运动时的牵引力F=___________N；汽车从静止开始运动的10 s的过程中牵引力做的功W=___________J．
【答案】 (1). 8×103 (2). 6×105
【解析】
当牵引力等于阻力时，速度达到最大，有：，在加速阶段，根据牛顿第二定律可知F-f=ma，解得F=ma+f=8000N，匀加速运动达到的最大速度：，加速运动的时间为：，通过的位移为：，故匀加速阶段牵引力做功W1=Fx1=2×105J，此后在额定功率下运动，则做功W2=Pt′=4×105J，故从静止开始运动的10s的过程中牵引力力做的功W=W1+W2=6×105J．
三、综合题。（共40分）
18.在“利用单摆测重力加速度”的实验中，
(1)从下列器材中选用最合适的器材(填写器材代号)__
A.小铁球 B.小塑料球 C. 20cm长细线 D.100cm 长的细线 E.手表 F.时钟 G.秒表
(2) 有关“用单摆测定重力加速度”的实验，下述说法中正确的是___
A.为了方便测量摆长，可以将单摆放在水平桌面上用力拉紧后再测量
B.测量摆长时可以先测出摆线的长度，再加上摆球的半径
C.偏角不要超过5°，将摆球拉到最大位移处释放同时快速按下秒表开始计时
D.为了精确测量单摆的周期，起码要测量小球作100次全振动所用的时间
(3)某同学实验时改变摆长，测出多组摆长L和对应的周期T的数据，作出L—T2图线，得到一条过原点的直线， 如果直线的斜率为k，则求得重力加速度 g= ________________．
但实际操作时，该同学漏加了小球半径，如果他仍作出L--T2 图线，通过直线斜率来计算重力加速度，则测量结果将______ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
【答案】 (1). ADG (2). BD (3). (4). 不变
【解析】
【详解】（1）[1].实验中需要的器材有：A.小铁球；D.100cm 长的细线；G.秒表；故选ADG;
（2）[2]. 实验中单摆摆长等于摆球半径与摆线长度之和，应先用游标卡尺测出摆球直径；然后把单摆悬挂好，再用米尺测出单摆自然下垂时摆线长度，摆球半径与摆线长度之和是单摆摆长，故A错误，B正确；偏角不要超过5°，以保证单摆做简谐振动；将摆球拉到最大位移处释放，等摆球到达最低点时快速按下秒表开始计时，选项C错误；为了精确测量单摆的周期，起码要测量小球作100次全振动所用的时间t，然后由求解周期，选项D正确；
（3）[3].根据可得
，
则由题意可知

解得

[4].在测量数据时漏加了小球半径，将摆线的长度当做了摆长，所测摆长偏小，摆长的变化对图象斜率k没有影响，因此实验测量的重力加速度与真实值相等；
19.如图所示是一列简谐波在t=0时刻的波形，简谐波沿x轴的正向传播．已知t=2.2s时P质点恰好第三次在波峰位置．求:

(1)这列波的周期和波速；
(2)在t=2.4s内质点M通过的路程和2.4s时刻的位移:
(3)经过多少时间M点到达波谷:
(4)画出M点第一次振动到平衡位置且向下振动时原点右侧的全部波形．
【答案】（1）0.8s；2.5m/s（2）3.5m；-0.5m（3）1.6s（4）图见解析；
【解析】
【详解】（1）简谐波沿x轴的正向传播，图示时刻P点向下运动，已知t=2.2s时P质点恰好第三次在波峰位置，得到

得
T=0.8s
由图知，波长λ=2m，则波速

（2）波传到M点还需要的时间为
，
则在t=2.4s时刻质点M振动1.4s=1T，则在t=2.4s内质点M通过的路程为7A=3.5m；
质点M开始起振的方向向上，可知2.4s时刻的位移为-0.5m；
（3）M点到达波谷，还需要振动，则经过1s+0.6s=1.6s的时间M点到达波谷；
（4）图像如图；

20.如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）滑块在C点的速度大小vC；
（2）滑块在B点的速度大小vB；
（3）A、B两点间的高度差h．
【答案】（1）2m/s（2）4.29m/s（3）1.38m
【解析】
（1）由题意，在C处滑块仅在重力作用下做圆周运动，设滑块的质量为m，由牛顿定律：
解得：
（2）由几何关系，BC高度差H为：
滑块由B到C的运动过程中重力做功，机械能守恒，以B为势能零点：

带入数据：vB=4.29m/s
（3）滑块由A到B过程，由牛顿定律：

解得：
解得：a=4m/s2；
设AB间距为L,由运动公式：vB2=2aL
由几何关系：h=Lsin370
解得：