上海市浦东新区华师大二附中学年高一下学期期中物理试题.docx
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上海市浦东新区华师大二附中学年高一下学期期中物理试题
上海市浦东新区华师大二附中2020-2021学年高一下学期期
中物理试题
学校:
姓名:
班级:
考号:
一、单选题
1.简谐振动中反映物体振动强弱的物理量是()
A.周期B.频率
C.位移D.振幅
2.关于单摆,下列说法正确的是
A.物体能被看作单摆的条件是摆动时摆角要小于5。
B.振动的频率与振幅无关
C.细线拉力与重力的合力提供回亚力
D.摆动到最低点时摆球合力为零
3.有关机械波,下列说法正确的是
A.横波沿水平方向传播,纵波沿竖直方向传播
B.在波的传播过程中,质点随波迁移将振动形式和能量传播出去
C.两个相邻的、在振动过程中速度和位移都相同的质点间距离是一个波长
D.声波在真空中也能传播
4.如图所示,5i.为两个振动情况完全相同的相干波源,实线表示波峰,虚线表示
波谷,下列说法中正确的是
b
A.。
质点总处于波峰,〃质点总处于波谷
B.c、d点可以出现波峰,也可以出现波谷
C.a、b点振动振幅比波源振幅大
D.振动加强和减弱区域交替变化
5.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。
图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为其中正确的是(
N
6・如图所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1的半径与轮2的半径相同,轮3的半径与轮4的半径相同,且为轮1与轮2半径的一半,则轮1边缘的。
点与轮4边缘的c点向心加速度之比为
7.如图所示,比管道略小的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法
中正确的有
A.小球能通过最高点的最小速度为v=
8.小球通过与圆心等高的H两处时,可以与管壁间没有作用力
C.小球在水平线而以下管道中运动时,一定受到外侧管壁作用力
D.小球在水平线H以上管道中运动时,不可能受到外侧管壁作用力
8.一列向右传播的横波在某时刻的波形如图所示,其中质点尸、。
到平衡位置的距离相等。
波的周期为人关于P、。
两质点,以下说法正确的是
A.该时刻质点P的速度在增大
8.该时刻质点0的加速度在减小
C.再经过两质点到平衡位置的距离仍相等4
D.该时刻两质点的速度相同
9.如图所示,两个相同的物体,在两个力F1和B的作用下沿相同粗糙水平面以相同的
加速度向右移动了相同的距离。
若F1所做的功为1%,F?
所做的功为1%,则
A.W/>W2B.
C.W1=W?
D.条件不足,无法确定
10.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间变化情况
如题5图所示.关于拉力的功率随时间变化的图象是下图中的可能正确的是
11.如图所示,两个水平摩擦轮A和B传动时不打滑,半径Ra=2Rb,A为主动轮.当A匀速转动时,在A轮边缘处放置的小木块恰能与A轮相对静止.若将小木块放在B轮上,为让其与轮保持相对静止,则木块离B轮转轴的最大距离为(己知同一物体在两轮上受到的最大静摩擦力相等)()
A.祟
B.恒2
C.Rb
D.B轮上无木块相对静止的位置
12.如图所示为在同一绳上相向传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图,其中
b是甲波上的两个点。
下列说法正确的是
A.这两列波相遇时能发生干涉现象
B.甲波的速度u甲比乙波的速度I,乙大
C.质点。
比质点〃先回到平衡位置
D.若u甲=20m/s.再经1=0』5s.位于原点的质点位移是10cm二、填空题
13.如图所示的图样为波的现象,为使得现象更明显,可适当(选填“增
大或减小”)波源的频率。
14.一质点作半径为1m的匀速圆周运动,它在0.8s的时间内。
运动方向转过120。
角,则其转速是r/nmi,0.8s内质点的位移为m
15.如图所示,弹簧振子以。
点为平衡位置,在A、8两点之间做简谐运动。
以向左为正,振子的位移式随时间/的变化如图所示,则5s末振子做运动;振子从5点向
左运动到A点过程中的平均速度为m/s.
16.如果所示,实线表示简谐波在八=0时刻的波形图,虚线表示,2=0,5s时的波形图。
若波向右传播,且27<应一乙)<37,则该波的频率为_Hz;若波向左传播,且
2T<(q—切<37\则该波的传播速度为—m/s.
17.如图⑷所示,A,8为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C在同一直线上.10时,给小球一个垂直于绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动,在整个运动过程中小球速率保持不变.在0K/〈10s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(仞所示,设绳长为乩则两钉子间的距离为一;细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为—s.
必
10
A•C
T亍一^CLg———
<•):
!
V~rtki勺
ib、
三、实验题
18.在“利用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)从下列器材中选用最合适的器材(填写器材代号)—
A.小铁球B.小塑料球C.20cm长的细线D.100cm长的细线E.手表F.时钟
G.秒表
⑵有关“用单摆测定重力加速度”的实验,下述说法中正确的是一
A.为了方便测量摆长,可以将单摆放在水平桌面上用力拉紧后再测量
B.测量摆长时可以先测出摆线的长度,再加上摆球的半径
C.偏角不要超过5。
,将摆球拉到最大位移处释放同时快速按下秒表开始计时
D.为了精确测量单摆的周期,起码要测量小球作100次全振动所用的时间(3)某同学实验时改变摆长,测出多组摆长L和对应的周期7的数据,作出L—尸图线,得到一条过原点的直线,如果直线的斜率为鼠则求得重力加速度g=
但实际操作时,该同学漏加了小球半径,如果他仍作出L-尸图线,通过直线斜率来计
算重力加速度,则测量结果将(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
四、解答题
19.如图所示是一列简谐波在时刻的波形,简谐波沿x轴的正向传播。
已知L2.2S
时P质点恰好第三次在波峰位置。
求:
(1)这列波的周期和波速;
⑵在r=2.4s内质点M通过的路程和2.4s时刻的位移:
(3)经过多少时间M点到达波谷:
(4)画出M点第一次振动到平衡位置且向下振动时原点右侧的全部波形。
20.如图,竖直平面内斜面48固定在水平地面上,左右分别与两个完全相同的,光滑2
圆弧轨道平滑连接,其中左端与圆弧轨道最低处在4点平滑连接,右端与另一圆弧轨道最高处在8点平滑连接,圆弧轨道的直径正好是斜面的高8C,已知斜面倾角8=37°,长A8为s=10m,滑块与斜面间的动摩擦因数为"(己知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10mC)求:
(1)若4=0.5,从B点静止释放一小滑块,小滑块下滑到圆轨道上A点时的加速度。
(2)若〃=0.5.小滑块从A点以多大的初速度vo沿着斜面上滑,到达圆弧轨道上8点时对轨道的压力恰好为零?
(3)若〃=0,从A点以很小的水平初速度%=0.3m/s向左释放一个小球甲(小球甲在
圆弧上运动幅度很小),同时沿着斜面向上以初速度也释放另一个小球乙,要保证小球
乙上滑返回到A点时小球甲同时也在A点,则也应满足什么条件?
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
简谐振动中反映物体振动强弱的物理量是振幅。
A.周期,与结论不相符,选项A错误;
B.频率,与结论不相符,选项B错误;
C.位移,与结论不相符,选项C错误;
D.振幅,与结论不相符,选项D正确;
2.B
【详解】
A.物体能被看作简谐运动的条件是摆动时摆角要小于5。
,选项A错误;
B.振动的频率与振幅无关,只于摆长有关,选项B正确;
C.单摆做简谐运动的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供,故C错误。
D.摆球在摆动到最低点处,小球处于超重状态,摆线弹力最大,合力不为零,摆球受到的合外力提供向心力,但回亚力为零,故D错误。
3.C
【详解】
A.横波和纵波水平和竖直方向都能传播,这两种波是根据波的传播方向与质点的振动方向间的关系划分的。
故A错误。
B.在波的传播过程中,质点在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移。
故B错误。
C.两个相邻的、在振动过程中速度和位移都相同的质点间距离是一个波长。
故C正确。
D.声波在真空中不能传播,因为没有传播振动的介质。
故D错误。
4.C
【详解】
A.。
质点是振动加强点,但不是总处于波峰,〃质点也是振动加强点,但也不是总处于波谷,选项A错误;
B.c、d点都是振动减弱点,振幅为零,则不可能出现波峰或波谷,选项B错误:
C.。
、人点都是振动加强点,振幅为24,即振动振幅比波源振幅大,选项C正确:
D.振动加强和减弱区域都是由位置决定的,都是固定不变的,选项D错误。
5.C
【详解】
AD.物体做曲线运动时,合力指向轨迹内侧,故AD错误:
BC.汽车沿曲线由M向N行驶,做出速度方向如上图所示,速度逐渐减小,说明合力与速度夹角为钝角,故C正确,B错误。
故选C。
6.D
【详解】
设轮1边缘的线速度为v,则轮3边缘的线速度为v,根据产⑷•可知,轮2边缘的线速度为
2v,则轮4边缘的线速度为2v,因10=217,由。
=可知,而&=1:
8.
r
A.4:
1,与结论不相符,选项A错误;
B.1:
4,与结论不相符,选项B错误;
C.8:
1,与结论不相符,选项C错误;
D.1:
8,与结论相符,选项D正确:
7.C
【详解】
A.在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内管对小球产生弹力,大小为小g,故最小速度为0.故A错误;
B.小球通过与圆心等高的血两处时,管壁的弹力提供向心力,则小球与管壁间一定有作用力,选项B错误;
C.小球在水平线必以下管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管嬖对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力。
故C正确:
D.小球在与圆心等高的水平线外以上的管道中运动时,若速度较大,可能外侧管壁对小球有作用力,若速度较小,可能外侧管壁对小球无作用力,故D错误。
【详解】
A.波向右传播,则尸质点向上振动,可知P质点的速度正在减小,选项A错误;
8.波向右传播,则。
质点向下振动,可知。
质点的加速度正在增加,选项B错误;
c.再经过I,波向右传播;,将波形图向右平移;可看出,两质点到平衡位置的距离仍相444
等,选项C正确:
D.该时刻两质点的速度大小相同,方向相反,选项D错误。
9.A
【详解】
对左边的物体,由牛顿第二定律:
[cosa-"(mg+Rsina)=ma,
解得
匚ma+4mg
4;
cosa-//sina
对右边的物体,由牛顿第二定律:
尼cosa--F2sina)=ma,
解得
匚ma+jjmg
K=:
;
-cosa+//sin。
由2FScosa可知,因S和a均相同,而B>F?
则
与结论相符,选项A正确;
与结论不相符,选项B错误;
C.与结论不相符,选项C错误;
D.条件不足,无法确定,与结论不相符,选项D错误;
10.D
【解析】
试题分析:
由图知:
在0-f。
时间内,物体做初速度为零的匀加速运动,V=at.由牛顿第
二定律得:
F-f=ina,则拉力的功率为尸=尸1,=(/+〃m)y=(f+mn)at;在k时刻以后,物体做匀速运动,I,不变,则尸=/,P=Fv=fv,p不变,故D正确.
考点:
功率、平均功率和瞬时功率
【名师点睛】根据物理规律得到解析式,再选择图象是常用的方法.本题根据牛顿第二定律和运动学公式结合得到P的表达式是关键.
11.B
【解析】
【分析】
摩擦传动时,两轮边缘上线速度大小相等,摩擦力提供向心力展开讨论即可.
【详解】
摩擦传动不打滑时,两轮边缘上线速度大小相等,根据题意有:
两轮边缘上有:
忆您=Rbgb,所以=因为同一物体在两轮上受到的最大摩擦力相等,根据题意有,在B轮上的
kb
转动半径最大为r:
则根据最大静摩擦力等于向心力有m说心=mcojr,得r=(芳:
=^=空,B正确.
2
【点睛】
摩擦传动时,两轮边缘上线速度大小相等,抓住最大摩擦力相等是解决本题的关键.
12.D
【详解】
AB.波速是由介质决定的,可知两列波的波速相等,根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长,由图知,甲波的波长与乙波的大,由波速公式尸/知,两波的频率不等,不能发生干涉现象,故AB错误。
C.甲波向右传播,由上下坡法可知,此时质点。
正向上运动,质点〃正向下运动,所以质点。
比质点〃后回到平衡位置。
故C错误。
D.若v甲=2Om/s,则y乙=20ms,则再经D.15s,则两列波分别传播
vf=3m,
此时由甲波在坐标原点处的质点引起的位移为10cm,乙波在坐标原点处的质点引起的位移为0,则此时位于原点的质点位移是10cm,选项D正确。
13.衍射减小
【详解】
如图所示的图样为波的衍射现象;
[2].发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小,且波长越长,
衍射现象越明显,由题意知,适当减小波源的频率,能增大波长。
14.25万
【详解】
[1],在0.8s的时间内运动方向转过120。
角,即转过了U3周,可知转速
—r/s=25r/niui12
⑵08s内质点的位移为
x=2rsiii60=2xlx
15.减速0.3
【详解】
[1].因向左为正,7=1.6s,则f=5s=3-T时,振子正由平衡位置向左振动,可知速度减小,则8
5s末振子做减速运动;
[2].振子从8点向左运动到A点过程中的位移为尸2A=24cm=0.24m:
时间为f=0.8s,则平均
速度为
16.5.536【详解】
根据简谐波传播过程中,振动在一个周期内传播一个波长的距离,因为2TV(MJV3T,
设波传播的距离为工,则有:
27〈戈<3尢由波形平移法可知:
[1].若波向右传播,波传播的距离是:
311
x=2-2=—x8m=22m
44
则波速为:
x22,//,
v==——ni/s=44111/s
0.5
一A
频率:
v44
—=—Hz=5.5Hz
28
⑵.若波向左传播,则波传播的距离是:
x=2—4=—x8m=1Siu
44
则波速为:
v==——ni/s=36ni/s
h0.5
1.
17.-d3
6
【详解】
[1].0〜6s内绳子的拉力不变,知
6〜10s内拉力大小不变,知
因为凡=则两钉子之间的间距
-56
[2].因为第一次碰到钉子需要的时间:
nd/
;=—=6s
vc
则从第一次碰到钉子到第二次碰到钉子需时间:
乃(d-g)
t=-=5s
%
从第二次碰到钉子到第三次碰到钉子需时间:
兀(d-2x—)
尸-=4s
vo
从第三次碰到钉子到第四次碰到钉子需时间:
九(d-3x—)
t4=*=3s
【详解】
(1)[1].实验中需要的器材有:
A.小铁球:
D.lOOcm长的细线:
G.秒表:
故选ADG;
(2)[2],实验中单摆摆长等于摆球半径与摆线长度之和,应先用游标卡尺测出摆球直径;然后把单摆悬挂好,再用米尺测出单摆自然下垂时摆线长度,摆球半径与摆线长度之和是单摆摆长,故A错误,B正确:
偏角不要超过5。
,以保证单摆做简谐振动:
将摆球拉到最大位移处释放,等摆球到达最低点时快速按下秒表开始计时,选项C错误:
为了精确测量单摆的周期,起码要测量小球作100次全振动所用的时间/,然后由丁=」一求解周期,选项
D正确:
(3)[3],根据7=2乃
则由题意可知
[4].在测量数据时漏加了小球半径,将摆线的长度当做了摆长,所测摆长偏小,摆长的变化
对图象斜率k没有影响,因此实验测量的重力加速度与真实值相等;
19.
(1)0.8s:
2.5nVs
(2)3.5m:
-0.5m(3)1.6s(4)图见解析;
【详解】
(1)简谐波沿入轴的正向传播,图示时刻尸点向下运动,己知r=2.2s时尸质点恰好第三次
在波峰位置,得到
2-T=r=2.2s4
T=0.8s
由图知,波长2=2m,则波速
v=—=2.5ni/s
T
(2)波传到M点还需要的时间为
x4-1.5,
—=S=1S
3
则在f=2.4s时刻质点M振动1.4s=l-7,则在,=2.4s内质点Af通过的路程为74=3.5m;4
质点M开始起振的方向向上,可知2.4s时刻的位移为-0.5m;
3
(3)M点到达波谷,还需要振动一T=0.6s,则经过ls+0.6s=L6s的时间M点到达波谷;4
(4)图像如图;
20.
(1)与m/s2
(2)J俞m/s(3)①若甲球回到A点时的速度方向向右,则满足
=[3/7(>/03^+0.1)+3>/03^]nVs(〃=0、1、2、3……);②若甲球回到A点时的速度方
向向左,则满足匕=[3〃(J63;r+0.1)]m/s5=1、2、3).
【详解】
(1)对滑块由牛顿第二定律可得:
mgsin37'-4mgcos37"=ma
解得
a=gsin370-cos37=2ni/s2
卜.滑到A点时的速度
vA=J2as=j2x2xl0in/s=2
下滑到圆轨道上A点时的加速度
v;
a=—
其中
r=-5-sin370=3m
2
解得
40
aA=—ni/s"
(2)若到达圆弧轨道上8点时对轨道的压力恰好为零,则由
mg=m—
r
解得
vB==V30iiVs
小滑块从A点以初速度V。
沿着斜面上滑,则到达8端的过程,由动能定理:
-mgs-sin370-〃mgs-cos37'=-?
?
?
v---mv~
22
解得
v0=V230m/s
(3)小球甲在圆弧轨道上运动时可看做单摆模型,向左运动到第一次回到A点时的时间为
L=gr=g-2乃(=反兀s
小球甲乙在右侧斜面上运动时的加速度均为
a=gsin37=6111/s2
甲球在斜面上运动的时间
2v
加=3=0.ls
a
乙球回到A点时的时间为
2匕1
乙431
①若甲球回到A点时的速度方向向右,则满足
〃6+4)+乙=,乙(〃=0、1、2、3.)
解得:
匕=[3/?
(>/63^+0.1)+3>/03^]ni/s
②若甲球回到A点时的速度方向向左,则满足
〃&+%)=%(〃=1、2、3……)
解得:
匕=[3/7(-763^+0.l)]nizs
答:
(1)手心
(2)伤51]论(3)①若甲球回到A点时的速度方向向右,则满足
=[3/?
(^/03^+0.1)+3>/03^]nVs(〃=0、1、2、3……);②若甲球回到A点时的速度方
向向左,则满足匕=[3〃(J63;r+0.1)]m/s(〃=1、2、3).
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