精品解析：上海市复旦大学附中2018-2019学年高一（下）期中物理试题（解析版）

这是一份精品解析：上海市复旦大学附中2018-2019学年高一（下）期中物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题，多项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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
【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=2π可知：
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正确；
C.将摆长减半，周期变为原来的倍，即周期变为s，故C错误；
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，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是( )
A 重力、支持力
B. 重力、向心力
C. 重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D. 重力、支持力、向心力、摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】物体受到重力、支持力、静摩擦力，其中，指向圆心的静摩擦力提供向心力，C正确。
故选C。
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
【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，回复力为零
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，回复力为零，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。
故选C。
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，得到如图所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为（ ）
A. B. C. D.
【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.
A.，与上分析不一致，故A错误；
B．，与上分析相一致，故B正确；
C．，与上分析不一致，故C错误；
D．，与上分析不一致，故D错误。
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，再有牛顿第三定律知木箱对地面的压力为，A正确；
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
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
【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（ ）
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+）λ，(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，即
（n+）T=0.6s
解得波的周期
T=
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A错误；
B.由t=0时刻的波形图可知，波长λ=8m，则波速
v==m/s=10m/s
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，则加速度方向发生改变，故选项B不合题意；
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的大圆弧和的小圆弧，直道与弯道相切．大、小圆弧圆心、距离．赛车沿弯道路线行驶时，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，）

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】
【详解】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；
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
可知，代入数据解得：，
由几何关系可得直道的长度为：
，
再由，代入数据解得：，C正确；
A．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；
D．设R与OO'的夹角为α，由几何关系可得：
，，
小圆弧的圆心角为：120°，经过小圆弧弯道的时间为
，
D错误．
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＝λf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
【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
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
“天宫1号”飞船运动的加速度大小为
a=
［2］由于飞船运动的加速度
a=（R+h）
飞船运动的周期
T=2
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，a、b、c共线了____次．
【答案】 (1). 1：8， (2). 14
【解析】
【详解】万有引力提供向心力，则，所以，设每隔时间t，a、b共线一次，则，所以，所以b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：
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】
【详解】[1]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；
[2]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．
【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)；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). 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表达式
g＝
（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；
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
l=+
根据图象与纵轴的截距知=0.6cm，则该小球的直径D=1.2cm．
［5］图象的斜率k=，实验测得当地重力加速度大小
g=42k=42m/s2=9.86m/s2
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
小球转动的周期
T==2.4s
（2）根据牛顿第二定律，轻绳对小球的拉力大小
FT=m2r=0.2（）20.60N=0.82N
（3）小球转动速度
v=r=0.60m/s=1.57m/s
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
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
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（如图所示），时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，已知甲波的频率5Hz，求：
（1）甲波的波长，和波速大小；
（2）时，x轴上的质点C已振动了多长时间；
（3）在时刻之后的0.9s内，x=0处的质点位移为+6cm的时刻；
（4）若只有乙波(即甲波不存在)，请在给定的坐标轴上画出原点处质点的振动图像（以作为起始时刻，至少画一个振动周期）．
【答案】（1）4m，20m/s；（2）0.1s；（3）0.2s、0.6s；（4）
【解析】
【详解】（1）由时刻的波形图可知，甲的波长1=4m，已知甲波的频率f1=5Hz，周期T1=0.2s，则甲波的波速
v=1f1=45m/s=20m/s
（2）甲、乙两列机械横波在同种介质中传播的波速大小相同，乙波的波长2=8m，由v=可得乙波的周期
T2==s=0.4s
时，x轴上的质点C在乙波上，乙波传播到质点B，B点的起振方向向上，质点C、B平衡位置之间的距离为乙波波长的，则可知质点C比质点B早振动周期，即时，x轴上的质点C已振动了0.1s．
（3）甲波的振幅为2cm，乙波的振幅为4cm，根据波的叠加原理，x=0处的质点位移为+6cm时需两列波的波峰同时到达；时，x=0处的质点位移为+2cm，在0.9s内甲波经0.2s、0.4s、0.6s、0.8s时x=0处的质点位移还为+2cm；而乙波经=0.1s传播到x=0处，再经=0.1s到达波峰+4cm处，在0.9s内乙波经0.2s、0.6s时x=0处的质点位移为+4cm，所以在时刻之后的0.9s内，x=0处的质点位移为+6cm的时刻为0.2s、0.6s．
（4）乙波经0.1s传播到x=0处，乙波的起振方向向上，以作为起始时刻，原点处质点的振动图像如图：