2020年上海市长宁区延安中学高一(下)期中物理试题(附带详细解析)

…外……内…绝密★启用前

2020年上海市长宁区延安中学高一（下)期中物理试题

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上

第I 卷（选择题)

请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题

1．表征物体作简谐运动快慢程度的物理量是（ ） A ．回复力

B ．振幅

C ．频率

D ．位移

2．向心加速度描述的是做圆周运动的物体（ ） A ．向心力变化的快慢 B ．线速度方向变化的快慢 C ．线速度大小变化的快慢

D ．转动角度变化的快慢

3．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是( ) A ．线速度恒定的运动 B ．加速度恒定的运动 C ．周期恒定的运动

D ．位移恒定的运动

4．一列简谐横波在介质内传播,若波源质点突然停止振动,则 A ．所有质点立即停止振动

B ．已经振动的质点将继续振动，未振动的质点不可能再振动

C ．能量继续向远处传递

D ．能量立即停止传递

5．如图所示，O 为弹簧振子平衡位置，将振子压至B 处后放手，振子可沿水平光滑杆在B 、A 间作简谐振动，则振子( )

A ．在O 处速度最大

B ．在B 处速度最大

C ．从B -O 回复力不断增大，速度不断增大

D ．从B -O 回复力不断减小，速度不断减小

○…………外……装……………○……不※※要※※在※※装※题※※

○…………内……装……………○……6．关于功的概念，下列说法中正确的是（ ） A ．因为功有正负，所以功是矢量 B ．力对物体不做功，说明物体一定无位移 C ．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功

D ．若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功

7．一根粗细均匀的绳子，右端固定，一人拿着左瑞的S 点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻波形如图，则该波的( )

A ．频率增大

B ．振幅增大

C ．波速增大

D ．波长增大

8．一物体在互相垂直的两个恒力F 1、F 2作用下由静止开始运动一段位移, F 1对物体做功3J, F 2对物体做功4J,则F 1与F 2的合力对物体做功为 （ ） A ．5 J

B ．6J

C ．7J

D ．8 J

9．如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在t 1＝0时的波形图。经过t 2＝0.1s ，Q 点振动状态传到P 点，则（ ）

A ．这列波的波速为40cm/s

B ．t 2时刻Q 点加速度沿y 轴的正方向

C ．t 2时刻P 点正在平衡位置且向y 轴的负方向运动

D ．t 2时刻Q 点正在波谷位置，速度沿y 轴的正方向

10．一质量为2.0×103kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N ，当汽车经过半径为80m 的弯道时，下列判断正确的是（ ）

A ．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力

………○………订…………○学校:_________考号：__________………○………订…………○B ．汽车转弯的速度为20m/s 时所需的向心力为1.4×104N C ．汽车转弯的速度为20m/s 时汽车会发生侧滑 D ．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s 2

11．一汽车通过拱形桥顶时速度为10m /s ，车对桥顶的压力为车重的3

4

，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为（ ） A ．20 m /s

B ．15 m /s

C ．25 m /s

D ．30 m /s

12．如图，固定于O 点的细线下端系一小球，不计空气阻力，在水平拉力F 作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点向B 点运动，此过程中小球( )

A ．所受合力为零

B ．所受水平拉力逐渐变小

C ．力F 对小球不做功

D ．绳的拉力对小球不做功

第II 卷（非选择题)

请点击修改第II 卷的文字说明 二、填空题

13．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，0t 时刻的波形如图所示，质点B 的振动周期为0.2s ．则波速大小为_________m/s ，再经过________s ，质点C 第一次到达波峰．

14．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆，A 、B 为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈， 磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以7200 r/min 的转速匀速转动，则扇区A 的线速度_____扇区B 的线速度(选填“大于”或“小于”) ;扇区A 的角速度等于____ rad/s.

…………外○…………装…订…………○…线…………○……※※请※※不※※要※※※答※※题※※

…………内○…………装…订…………○…线…………○……

15．如图所示，质量为m =0.2kg 的小球固定在长为L =0.9m 的轻杆的一端， 杆可绕O 点的水平转轴在竖直平面内转动。当小球在最高点的速度为6m/s 时，球对杆的作用力的大小_____N,方向竖直向________(选填“下”或“上”)。

16．弹簧振子以O 为平衡位置做简谐运动，从O 点开始计时，振子第一次到达某点P 用了0.3s,又经过0.2s 第二次通过P 点，则弹簧振子的振动周期为________s ，振子第三次通P 点还要经过的时间为________ s 。

17．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t =0时速率为1m/s,从此刻开始在与速度平行的方向上施加水平作用力F ,力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，两图中F 、v 取同正方向，则物体所受的阻力大为________ N,2s 内拉力做的功为________ J.

三、实验题

18．(1)在利用发波水槽得到水面波形的实验中:

(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a 图样是水面波的________现象，b 图样是

…………装…………○…线…………校:___________姓名：___________班级：…………装…………○…线…………水面波的________现象。 (2) 如图所示

用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10cm ，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________ cm 。

19．下图是“DIS 向心力实验器”，研究向心力与哪些因素有关．当质量为m 的物体随旋转臂一起做半径为r 的圆周运动时，同时获得一组向心力F 和角速度ω的数据后，连成平滑的曲线，经验证为一条抛物线，改变实验条件重复三次实验(三次实验的条件见表)，得到的抛物线分别如图中的①、②、③所示．

(1)实验中，若挡光杆的挡光宽度为s ?,某次挡光片经过传感器时的遮光时间为t ?，则计算机计算角速度ω的计算式为ω=________．

(2)分析比较表格和图像可得到的结论为（____________）

………○…………○………※※请※※※装※※订※※线※………○…………○………A ．匀速圆周运动物体所受向心力与质量成正比 B ．匀速圆周运动物体所受向心力与角速度的平方成正比

C ．半径相同，一定质量的物体作圆周运动，物体所受向心力与角速度的平方成正比

D ．在质量相同的情况下，圆周运动物体所受向心力与半径成正比 四、解答题

20．如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r =20cm 处放置小物块，其质量为m =2kg,物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.5,当圆盘转动的角速度ω= 2rad/s 时，物块随圆盘一起匀速转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求: (1)物块的线速度大小: (2)物块的向心加速度大小:

(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则因盘转动的角速度不能超过多大? (4)物块绕轴心匀速运动一周，求摩擦力所做的功。

21．如图所示，甲为某一波在t =0时的图象，乙为参与该波动的质点P 的振动图象。 (1)试确定波的传播方向; (2)求该波的波速大小v ;

(3)再经过3.5s 时，求P 质点的振动位移和它通过的路程。

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

回复力F=-kx，是时刻变化的，与位移有关，故A错误；振幅反映了振动的强弱，故B错误；频率是单位时间内完成全振动的次数，反映了振动的快慢，故C正确；位移是偏离平衡位置的距离，是时刻变化的，最大位移的大小等于振幅，反映振动的强度，故D错误．所以C 正确，ABD错误．

2．B

【解析】

【分析】

向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题．

【详解】

ACB．圆周运动的向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢的物理量，故AC错误，B正确；

D．匀速圆周运动的向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，与转动角度变化的快慢无关．故D错误；

故选B．

【点睛】

解决本题的关键掌握向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢．

3．C

【解析】

【详解】

A. 匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻改变，所以线速度一直改变，故A错误。

B. 匀速圆周运动加速度是向心加速度，方向时刻指向圆心，所以加速度时刻改变，故B错误。

C. 匀速圆周运动周期不变，故C正确。

D.因为位移是矢量，相同时间内位移大小相等，方向不一定相同，故D错误。

4．C

【解析】

【详解】

当波源的振动方向与波的传播方向相互垂直时，称之为横波。当波源突然停止振动时，由于波是使质点间相互带动，并且重复，同时后一个质点比前一个质点滞后，所以离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动；波的能量仍在质点的振动下传播。ACD．最终所有质点将会停止振动，但靠近波源先停止，远离波源后停止振动，故AD错误，C正确；

B.已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点，将在波的能量传播后，会停止振动，故B 错误；

5．A

【解析】

【详解】

A. O为弹簧振子平衡位置，速度最大。故A正确。

B. 根据弹簧振子特点可知，在B处速度为零，故B错误。

CD. 从B→O，弹簧处于压缩状态，弹力向右，弹簧的压缩量减小，由胡克定律知，回复力不断减小，而回复力与速度方向相同，都向右，故速度不断增大。故CD错误。

6．C

【解析】

A、功有正负，但功是标量，A错误；

B、当力的方向和位移的方向垂直时，力不做功，但有位移，B错误；

C、摩擦力方向可以与位移方向相同，也可以相反，故可能做正功，也可能做负功，C正确；

D、一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，D错误．

故选Ｃ．

7．A

【解析】

【详解】

ACD. 波速是由介质的性质决定的，与波长无关。故该波的波速保持不变。由图看出，该波的波长减小，而波速一定，由波速v =λf 分析得知频率增大，故A 正确CD 错误。 B.根据图像可知，该波的振幅不变，故B 错误。 8．C 【解析】 【详解】

当有多个力对物体做功时,总功的大小就等于各个力单独对物体所做功的代数和;由于F 1对物体做功3J,F 2对物体做功4J,所以F 1与F 2的合力对物体做的总功为3J 4J 7J W 总=+=,故选项C 正确,选项A 、B 、D 错误. 9．B 【解析】 【分析】

由经过0.1s ，Q 点振动状态传到P 点可知波向左传播的距离，从而求解波速；波向左传播3/4个波长，则质点振动了3/4个周期，由此确定P 、Q 质点的振动情况。 【详解】

由题意可知，0.1s 内波向左传播的距离为3m ，则波速v =x

t =30cm/s ，选项A 错误；t 2时刻Q 点振动了3T/4到达了波谷位置，则此时加速度沿y 轴的正方向，速度为零，选项B 正确，D 错误；因t 2时刻，Q 点的振动传到P 点，可知P 点正在平衡位置且向y 轴的正方向运动，选项C 错误；故选B. 【点睛】

本题的关键是根据波形平移法确定波传播的距离和波速，分析各个特殊点的位置和状态，再分析质点的振动情况． 10．D 【解析】 【分析】

汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题． 【详解】

汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A 错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿

第二定律可得2

v f m r

=

，解得/v s =

===，所以汽车转弯的速度为20m/s 时，所需的向心力小于1.4×

104N ，汽车不会发生侧滑，BC 错误；汽车能安全转弯的向心加速度22560

7/80

v a m s r ===，即汽车能安全转弯的向心加速度不超

过7.0m/s 2，D 正确． 【点睛】

本题也可以求解出以20m/s 的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动． 11．A 【解析】

根据牛顿第二定律得，2

v mg N m R

-=，N=34mg

解得2100

401 2.54v R m m

g

===． 当车对桥顶无压力时，有：'2

v mg m R

=

解得20/v m s =

='．故选A ．

点睛：此题考查牛顿第二定律在圆周运动中的应用问题，根据车对桥顶的压力，结合牛顿第二定律求出拱桥的半径，再根据支持力为零，通过牛顿第二定律求出最小速度． 12．D 【解析】 【详解】

A. 小球匀速率运动，动能不变，根据动能定理，合力做功为零，但合力不为零，合力充当向心力，故A 错误；

B. 小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G 、水平拉力F 、绳子拉力T 三者的合力必是沿绳子指向O 点。设绳子与竖直方向夹角是θ，则

tan F

G

θ= （F 与G 的合力必与绳子拉力在同一直线上）得

F =

G tan θ

显然，从A 到B 的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F 是一直增大的。故B 错误； C.根据题意可知，小球重力势能增大，动能不变，能量守恒可知，外力对小球做正功，故C 错误。

D.绳的拉力与速度方向始终垂直，所以不做功，故D 正确。 13．20 0.25 【解析】

质点B 的振动周期为0.2s ，则波的周期T=0.2s ，波长λ=4m ，则波速4

20/0.2v m s T λ

=

=

=；

当处于x=1m 处的波峰传到C 点时，质点C 第一次到达波峰，则5

0.2520

x t s s v === 14．大于 753.6 【解析】 【详解】

[1][2]同轴转动角速度相同，根据v =rω知A 扇区线速度大于B 扇区的线速度；磁盘上各点的角速度是相等的，所以扇区A 的角速度：

7200

22240rad/s 753.6rad /s 60

n ωπππ==?

=≈ 15．6 上 【解析】 【详解】

[1][2]当小球在最高点的速度为6m/s 时，根据牛顿第二定律得

2

v mg F m L

+=

解得：

2360.22N 6N 0.9

v F m mg L =-=?-=

杆对球的作用力表现为拉力，所以球对杆的作用力方向竖直向上．

16．1.6 1.4 【解析】 【详解】

[1][2]从O 点开始计时，振子第一次到达某点P 用了0.3s,又经过0.2s 第二次通过P 点，所以振子的振动周期为

140.3s 0.2s 1.6s 2T ??

=?+?= ???

则振子第三次通过P 点还要经过的时间是

t =T -t 2=1.6s-0.2s=1.4s

17．1 1 【解析】 【详解】

[1][2]由两图综合可以看出，第一秒内拉力和摩擦力同向，有

f +F =ma

第二秒内拉力和摩擦力反向，有：

F ′-f =ma

代入数据得：

f =1N ，m =2kg

根据动能定理可知，动能没变合外力功为零，所以拉力做功等于克服摩擦力做功，摩擦力始终做负功，位移等于图像的面积，摩擦力做功等于摩擦力与路程的乘积。

1J W f s =?=

18．衍射 干涉 向下 100 【解析】 【详解】

(1) [1]波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a 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b 是发生了干涉现象。

(2) [3] 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。 [4]波的周期

0.2

s 0.2s 1

T v

λ

=

=

= 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 点是振动加强点，

A =20cm

则

s =100cm

19．

s

r t

?? C 【解析】 【详解】

(1)[1]物体转动的线速度

s v t

?=

? 根据

v r

ω=

解得：

s r t

ω?=

? (2) [2]图中抛物线说明：向心力F 和ω2成正比，再结合表格数据可知：在半径相同的情况下，一定质量的物体作圆周运动，物体所受向心力与角速度的平方成正比，故C 正确，ABD 错误．

20．(1) 0.4m/s (2) 0.8m/s 2 (3) 5rad/s (4)零 【解析】 【详解】

(1) 当ω=2rad/s 时，滑块的线速度为：

v =ωr =2×0.2=0.4m/s

(2) 当ω=2rad/s 时，滑块的向心加速度为：

a =ω2r =4×0.2=0.8m/s 2

(3) 当物块刚要发生滑动时最大静摩擦力充当向心力，设此时圆盘转动的角速度为ω'，由牛

顿第二定律得：

f =μm

g =mrω'2

解得：

ω'=5rad/s

(4)物体做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，与速度方向垂直，所以物块绕轴心匀速运动一周，摩擦力做功为零。

21．(1) 此波沿-x 方向传播(2) 4.0m/s (3) 零；2.8m 【解析】 【详解】

(1) 从题图乙中可以看出，t =0时P 点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿-x 方向传播．

(2) 由题图甲知λ=4m ，由题图乙知

T =1.0s

所以波速

v =λ/T =4.0m/s

(3) 求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变．所以只需考查从图示时刻P 质点经2

T

时的位移即可，所以经3.5s 质点P 的位移仍为零． 求路程：因为

3.5

7/21/2

t n T ?=

== 所以路程：

s =2An =2×0.2×7m=2.8m