2020年上海市高一(下)期中物理试卷

期中物理试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）如图所示，一偏心轮绕O点做匀速转动．关于偏心轮上的各点的运动，下列说法中正确的是

（）

A.线速度大小相同 B.角速度大小不相同

C.向心加速度大小相同 D.运动周期相同如图所示的皮带传动装置中，轮B和C同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且其半径RA=RC=2RB，则三质点的角速度之比ωA：ωB：ωC等于（）A.2：2：1 B.1：2：2 C.1：2：1 D.2：1：2关于向心加速度，下列说法中正确的是（）A.物体做匀速圆周运动的向心加速度始终不变

B.物体的线速度越大，向心加速度也越大

C.物体的角速度越大，向心加速度也越大

D.物体的线速度与角速度的乘积越大，向心加速度越大一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内（）A.振子的速度逐渐增大

B.振子的位移逐渐增大

C.振子正在向平衡位置运动

D.振子的速度方向与加速度方向一致如图所示，弹簧振子沿x轴在B、C之间做简谐运动，O为平衡位置，当振子从B点向O点运动经过点P时（）

A.振子的位移为负 B.振子的加速度为负

C.振子的速度为负 D.振子的回复力为负关于单摆的描述，正确的是（）A.单摆的运动一定是简谐振动

B.单摆运动的回复力是重力与绳子拉力的合力

C.单摆运动过程中经过平衡位置时达到平衡状态

D.单摆经过平衡位置时回复力为零关于机械振动和机械波下列说法正确的是（）A.机械波的周期一定等于质点的振动周期

B.机械波的传播快慢与波源的机械振动快慢有关

C.机械波传播一个周期，各质点就通过一个波长的路程

D.波源若停止振动，机械波也将停止传播一个弹簧振子在AB间做简谐运动，O是平衡位置．以某时刻作为计时零点（t=0），经过周期，振子具有正方向的最大加速度．那么以下几个振动图中哪一个正确地反映了振子的振动情况？（）A. B.

C. D.如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为2：1．a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①、②所受的向心力之比为（）A.8：1 B.4：1 C.2：1 D.1：2一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是（）A.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T

B.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间

C.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间

D.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间如图所示，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周期及传播速度分别为T1、T2和v1、v2，则（）

A.T1=2T2，v1=v2 B.T1=T2，v1=0.5v2

C.T1=T2，v1=2v2 D.T1=0.5T2，v1=v2如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板在拉力F的作用下，竖直向上运动。一个装有水平振针的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，下列判断正确的是（）A.音叉的振动周期在增大

B.音叉的振动周期不变

C.玻璃板在向上做减速运动

D.玻璃板在向上做匀速直线运动

二、填空题（本大题共7小题，共36.0分）如图所示，半径为R的圆筒绕竖直中心轴OO′以角速度ω匀速转动，质量为m的小物块A靠在圆筒的内壁上不下滑，已知物体与筒壁间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为_______；若该物体恰好不沿筒壁下滑，则角度为______；若筒以该角速度匀速转动，把物块换成质量为2m的同种材料制成的物体，则物体______（填“会”，或“不会”）沿筒壁下滑。

从图中给出的0～4s内的振动图线可知，振子在______s末正方向速度最大：在______s末正方向加速度最大，在______时间范围内振子向正方向振动。

一列波在均匀煤质中向左传播，某时刻形成如图所示的一段波形，已知b点从此刻起经过0.5s到达波谷，a，c间的水平距离为2m，这列波的频率为______Hz，波速为______m╱s．用甲乙两个沙摆演示简谐振动的振动图象，如图所示是两个沙摆在各自木板上形成的曲线，若AB两板拉动的速度v1、v2之比为2：1，两摆摆动的周期之比T1：T2=______，两摆的摆长之比L1：L2=______。

同轴的两个薄纸圆盘，相距为L，以角速度ω匀速转动，一颗子弹从左边平行于轴射向圆盘，在两盘上留下两个弹孔，两弹空与盘心的连线间的夹角为，则这段时间内圆盘转过的最小角度为______，子弹的速度可能为______．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g=______．如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是______m，如果测定了40次全振动的时间为75s，则可算出当地的重力加速度为______m/s2（小数点后保留两位有效数字）某同学骑自行车时突然想测一下自行车的速度，他用电子手表记录了自己在t秒内踩了踏板n圈，他骑的自行车型号已知，直径为D，则他要计算自行车前进的速度还需要知道______，计算自行车前进速度的表达式为______．三、计算题（本大题共1小题，共12.0分）一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有P、Q两个质点，相距1.2m，当t=0时，P、Q两点都在波峰，且P、Q间只有一个波谷，当t=0.6s时，P、Q两点正好都处于平衡位置，且波峰与Q点平衡位置间距为0.3m，试求：

（1）这列波的波长为多少？

（2）画出t=0.6s的波形图；

（3）若波由P传到Q，波的最大周期为多少？

（4）若波由Q传到P，波的速度为多少？

四、简答题（本大题共2小题，共16.0分）一列横波从波源开始向右传播，某时刻刚好传到介质中的A点。

①标出图中B、C两个质点的振动方向。

②判断波源的初始振动方向为______；

③在图中作出波再传播时的波形图。

如图所示，MN为水平放置的光滑圆盘，半径为1.0m，其中心O处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B，A、B两球的质量相等．圆盘上的小球A作匀速圆周运动．问

（1）当A球的轨道半径为0.20m时，它的角速度是多大才能维持B球静止？

（2）若将前一问求得的角速度减半，通过计算分析，怎样做才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止？（g=9.8m/s2）

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、偏心轮上各处角速度相等，由v=ωr可知半径不同点，线速度不同，故A错误；

B、同一偏心轮上各处角速度相同，故B错误；

C、根据公式an=ω2r，向心加速度与到转动轴O的距离成正比，故C错误；

D、每个点转动一圈的时间都是相等的，故D正确；

故选：D。

该题是同轴转动问题，在转盘上各处的角速度相等，利用向心加速度表达式以及角速度和线速度关系进行求解．

解决转盘转动问题要明确角速度、线速度之间关系，利用向心加速度表达式进行求解．

2.【答案】B

【解析】解：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，

故vA=vB，

vB：vC=1：1

由于C轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，

即ωC=ωB，

故ωB：ωC=1：1

由角速度和线速度的关系式v=ωR可得

ωA：ωB：ωC=1：2：2，故ACD错误，B正确；

故选：B。

要求角速度之比需要知道三者角速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同。

解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）。

3.【答案】D

【解析】解：A、匀速圆周运动，向心加速度的大小恒定，方向始终时刻改变，指向圆心。变速圆周运动的向心加速度大小改变。故A错误。

B、向心加速度a=，可用公式a向=和a向=ω2r来计算。故BC错误。

D、根据a向=vω，可知，当物体的线速度与角速度的乘积越大，向心加速度越大。故D正确。

故选：D。

向心加速度的方向始终指向圆心，表示速度方向变化快慢的物理量，向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小．

解决本题的关键知道向心加速度的物理意义，知道向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小．

4.【答案】B

【解析】解：弹簧振子在从平衡位置向最大位移处运动的过程中，位移越来越大，回复力越来越大，加速度越来越大；

A、振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，振子做减速运动，速度越来越小，故A错误；

B、振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，振子的位移越来越大，故B正确；

C、振子向平衡位置运动的过程中，位移减小，回复力变小，加速度变小，故C错误；

D、振子从平衡位置向最大位移处运动时加速度增大，速度方向与加速度方向相反，故D错误；

故选B．

弹簧振子在从平衡位置向最大位移处运动的过程中，位移越来越大，回复力越来越大，加速度越来越大，据此分析答题．

分析清楚振子的振动过程是正确解题的关键．

5.【答案】A

【解析】解：A、振子的位移从平衡位置指向所在位置，可知当振子从B点向O点运动经过P点时，振子的位移向左，为负，故A正确．

BD、回复力方向总指向平衡位置O，所以振子经过P点的回复力方向向右，为正，加速度方向与回复力方向相同，则振子经过P点时加速度方向向右，也为正，故BD错误．

C、振子向右运动，速度为正，故C错误．

故选：A．

振子的位移是振子偏移平衡位置的位移，从平衡位置指向振子所在位置；回复力方向总指向平衡位置；速度就是振子的运动方向；加速度方向与回复力方向相同．

本题关键要理解振子的准确含义，知道位移的起点是平衡位置，掌握简谐运动的特点：回复力和加速度的方向总是指向平衡位置．

6.【答案】D

【解析】解：A、当单摆的偏角小于5°时，单摆的运动才是简谐振动，故A错误；

B、单摆的回复力是重力在切线上的分力提供的，故B错误；

C、单摆运动过程中经过平衡位置时有向心加速度，所以没有达到平衡状态，故C错误；

D、根据简谐运动中的回复力F=-kx可知，单摆经过平衡位置时回复力为零，故D正确。

故选：D。

（1）根据单摆的条件分析解答；

（2）单摆的回复力是重力在切线上的分力提供的；

（3）单摆经过平衡位置时需要竖直向上的向心加速度；

（4）单摆经过平衡位置时，位移为零，所以回复力为零。

解决该题需要熟记单摆的运动过程，掌握单摆做简谐运动的条件，了解回复力与位移之间的关系。

7.【答案】A

【解析】解：A、机械波的周期与质点的振动周期是相同的，故A正确；

B、机械波的传播快慢与波源的机械振动快慢无关，与介质有关，故B错误；

C、机械波传播一个周期，波传播一个波长的距离，各质点振动4个振幅的路程，故C错误；

D、波源停止振动，已经形成的机械波继续传播，故D错误。

故选：A。

机械波形成要有两个条件：一是机械振动，二是传播振动的介质。

机械波的传播快慢与波源的机械振动快慢无关。

机械波传播一个周期，波传播一个波长。

根据波的产生以及传播规律分析。

此题考查对机械波的掌握情况，要注意明确机械波产生的条件是振源与介质，波长与周期的对应关系，以及质点不随波迁移。

8.【答案】D

【解析】解：弹簧振子在AB间做简谐运动，O是平衡位置，经过周期，振子具有正方向的最大加速度，其x-t图象上对应点的斜率为正的最大，故ABC错误，D正确；

故选：D。

v-t图象上点的切线的斜率表示加速度，经过周期，振子具有正方向的最大加速度，即在该时刻斜率为正的最大．

本题关键是明确v-t图象的切线斜率，同时要熟悉简谐运动的x-t图象，基础题目．

9.【答案】A

【解析】解：皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以va=vb，a轮、b轮半径之比为1：2，所以由v=rω得：==，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则=．根据向心加速度a=rω2，则知=．

钢球的质量相等，由F=ma得，向心力之比为

故A正确，B、C、D错误．

故选：A．

皮带传送，边缘上的点线速度大小相等；共轴的点，角速度相等，再根据向心加速度a=rω2=分析．

解决本题关键掌握皮带传送时，两轮边缘上的各点线速度大小相等；共轴的各点角速度相等，并掌握向心加速度的公式a=rω2．

10.【答案】C

【解析】【分析】

根据质点Q速度方向向下，可判断出波的传播方向，确定波源．根据P与波源平衡位置间的距离分析P点经振动的时间．

根据质点的振动方向判断波的传播方向要熟练掌握，波在一个周期内传播的距离是一个波长，由传播的距离可确定传播的时间．

【解答】解：由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源．振动从N点传播到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了，故C正确．

故选C

11.【答案】C

【解析】解：波得频率由波源决定，所以f1=f2，即T1=T2；

向正方向传播的波一个周期内波形传播的距离是λ2=，向负方向传播的波在一个周期内传播的距离是λ1=，

两列波的周期相同，根据v=，v1：v2=2：1，即v1=2v2，故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

波的频率由波源决定，即使波从一种介质进入另一种介质，频率不变，周期不变；

求出波一个周期内传播的距离，根据v=，即可得出传播的速度关系。

本题主要是考查了波的图象，解答本题关键是要知道波速、波长和频率之间的关系v=fλ，知道波的振动频率是由振源决定的。

12.【答案】B

【解析】【分析】

固定电动音叉的周期不变，从固定电动音叉在玻璃上画出的曲线看出OA、AB、BC间对应的时间均为半个周期，根据位移关系判断玻璃板的运动情况。

本题一要抓住音叉振动与玻璃板运动的同时性，OA、AB、BC对应于音叉振动半个周期。难度不大，属于基础题。

【解答】

​​​​​​​解：AB、固定电动音叉的周期不变，故A错误，B正确；

CD、从固定电动音叉在玻璃上画出的曲线看出BC、AB、OA间对应的时间均为半个周期，且距离越来越大，说明玻璃板运动的速度越来越大，即玻璃板在向上做加速速运动，故CD错误。

故选：B。

13.【答案】mg

不会

【解析】解：要使A不下落，则小物块A在竖直方向上受力平衡，小物体所受摩擦力为：f=mg

当摩擦力正好等于最大摩擦力时，圆筒转动的角速度ω取最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，

根据向心力公式得：N=mω2r

而f=μN

联立以上三式解得：ω=

换成质量为2m的同种材料制成的物体，则弹力变为原来的2倍，则摩擦力变为原来的2倍，重力和静摩擦力仍然可以平衡，所以物体不会沿筒壁下滑。

故答案为：mg，，不会。

要使A不下落，筒壁对物体的静摩擦力必须与重力相平衡，由筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式即可求解角速度的最小值。

涉及圆周运动的问题，受力分析找到向心力的来源是解决此类问题的关键，物体在圆筒内壁做匀速圆周运动，向心力是由筒壁对物体的支持力提供的，而物体放在圆盘上随着圆盘做匀速圆周运动时，此时的向心力是由圆盘的静摩擦力提供的。

14.【答案】3

2

2s～4s

【解析】解：根据图象知3s末正方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t=2s时正方向加速度最大；在2s～4s时间范围内振子向正方向振动。

故答案为：3，2，2s～4s。

根据振动图象，即可判断出质点振动的特点，以及不同时刻的加速度、位移、运动方向等。

本题关键要能够从x-t图象得到物体的运动情况，平衡位置速度最大，振幅最大时，加速度最大，加速度方向总是指向平衡位置。

15.【答案】（2n+1）Hz，n=0，1，2，3…

2（2n+1），n=0，1，2，3…

【解析】解：据题有：0.5s=（2n+1）T

得：T=s，n=0，1，2，3…

所以频率为f==（2n+1）Hz，n=0，1，2，3…

由图知：a，c间的水平距离等于波长，则波长λ=2m

所以波速为v=λf=2（2n+1）m/s

故答案为：（2n+1）Hz，n=0，1，2，3…；2（2n+1）m/s，n=0，1，2，3…．

b点此刻位于波峰，经过（2n+1）T到达波谷，求出周期，即可得到频率．由题得到波长，即可求得波速．

本题关键要抓住波的时间周期性，分析周期与时间的关系，要注意题中b点到达波谷，并不一定是第一次到达波谷．

16.【答案】1：2

1：4

【解析】解：令板长为s，根据速度公式可知，，

解得周期之比为，

根据单摆的周期公式可知，

所以两摆的摆长之比L1：L2=。

故答案为：1：2

1：4。

单摆的摆动和木板的运动同时进行，时间相同，根据图形分析两简谐振动的周期之比，再根据单摆的周期公式求解两摆的摆长之比。

解决该题需要掌握简谐运动的周期性，知道简谐运动和木板运动的等时性，熟记单摆的周期公式。

17.【答案】

，（n=0，1，2…）

【解析】解：子弹的速度是很大的，一般方法很难测出，利用圆周运动的周期性，可以比较方便地测出子弹的速度．子弹从A盘到B盘，盘转过的角度

θ=2πn+（n=0，1，2…）

n=0时盘转动的角速度最小为

子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间知：=

所以v=，（n=0，1，2…）

故答案为：，，（n=0，1，2…）．

根据圆盘的角速度，再由两个弹孔所在的半径间的夹角，及圆盘平行间可求出圆盘转动的角度，注意圆的周期性，从而即可求解．

此题考查圆周运动的周期性，知道二者运动的时间关系，从而即可求解．

18.【答案】

0.8740

9.80

【解析】解：由单摆的周期公式推导得出：；

摆线的长度为单摆自然下垂时摆线的长度与摆球的半径之和，所以摆长为刻度尺的读数-摆球的半径，即88.40cm-1.00cm=87.40cm=0.8740m

测定了40次全振动的时间为75s，所以单摆的周期为：T=s

重力加速度：

故答案为：，0.8740，9.80

（1）根据单摆周期公式列式求解；

（2）单摆摆长等于摆球半径加上摆线长度，然后代入周期公式求解重力加速度．

本题关键明确实验原理，然后根据单摆的周期公式列式求解，基础题．

19.【答案】飞轮半径r

【解析】解：牙盘的角速度ω==，牙盘与飞轮的线速度大小相等，所以飞轮的角速度ω′=，后轮的角速度与飞轮的角速度相同，则只要知道飞轮的半径r，即可求出自行车的速度v=Dω′=

故答案为：飞轮半径r，．

靠链条传动的两轮子线速度大小相等，共轴的轮子角速度相等．

解决本题的关键知道靠链条传动的两轮子线速度大小相等，共轴的轮子角速度相等．

20.【答案】解：（1）由题可知当t=0时，P、Q两点都在波峰，且P、Q间只有一个波谷，即P、Q之间的距离为一个波长的距离即λ=1.2m；

（2）已知即P、Q之间的距离为一个波长的距离，当t=0.6s时，P、Q两点正好都处于平衡位置，且波峰与Q点平衡位置间距为0.3m，做出图象，如图所示

（3）若波由P传到Q，根据波形法可知进过，P、Q两质点正好都处于平衡位置，且波峰距Q质点的距离为0.3m，得：

．（n=0，1，2，…）

得到：T==．（n=0，1，2，…）

当n=0时周期最大，即T=0.8s；

（4）若