2020年上海市浦东新区高一(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40.0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.转速关于机械波，下列说法中正确的是（）A.波的传播速度就是质点振动速度

B.波的传播过程就是振动能量的传递过程

C.波的传播方向就是质点振动的方向

D.波的传播过程就是介质质点的迁移过程下列各种运动中，机械能守恒的是（）A.跳伞运动员在空中匀速下降时

B.用绳拉着一个物体匀速上升时

C.一物体以某初速度沿光滑曲面下滑时

D.物体在空中以0.9g的加速度匀加速下落时关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（）A.线速度大，角速度一定大 B.线速度大，周期一定小

C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小一个弹簧振子做把械振动，其振动图象如图所示，则下列说法正确的是（）

A.弹簧振子的振幅为10m B.振动频率为1Hz

C.1.0s末的加速度达到最大值 D.2.0s末的速度达到最大值A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示．当它们随地球自转时，它们的角速度分别是ωA、ωB，它们的线速度大小分别是vA、vB下列说法正确的是（）

A.ωA=ωB，vA＜vB B.ωA=ωB，vA＞vB

C.ωA＜ωB，vA=vB D.ωA＞ωB，vA＜vB质量为m的小球，以速度v斜向上抛离高为H的桌面．如图，那么经过A点时所具有的机械能是（以桌面为零势面）（）

A. B.mgH+ C.-mgH D.mgH对于一定质量的物体，以下说法中正确的是（）A.动能不变，速度一定不变 B.速度变化，动能一定变化

C.速度不变，动能可能改变 D.动能变化，速度一定改变如图所示的弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，则下列说法不正确的是（）

A.振子的位移增大的过程中，弹力做负功

B.振子的速度增大的过程中，弹力做正功

C.振子的加速度增大的过程中，弹力做正功

D.振子从O点出发到再次回到O点的过程中，弹力做的总功为零如图所示为自行车链条的传动装置，A、B、C分别是踏脚板、大轮与小轮边缘上的一点，踏脚板、大轮与小轮的半径之比为3：2：1，则（）

A.A、B、C三点的周期之比1：1：2

B.A、B、C三点的转速之比2：2：1

C.A、B、C三点的线速度之比3：2：2

D.A、B、C三点的角速度之比2：2：1在光滑水平面，在动摩擦因素相同的粗糙水平面和粗糙斜面上推同一物体，分别如图中A、B、C所示，如果所用的推力相等，在物体发生相同距离的过程中，推力对物体所做的功和推力的功率是（斜面例角为37°）（）

A.WA＜WB＜WC，PA＜PB＜PC B.WA=WB＜WC，PA=PB＜PC

C.WA=WB=WC，PA=PB＜PC D.WA=WB=WC，PA＞PB＞PC一质量为0.5kg的物体被人用手由静止向上举高0.8m时物体的速度为2m/s，则在此过程中下列说法正确的是（）A.重力做的功为4J B.合外力对物体做功5J

C.手对物体做功5J D.机械能减少了5J二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）机械波的波速是描述______的物理量，是由______决定的。如图所示，一根长为L的轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为m的钢球A，处于静止状态。现对球施加一个水平向右的恒力F，在使悬线偏离竖直位置θ角的过程中，力F对球做的功为______，重力势能的变化量为______。

体重50kg的跳水运动员，站在离水面高10m的跳台以4m/s的速度跳出，若不考虑空气阻力，运动员在跳出时跳板对运动员所做的功是______J，运动员落水时的机械能是______J。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______

．

一汽车的质量为2500kg，发动机的额定功率为80kW，它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s，所受阻力恒定。若汽车在该公路上由静止开始以额定功率启动，该过程汽车受到的阻力为______N，当汽车速度达到10m/s时的加速度为______m/s2。三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）如图为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验，将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，然后从同一位置释放摆锤，分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度。

（1）实验中速度由______传感器测量；

（2）已知摆锤的直径为△s，由传感器测出摆锤通过传感器时的挡光时间为△t，则摆锤经过传感器时的速度大小为______；

（3）实验中默认从______点释放摆锤，以______点为零势能面；

（4）该实验的研宄对象是______；

（5）实验中，某同学由于操作不当，测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是（只写一种）______。

四、计算题（本大题共2小题，共28.0分）一列简谐横波向x轴正方向传播，波速为4m/s，某时刻刚好传到x=2m处的P点，波形如图所示，从此时刻开始计时，设为t=0时刻，求：

（1）P点开始振动以后，P点振动的振幅和频率分别为多少？

（2）波传到x=8m处的M点所需要的时间，以及此过程中P点通过的路程和位移。

（3）经过多长时间M点第一次到达波谷，并在图中画出此时刻的波形。

如图，AB为足够长的粗糙水平轨道，D为AB上的一点，DB长度s=2m，BC为光滑圆弧轨道，两轨道在B点平滑连接。C点高度H=4m，质量m=lkg的滑块，在水平向右的恒力F=10N作用下，从D点由静止开始运动，受到恒定的摩檫力f=6N．当滑块运动到B点后撤去恒力F．求：（g取10m/s2）

（1）滑块从D点运动到B点的过程中合力做的功。

（2）滑块运动到B点时恒力F的功率。

（3）滑块在圆弧轨道BC上所能达到的最大高度h。

（4）若只改变出发点D的位置，其他条件不变，通过计算分析滑块能到达C点时s所满足的条件。

答案和解析1.【答案】A

【解析】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B、C、D错误，A正确。

故选：A。

速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变．在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变．

解决本题的关键知道匀速圆周运动的过程中，速度的大小、向心力的大小、向心加速度的大小保持不变，但方向时刻改变．

2.【答案】B

【解析】解：AC、根据机械波的产生规律可知，当波源振动，带动相邻质点做平衡位置附近受迫振动，这样以此类推带动相邻质点的振动，这样就形成了机械波，在波的传播方向上把振动形式和能量传递下去，据此可知，波的传播速度并不是质点的振动速度，波的传播方向与质点的振动方向可能垂直（横波），也可能在一条直线上（纵波），故AC错误；

B、波的传播过程就是振动形式和振动能量的传播过程，故B正确；

D、波的传播过程中，介质质点不随波迁移，故D错误。

故选：B。

利用机械波的形成和传播特点分析即可，注意波的传播方向与质点的振动方向区别。

振动是单个质点呈现的运动现象，而波是许多质点联系起来呈现的运动现象。

波的传播的过程就是振动形式和振动能量的传递过程。

此题考查了波的产生和传播，明确波的形成，知道波的传播特点是解题的关键，区分波的传播方向和质点振动方向的不同。

3.【答案】C

【解析】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降时，重力势能在减小，动能不变，则机械能减小，故A错误。

B、用绳拉着一个物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故B错误。

C、物体沿光滑曲面下滑，只有重力做功，机械能守恒，故C正确。

D、物体在空中以0.9g的加速度匀加速下落，知除了受重力以外，还是其它力，其其它力做功，可知机械能不守恒，故D错误。

故选：C。

通过是否只有重力做功，或看动能和重力势能之和是否保持不变，判断各个选项中机械能是否守恒．

解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法：1、通过机械能守恒的条件，即只有重力做功；2、看动能和重力势能之和是否保持不变．

4.【答案】D

【解析】解：A、由公式v=ωr可知：线速度大，角速度不一定大；只有当半径一定时，线速度大，角速度一定大。故A错误。

B、由公式v=，v大，T不一定小。只有当半径一定时，线速度大，周期一定小。故B错误。

C、由公式v=ωr可知：角速度大的半径不一定小，只有当半径一定时，角速度大的半径一定小。故C错误。

D、由ω=，角速度大的周期一定小。故D正确。

故选：D。

由线速度与角速度的关系式v=ωr可知；线速度大，角速度不一定大；角速度大的半径不一定小．由公式v=，v大，T不一定小．由ω=，角速度大的周期一定小．

对于圆周运动的公式要采用控制变量法来理解．

5.【答案】C

【解析】解：A、由图可知振子的振幅A=5cm，故A错误；

B、由图可知，振子的周期T=2s，其频率，故B错误；

C、1.0s末振子的位移为负向最大值，其加速度公式可知加速度达到最大值，故C正确；

D、2.0s振子的位移为最大值，此时振子速度为零，故D错误。

故选：C。

根据简谐运动的x-t图象读出振幅、周期，求得频率；

根据振子的位置分析其速度和加速度大小。振子处于平衡位置时速度最大，在最大位移处时，加速度最大。

本题关键要会从x-t图象判断位移情况，根据x-t的斜率判断速度的方向。注意频率不是读出来的，而是算出来。

6.【答案】A

【解析】解：A与B均绕地轴做匀速圆周运动，在相同的时间转过的角度相等，由角速度的定义式ω=，甲、乙角速度相等．

由角速度与线速度关系公式v=ωr，B的转动半径较大，故B的线速度较大；

故选A．

A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，B的转动半径较大，可根据角速度定义式和线速度与角速度关系公式判断！

解答本题关键要知道共轴转动角速度相等，同时要能结合公式v=ωr判断，当然本题也可直接根据线速度定义式判断！

7.【答案】A

【解析】解：由于只有重力做功，小球的机械能守恒，可知，A点时的机械能等于小球在桌面的机械能，

因为以桌面为零势能面；故

EA=+0=

故选：A。

小球在运动中只有重力做功，故机械能守恒，则A点时的机械能等于小球在桌面的机械能．

本题考查机械能守恒定律的应用，只要系统内只有重力做功，则系统的机械能守恒．

8.【答案】D

【解析】解：A、动能不变，速度大小一定不变，但是方向可以改变，如匀速圆周运动，故A错误；

B、速度方向改变，大小不变，动能不变，如匀速圆周运动，故B错误；

C、速度不变，动能一定不变，故C错误；

D、动能变化，则速度一定发生变化，故D正确；

故选：D。

动能是标量、速度是矢量，速度变化时，动能不一定变化，物体动能变化，速度一定变化。

解决本题的关键知道动能和速度的关系，知道动能是标量，速度是矢量。

9.【答案】C

【解析】解：A、振子的位移增大的过程中，振子远离平衡位置，而弹力作为回复力是指向平衡位置的，弹力与运动方向相反，做负功，故A正确；

B、振子的速度增大的过程中，振子向平衡位置运动，弹力也指向平衡位置，弹力和运动方向相同，弹力做正功，故B正确；

C、振子的加速度增大的过程中，位移增大，振子远离平衡位置，弹力指向平衡位置，弹力和速度方向相反，弹力做负功，故C不正确；

D、振子从O点出发到再次回到O点的过程中，初末位置相同，弹力做的总功为零，故D正确。

本题选不正确的，

故选：C。

当振子的位移以及加速度在增加时，振子是远离平衡位置，而弹力指向平衡位置，弹力和速度方向相反，弹力做负功；

振子的速度增大的过程中，振子向平衡位置运动，弹力也指向平衡位置，弹力和运动方向相同，弹力做正功；

根据做功的定义分析振子从O点出发到再次回到O点的过程中，弹力做的功。

解决该题的关键是明确知道弹簧的弹力是振子做简谐运动的回复力，而回复力的方向总是指向平衡位置处，能正确分析运动过程的速度方向。

10.【答案】C

【解析】解：A、AB同轴转动，角速度，周期相同，即TA=TB，ωA=ωB，BC链条相连，线速度相同，即vB=vC

根据可知，，故A、B、C三点的周期之比TA：TB：TC=2：2：1，故A错误；

B、根据n=可知，A、B、C三点的转速之比为n1：n2：n3=1：1：2，故B错误；

C、根据v=ωr可知，AB的线速度之比为：vA：vB=3：2，故A、B、C三点的线速度之比为vA：vB：vC=3：2：2，故C正确；

D、根据v=ωr可知，BC的角速度之比为ωB：ωC=1：2，故A、B、C三点的角速度之比为ωA：ωB：ωC=1：1：2，故D错误；

故选：C。

大轮与小轮是同缘传动，边缘点线速度相等；大轮与脚踏板是同轴传动，角速度相等；结合公式v=ωr=，n=分析。

本题关键抓住同缘传动边缘上的点线速度相等、同轴传动角速度相同以及线速度与角速度关系公式v=ωr列式求解。

11.【答案】D

【解析】解：根据功的定义式W=FL可以知道，在这三种情况下物体所受推力相等，产生的位移相等，所以做功相等。根据牛顿第二定律可知这三种情况的加速度分别为：，则aA＞aB＞aC，根据运动学公式可知通过相同距离所用的时间关系为tA＜tB＜tC，根据可知推力的功率大小关系为PA＞PB＞PC，故D正确，ABC错误。

故选：D。

根据功的定义可以比较出这三种情况下推力做的功的多少；先比较出这三种情况下所用时间的关系，进而根据功率的定义可以知道功率的大小。

注意题目让计算的是过程中推力的功率，即为平均功率的大小，应该用总功与时间的比值计算比较方便。功的大小等于力和在力的方向上位移的乘积，与物体的运动状态无关。

12.【答案】C

【解析】解：A、重力对物体做负功，为WG=-mgh=-0.5×10×0.8J=-4J，故A错误；

B、由动能定理可得，合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，即W合=mv2=×0.5×22J=1J，故B错误；

C、根据W合=W手-mgh得：手对物体做功W手=W合+mgh=1J+4J=5J，故C正确；

D、手对物体做的功等于物体机械能的变化量，则机械能增加了5J，故D错误。

故选：C。

物体被举高的过程中，重力对物体做负功。由动能定理求合外力对物体做的功，并求出手对物体做功。手对物体做功等于物体机械能的变化量。

解决本题的关键要掌握功与能的关系，知道重力势能的变化由重力做功决定，动能变化由合力做功决定，除了重力以外的力做功等于物体机械能的变化。

13.【答案】波传播快慢

介质

【解析】解：机械波的波速反应的是波的传播速度，故是描述波传播快慢的物理量；而波速大小由介质决定，与波的频率无关。

故答案为：波传播快慢；介质。

明确波速的意义，知道机械波的传播速度与介质有关，在同一种介质中机械波的传播速度相同。

该题考查了机械波的波速的意义以及波速的决定因素，题目简单，熟记影响机械波的波速的因素是介质即可。

14.【答案】FLsinθ

mgL（1-cosθ）

【解析】解：在使悬线偏离竖直位置θ角的过程中，力F对球做的功为FLsinθ。

钢球克服重力做功，重力势能增加，则重力势能的变化量为△Ep=mgL（1-cosθ）。

故答案为：FLsinθ，mgL（1-cosθ）。

恒力F沿水平向右方向，在恒力F方向的位移等于Lsinθ，根据功的计算公式求F对球做的功。根据高度变化求重力势能的变化量。

在求功时，要明确力是恒力还是变力，恒力做功可直接根据功的计算公式求。变力做功可根据动能定理或功能关系求解。

15.【答案】400

5400

【解析】解：运动员在跳出时，根据动能定理得：

跳板对运动员所做的功

W=mv2-0=×50×42J=400J

取水面为参考平面，根据机械能守恒定律得：

运动员落水时的机械能E=mgh+mv2=（50×10×10+400）J=5400J

故答案为：400，5400。

根据动能定理求得跳板对运动员做的功。运动员在空中运动时机械能守恒，运动员落水时的机械能等于起跳时的机械能。

本题考查动能定理和机械能守恒定律的运用，要知道动能定理是求功常用的方法，运用动能定理时要注意研究过程的选择。

16.【答案】2

沿x轴负方向

【解析】解：波平移距离为：△x=vt=12m/s×1.5s=18m；

由图得到波长为：λ=24m；

由于λ，故波沿负x方向传播；

周期为

故答案为：2，沿x轴负方向．

根据波的位移等于波速乘以时间得到波平移的距离，再由图读出波长，比较波平移距离与波长的关系，得到波的传播方向；根据波速、波长和周期关系公式列式求解周期．

本题要理解波的图象随时间变化的规律；波在一个周期内传播一个波长，波的图象重合；利用波形的平移是研究波动图象常用的方法．

17.【答案】4000

1.6

【解析】解：当汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，根据功率公式可知，f=F==4000N，

当汽车速度达到10m/s时，此时牵引力：F'==8000N，

根据牛顿第二定律可知，F'-f=ma

解得加速度：a=1.6m/s2。

故答案为：4000；1.6。

汽车达到最大速度时，牵引力与阻力相等，则由功率公式可求得最大速度时汽车的牵引力，进一步确定阻力。

根据功率公式求解速度为10m/s时的牵引力，根据牛顿第二定律计算加速度。

此题考查汽车的启动方式，明确当汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，理解发动机的功率是牵引力的功率，不是合力的功率。

18.【答案】光电门

A

D

摆锤

测量B点的高度偏大，致使其机械能偏大

【解析】解：（1）（2）本实验，采用光电门传感器来测量瞬时速度，通过v=来测出速度。

（3）（4）摆锤从A点释放，通过验证摆锤在B点和C的机械能释放相等来验证机械能是否守恒；

（5）测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是测量B点的高度偏大，致使其机械能偏大。

故答案为：（1）光电门；（2）；（3）A，D；（4）摆锤；（5）测量B点的高度偏大，致使其机械能偏大。

通过光电门来测出经过的时间，及光电门的宽度，根据v=来测出速度；利用机械能守恒列出表达式；从功能关系分析原因即可。

考查如何通过实验来验证机械能守恒，巧用光电门来简便测量瞬时速度，同时注意在实验中尽量减小阻力的影响。

19.【答案】解：（1）由图读出P点振动的振幅为A=3cm，波长λ=2m，

由v=fλ得，P点开始振动的频率为f==Hz=2Hz；

（2）波传到x=8m处的M点所需的时间t==s=1.5s，

周期为T==0.5s，

则t=1.5s=3T，此过程中P点通过的路程S=3×4A=12×3cm=0.36m；

结果3个周期，P点仍在原来的位置，所以位移为零；

（3）t=0时刻波谷位于x=0.5m处，M点第一次到达波谷的时间：

t′==s=1.875s；

此时刻的波形如图。

答：（1）P点开始振动以后，P点振动的振幅为3cm，频率为2Hz；

（2）波传到x=8m处的M点所需要的时间为1.5s，此过程中P点通过的路程为0.36m，位移为零；

（3）经过1.875s时间M点