上海市复旦大学附中2018-2019学年高一物理下学期期中试题（含解析）

1 上海市复旦大学附中上海市复旦大学附中 2018 20192018 2019 学年高一物理下学期期中试题 含解学年高一物理下学期期中试题 含解 析 析 一 单选题一 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 vr 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 2 ar 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 1 4 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 2 可知 1 2 l g 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 1 4 1 2 正确 2 c 将摆长减半 周期变为原来的倍 即周期变为s 故 c 错误 2 22 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 3 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 1 v 2 v 21 4vv 示的两种图像 则其振动周期t1和t2的关系为 a b c d 12 1 4t t 12 2 1t t 12 1 2t t 4 12 4 1 t t 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 1 2 l v 2 l v a 与上分析不一致 故 a 错误 12 1 4t t b 与上分析相一致 故 b 正确 12 2 1t t c 与上分析不一致 故 c 错误 12 1 2t t d 与上分析不一致 故 d 错误 12 4 1 t t 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 m0gb m0 m gc m0 m gd 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 0 m mm 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 2x 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 22kxmg 5 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 0 nm g 三定律知木箱对地面的压力为 a 正确 0 m g 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 6 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 0 6st 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点经过的路程为 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 3 4 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 3 4 即 n t 0 6s 3 4 解得波的周期 t 4 0 6 43n 7 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 12 35 a 错误 b 由t 0 时刻的波形图可知 波长 8m 则波速 v m s 10m s t 8 0 8 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 1 2 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 k m 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 k m 加速度方向发生改变 故选项 b 不合题意 8 c 做简谐振动质点的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 90r m 的小圆弧 直道与弯道相切 大 小圆弧圆心 距离m 赛车沿 40r o o100l 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 10g 3 14 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 s2d 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 2 2 25mgm v r v45m s 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 2 0 2 25mgm v r 0 v30m s 再由 代入数据解得 2 2 x100904050 3m 22 0 2vvax c 正确 2 a6 50m s d 设r与oo 的夹角为 由几何关系可得 小圆弧的圆心 501 cos 1002 60 9 角为 120 经过小圆弧弯道的时间为 d 错误 0 1201 t2 r2 79s 360v 故选 abc 三 填空题三 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 f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 hr 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 2 2 gr rh 3 2 rh gr 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 2 mm r 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 2 mm rh 天宫 1 号 飞船运动的加速度大小为 a 2 2 gr rh 2 由于飞船运动的加速度 10 a r h 2 2 t 飞船运动的周期 t 2 3 2 rh gr 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 0 2 0 2 1 tss v 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 1 m 2 m m 12 mm mm 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 1 4 ab rr ab tt a b c 共线了 次 11 答案 1 1 8 2 14 解析 详解 万有引力提供向心力 则 所以 22 12 12 2222 44 ab aabb mmmm gmrgmr rtrt 设每隔时间 t a b 共线一次 则 所以 所以 b 18 ab tt ab t t ab 运动一周的过程中 a b c 共线的次数为 222 214 bbabb b aba ttt nt tttt 四 实验题四 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 12 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 2 lt 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 22 2 4 2 o d ln g t 13 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 t t n 0 2 d ll 2 l t g 表达式 g 22 2 4 2 o d ln t 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 0 l 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 2 2 4l t 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 2 d l g l 2 2 4 g t 2 d 根据图象与纵轴的截距知 0 6cm 则该小球的直径d 1 2cm 2 lt 2 d 5 图象的斜率k 实验测得当地重力加速度大小 2 lt 2 4 g 14 g 4 2k 42 m s2 9 86m s2 2 2 0 6010 02 410 五 计算题五 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 t 6 0 2 1 2 小球转动的周期 t 2 4s 2 2 根据牛顿第二定律 轻绳对小球的拉力大小 ft m 2r 0 2 20 60n 0 82n 1 2 3 小球转动的速度 v r 0 60m s 1 57m s 1 2 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 15 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 v t 3 14 1 2 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