上海交通大学附属中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

这是一份上海交通大学附属中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题（含答案），共18页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题注意等内容，欢迎下载使用。
2018-2019学年上海交大附中高一（下）期中物理试卷一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题3分．每小题只有一个正确答案．）1．（3分）做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是　　A．线速度 B．角速度 C．周期 D．转速2．（3分）一个做机械振动的物体，由平衡位置向最大位移处运动时，下列说法正确的是　　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3．（3分）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，如果此时湖畔树上的一片树叶落在水面上，则树叶　　A．沿波纹作圆周运动 B．在落下处上下振动 C．渐渐漂向湖心 D．渐渐漂向湖畔4．（3分）如图，小球通过弹簧悬挂于天花板上，平衡时，小球停在点。点位于点正下方，。将小球拉至点并由静止释放，小球在竖直方向上做以点为对称中心的机械振动，完成10次全振动的时间为，则小球的振动周期和振幅分别为　　A．， B．， C．， D．，5．（3分）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的振动频率6．（3分）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，悬线对它的拉力最大 D．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大7．（3分）一列简谐横波沿轴传播，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 B．波中的每个质点的振动周期为 C．若已知波沿轴正向传播，则此时质点向下振动 D．若已知质点此时向上振动，则波是沿轴负向传播的8．（3分）如图所示，实线与虚线分别表示振幅（A）、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，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，质点将向点处移动 B．此时点是振动减弱的点，位移为零。 C．从该时刻起，经过四分之一周期，质点到达平衡位置，此时位移为零 D．质点此时处在平衡位置，经过四分之一周期，质点到达波峰，位移为9．（4分）如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为的大齿轮，Ⅱ是半径为的小齿轮，Ⅲ是半径为的后轮，假设脚踏板的转速为，则自行车前进的速度为　　A． B． C． D．10．（4分）图中轴是两种不同介质Ⅰ、Ⅱ的分界面，一波源以坐标系原点为中心沿轴上下振动，形成的两列简谐波分别沿轴和轴方向传播，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 B．波长之比为 C．波速之比为 D．经过相同的时间，波在介质Ⅰ、Ⅱ中传播距离之比为11．（3分）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，小球和小球沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，的运动半径较大，则下列判断正确的是　　A．球的加速度大于球的加速度 B．球的线速度大于球的线速度 C．球的角速度小于球角速度 D．球的向心力等于球的向心力12．（3分）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）。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。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．小球在以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力二、填空题（共20分）13．如图所示是用频闪照相的方法拍到一个弹簧振子的振动情况，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处，放手后向右运动周期内的频闪照片，已知频闪的频率为，则相邻两次闪光的时间间隔△　 　，振子振动周期为　 　，该振子内通过的路程为　 　。14．机械波可以绕过障碍物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。15．汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在内行驶的路程，司机发现汽车速度的方向改变了角。司机由此估算出汽车的速度大小是　　。汽车的向心加速度大小是　　（结果保留两位有效数）。16．两列简谐波沿轴相向而行，波速均为，两波源分别位于、处，时的波形如图所示。当时，点的位移为　 　，点的位移为　 　。17．如图，简单谐横波在时刻的波形如实线所示，经过△，其波形如虚线所示。已知图中与相距，波的周期为，且△．则可能的最小波速为　 　，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　 　．长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台．长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台．长的结实的细线、大木球、秒表、量程的刻度尺、铁架台．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，所用的时间为秒，则单摆周期为　 　秒。（3）实验时某同学测得的值偏大，其原因可能是　 　。．实验室的海拔太高          ．摆球太重．测出次全振动时间为，误作为次全振动时间进行计算．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系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是　 　（填“”或“” 。另外，在厦大做探究的同学还利用计算机绘制了、两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，、两单摆的摆长之比　 　。（北大所在地的纬度比厦大高。19．如图所示，实线和虚线分别为某种波在时刻和时刻的波形曲线求：（1）波长为多少？（2）若波向负方向传，周期的最大值为多少？（3）若波向正方向传，波速为多大？（4）若波速为，则波沿哪个方向传播？20．如图所示，为竖直转轴，细绳和的结点系一质量为的小球，其中，两绳能承担的最大拉力相等且为，小球随转轴以一定的角速度转动，和均拉直，此时，．能绕竖直轴匀速转动，而球在水平面内做匀速圆周运动，求：（结果保留三位有效数字）（1）当刚好拉直时，角速度多大？（2）当小球的角速度增大时，通过计算判断和哪条绳先断？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？
2018-2019学年上海交大附中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题3分．每小题只有一个正确答案．）1．（3分）做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是　　A．线速度 B．角速度 C．周期 D．转速【解答】解：匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，但是方向时刻改变；角速度不变，周期、转速没有方向也不变。故、、错误，正确。故选：。2．（3分）一个做机械振动的物体，由平衡位置向最大位移处运动时，下列说法正确的是　　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【解答】解：、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渐增大，所以物体的位移逐渐变大，故正确。、物体远离平衡位置，位移增大，速度逐渐减小，故错误。、物体的位移增大，由知物体的回复力逐渐增大，故错误。、物体机械振动的周期由振动系统本身决定，其周期不变，故错误。故选：。3．（3分）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，如果此时湖畔树上的一片树叶落在水面上，则树叶　　A．沿波纹作圆周运动 B．在落下处上下振动 C．渐渐漂向湖心 D．渐渐漂向湖畔【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：。4．（3分）如图，小球通过弹簧悬挂于天花板上，平衡时，小球停在点。点位于点正下方，。将小球拉至点并由静止释放，小球在竖直方向上做以点为对称中心的机械振动，完成10次全振动的时间为，则小球的振动周期和振幅分别为　　A．， B．， C．， D．，【解答】解：据题，将小球拉至点并由静止释放，则小球离开平衡位置的最大距离，即振幅。小球完成10次全振动的时间为，则完成1次全振动的时间为，即周期为。故选：。5．（3分）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的振动频率【解答】解：、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，故错误；、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，故错误；、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，故错误；、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，故正确。故选：。6．（3分）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，悬线对它的拉力最大 D．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大【解答】解：如图所示是摆球的位移与时间图象，当处于0、、时刻时，位移为零，速度最大，而处于、时刻时，位移为最大，速度最零。由于向心力是由线的拉力与球的重力提供的，当速度最大时，所需要的向心力也最大，则线的拉力也最大。故选：。7．（3分）一列简谐横波沿轴传播，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 B．波中的每个质点的振动周期为 C．若已知波沿轴正向传播，则此时质点向下振动 D．若已知质点此时向上振动，则波是沿轴负向传播的【解答】解：、由波的图象读出波长为。故错误；    、波速不知，周期无法算出。故错误；    、若波沿轴正向传播，点比的质点振动迟，则向下振动。故正确；    、若质点向上振动，则质点比质点振动早，波应沿轴正向传播，故错误。故选：。8．（3分）如图所示，实线与虚线分别表示振幅（A）、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，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，质点将向点处移动 B．此时点是振动减弱的点，位移为零。 C．从该时刻起，经过四分之一周期，质点到达平衡位置，此时位移为零 D．质点此时处在平衡位置，经过四分之一周期，质点到达波峰，位移为【解答】解：．振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波迁移，故错误；．此时刻，在点是平衡位置和平衡位置相遇，位移为零，再经过四分之一个周期，在点是波谷和波谷相遇，所以点是振动加强点，故错误；．此时刻，点是波峰和波峰相遇，再经过四分之一个周期，是平衡位置和平衡位置相遇，位移为零，故正确；．该时刻，质点是波谷和波峰相遇，是振动减弱点，始终处于静止状态，所以位移始终为零，故错误；故选：。9．（4分）如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为的大齿轮，Ⅱ是半径为的小齿轮，Ⅲ是半径为的后轮，假设脚踏板的转速为，则自行车前进的速度为　　A． B． C． D．【解答】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，所以，因为要测量自行车前进的速度，即车轮边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮和轮边缘上的线速度的大小相等，据可知：，已知，则轮的角速度．因为轮和轮共轴，所以转动的相等即，根据可知，，故正确，错误。故选：。10．（4分）图中轴是两种不同介质Ⅰ、Ⅱ的分界面，一波源以坐标系原点为中心沿轴上下振动，形成的两列简谐波分别沿轴和轴方向传播，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 B．波长之比为 C．波速之比为 D．经过相同的时间，波在介质Ⅰ、Ⅱ中传播距离之比为【解答】解：、因为波的周期由波源决定的，则周期相同。故错误。    、由图波长之比为．故错误。    、由，得到，波速之比为．故正确。    、由得到，经过相同的时间，波在介质Ⅰ、Ⅱ中传播距离之比为．故错误。故选：。11．（3分）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，小球和小球沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，的运动半径较大，则下列判断正确的是　　A．球的加速度大于球的加速度 B．球的线速度大于球的线速度 C．球的角速度小于球角速度 D．球的向心力等于球的向心力【解答】解：、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图：根据牛顿第二定律，有：，故向心加速度都相等，由于质量未知，故向心力不一定相等，解得：，由于球的转动半径较大，线速度较大；而，由于球的转动半径较大，则的角速度较小，故正确，错误。故选：。12．（3分）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）。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。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．小球在以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力【解答】解：、由图可知：当，此时解得：，故错误；、当时，此时：，所以，故正确；、小球在水平线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，故错误；、小球在水平线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，做错误；故选：。二、填空题（共20分）13．如图所示是用频闪照相的方法拍到一个弹簧振子的振动情况，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处，放手后向右运动周期内的频闪照片，已知频闪的频率为，则相邻两次闪光的时间间隔△　0.1　，振子振动周期为　 　，该振子内通过的路程为　 　。【解答】解：频闪的频率为，则相邻两次闪光的时间间隔△；图乙是放手后向右运动周期内的频闪照片，3个间隔，是0.4秒，故周期为；是10个，故振子内通过的路程为10倍振幅，是，即；故答案为：0.1，1.2，2。14．机械波可以绕过障碍物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　明显衍射　条件。【解答】解：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明显衍射的条件。故答案为：明显衍射。15．汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在内行驶的路程，司机发现汽车速度的方向改变了角。司机由此估算出汽车的速度大小是　1　。汽车的向心加速度大小是　　（结果保留两位有效数）。【解答】解：由题意可知，圆弧即为时间内的路程，即，而对应的圆心角为，因此由几何关系，则有：，从而解得：；由线速度公式有：，再由向心加速度公式有：，故答案为：1，0.026。16．两列简谐波沿轴相向而行，波速均为，两波源分别位于、处，时的波形如图所示。当时，点的位移为　2　，点的位移为　 　。【解答】解：在到时间内，波向右传播的距离为△△；波向左传播的距离也是△△，据此画出在时刻的波形图如图，其中蓝色的是以为波源的波形，红色的是以为波源的波形。然后根据振动的叠加，，。故答案为：2，017．如图，简单谐横波在时刻的波形如实线所示，经过△，其波形如虚线所示。已知图中与相距，波的周期为，且△．则可能的最小波速为　5　，最小周期为　 　。【解答】解：由图象可以看出，波长为：，故；△，故波传播的距离：△；①波向右传播，△或；波速为或；周期为：或；②波向左传播，△或波速为或；周期为：或；故答案为：5，。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　　．长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台．长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台．长的结实的细线、大木球、秒表、量程的刻度尺、铁架台．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，所用的时间为秒，则单摆周期为　 　秒。（3）实验时某同学测得的值偏大，其原因可能是　 　。．实验室的海拔太高          ．摆球太重．测出次全振动时间为，误作为次全振动时间进行计算．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系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是　 　（填“”或“” 。另外，在厦大做探究的同学还利用计算机绘制了、两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，、两单摆的摆长之比　 　。（北大所在地的纬度比厦大高。【解答】解：（1）实验中应采用长左右，不能形变的细线，小球选用体积小质量大小的金属球；故选：；（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，周期为；（3）、海拔太高时，重力加速度较小，这肯定不是测量结果偏大的原因；故错误；、摆球的重力越重，误差越小；故错误；、实验中误将次全振动计为次，根据求出的周期变小，偏大，故正确。、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，依据：，测得的单摆周期变大，故由可知得到的值偏小，故错误。（4）由得，，知图象的斜率越大，则重力加速度越小，因为南京当地的重力加速度小于北京，去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小，应该是图线。由振动图线知，两单摆的周期比为，由知，两单摆摆长之比。故答案为：（1）；（2）低；；（3）；（4）；。19．如图所示，实线和虚线分别为某种波在时刻和时刻的波形曲线求：（1）波长为多少？（2）若波向负方向传，周期的最大值为多少？（3）若波向正方向传，波速为多大？（4）若波速为，则波沿哪个方向传播？【解答】解：（1）该波中包含两种频率的波，根据波形的周期可以读出该波的波长为；（2）若波向左传，则传播的距离为：△波速的可能值为：其周期为：，当等于零时，周期最大，最大值为：；（3）若波向右传，则传播的距离为：△波速的可能值为：；（4）当时，由，故波向左传播。答：（1）波长为；（2）若波向负方向传，周期的最大值为；（3）若波向正方向传，波速为；（4）若波速为，则波沿左传播；20．如图所示，为竖直转轴，细绳和的结点系一质量为的小球，其中，两绳能承担的最大拉力相等且为，小球随转轴以一定的角速度转动，和均拉直，此时，．能绕竖直轴匀速转动，而球在水平面内做匀速圆周运动，求：（结果保留三位有效数字）（1）当刚好拉直时，角速度多大？（2）当小球的角速度增大时，通过计算判断和哪条绳先断？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？【解答】解：（1）当小球线速度增大时，逐渐被拉直，小球线速度增至刚被拉直时，对球：①②，联立解得：；（2）由①可求得绳中的拉力，线速度再增大些，不变而增大，所以绳先断。（3）当线断后，线与竖直方向夹角因离心运动而增大，当使球速再增大时，角随球速增大而增大，当时，，也断，则有：，其中的代入数据解得：。答：（1）当刚好拉直时，角速度为；（2）当小球的角速度增大时，绳先断；（3）小球的最大线速度为；