上海交大附中09-10学年高一下学期期中考试

上海交通大学附属中学2009-2010学年度第二学期
高一物理期中试卷
（满分100分，90分钟完成，答案请写在答题纸上，g取10m/s2）
一、单项选择题I．（本大题共6小题，每小题2分）
1．当弹簧振子的振幅为A时，它的振动周期是T。如果使它的振幅减小，则它的振动周期将：( ）
A.变小 B.变大 C.不变 D.不一定
2．做简谐振动的质点在通过平衡位置时，在下列物理量中，具有最大值的物理量是：（ ）
A.回复力 B.速度 C. 加速度 D.位移
3．关于单摆振动中的回复力，正确的说法是：（ ）
A.摆球的重力
B.摆球的重力沿圆弧切线方向的分力
C.摆球的重力和摆线对摆球的拉力的合力
D.在最底点时，摆球受到的回复力为零，合力也为零
4．以下说法中正确的是：（ ）
A.在横波中，任意两个波峰间的距离等于波长
B.波的频率跟波源的频率可能相同，也可能不同
C.由同一波源发出的声波，分别在水和空气里传播时，波的速度是不同的
D.一列波从一种介质传播到另一种介质时，它的波长、频率、波速都要发生改变.
5．一个以速率V运动的物体，进入某一空间后受到一个始终垂直于物体运动方向的合力作用，且合力的大小不断增大，则该物体作曲线运动的线速度大小将:( )
A.增大 B.不变 C.减小 D.以上情况均可发生
6．如图所示，空心圆壳半径为R，绕过竖直直径的OO’轴以角速度匀速转动时，物块A恰好静止在内壁上。下列说法中正确的是：( )
A.A物可能受两个力作用
B.若球不光滑，则Ａ物一定受三个力作用
C.若增大，则Ａ物一定向上滑动
D.Ａ物作圆周运动的半径为Ｒ
单项选择题II（本大题共6小题，每小题3分）
7．下列说法正确的是:（ ）
A.匀速圆周运动是一种匀速运动 B.匀速圆周运动是一种匀变速运动
C.因为物体做圆周运动，所以才产生向心力 D.匀速圆周运动是一种变加速运动
8．两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为:( )
A.RA:RB=4:1 VA:VB=1:2 B.RA:RB=4:1 VA:VB=2:1
C.RA:RB=1:4 VA:VB=1:2 D.RA:RB=1:4 VA:VB=2:1
9．已知月球上的重力加速度是地球上的1/6，在地球上和月球上各有一个单摆分别在作简谐振动，在地球上单摆完成6次全振动的时间内，月球上的单摆正好完成1次全振动，则月球上的单摆与地球上的单摆的摆长之比是：（ ）
A.1∶1 B.1∶6 C.6∶1 D.36∶1
10．一列波速为0.5米/秒的简谐波，某时刻的波形图如图所示，经一定时间后，波形图如图中的虚线所示，则这段时间不可能是：（ ）
A.1秒 B.2秒
C.3秒 D.5秒
11．如图所示，A、B两物体叠放在一起, A与轻弹簧相连，在光滑的水平面上构成一弹簧振子．当振子以振幅s振动时，A、B间始终没有相对滑动，则A从最大位移处向平衡位置滑动的过程中，A、B间的摩擦力是:（ ）
A.由小变大 B.由大变小
C.不变化 D.不能确定
12．如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt 时刻的波形曲线．B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点．下列说法中正确的是：（ ）
A.任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动
B.任一时刻，如果质点B的速度为零，则质点C的速度也为零
C.如果波是向右传播的，则波的周期可能为Δt
D.如果波是向左传播的，则波的周期可能为Δt
二、多项选择题．（本大题共4小题，每小题4分）
13．关于简谐振动受力和运动的特点，下列说法中正确的是：( )
A.回复力的方向总指向平衡位置
B.回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反
C.越衡位置，运动得越快，因而加速度越大
D.加速度的方向跟速度的方向有时相同，有时相反
14．如图所示，一单摆挂在木板上的小钉上，木板质量远大于单摆质量，木板平面在竖直平面内，并可以沿两竖直轨道无摩擦地自由下落。现使单摆摆动起来，当单摆摆到某位置时，木板开始自由下落，则摆球相对于木板的运动状态可能是（ ）
A.静止 B.仍做简谐运动
C.做匀速率圆周运动 D.做非匀速率圆周运动
15．一列简谐横波沿x轴传播。t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向；t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处。由此可知:（ ）
A.此波的传播速度为25m/s
B.此波沿x轴负方向传播
C.从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1m
D.在t=0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向
16．如图1中，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s．经过一段时间后，P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的是（ ）
A.甲为Q点振动图象
B.乙为Q点振动图象
C.丙为P点振动图象
D.丁为P点振动图象
三、填空题（本大题共5小题，每空格2分）
17．如图所示，半径为R的圆桶内有一质量为m的物体贴着内壁跟随桶以角速度ω作匀速圆周运动，此时桶壁受到的压力的大小为 ，物体与桶壁的静摩擦力为 。
18．小球的质量m=1千克，用长为L=0.4米的细绳挂在竖直平面内作圆周运动，小球恰能越过最高点时的速度大小为 m/s，此时小球受到的向心力为___________牛顿。
19．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则a点、b点、c点的线速度大小之比为 ，a点、b点、c点、d点的向心加速度之比为 。
20．某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星。在春分那天（太阳光直射赤道）, 观察者在日落后12小时内将有_________时间内看不见此卫星。(已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T，不考虑大气对光的折射。)
21．浅水处水波的速度跟水深度有关，其关系式为v=，式中h为深度，g为重力加速度，如图a所示是一个池塘的剖面图，AB两部分深度不同，图b是从上往下俯视，看到从P处向外传播水波波形（弧形实线代表波峰）。若已知A处水深20cm，，则B处的水深为 cm，B处的水波波长是A处水波波长的 倍。
四、实验题（本大题共4小题，共14分）
22．（2分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，下列说法正确的是：( )
A、实验中要用天平测出摆球质量
B、用秒表测单摆周期，应从平衡位置开始计时
C、用米尺测摆长时应将摆线拉紧
D、单摆振动的最大偏角不应大于5°
23．（2分）如图a是汽车过桥时对不同类形桥面压力变化的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如右边电脑屏幕所示．
（1）图a中的传感器为___________传感器；
（2）图a中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是屏幕上的 (填a、b或c)；
24．（6分）学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木条（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示。
甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关。
乙同学猜想：复摆的等效摆长L等应该是悬点到重心的距离L/2。
丙同学猜想：复摆的等效摆长L等应该大于L/2。
为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是_______________的（选填“正确”或“错误”）。
(2)将板长为L的复摆看作是摆长是L/2的单摆，利用单摆的周期公式可计算出其周期T0=2，填入下表第二行；另外将板长为L的复摆的实际周期测量值用T表示，填入下表第三行。比较下表中T0与T的数据可知，复摆的等效摆长L等_________L/2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，做出的T-T0关系图线如右图，请根据图线求出复摆的等效摆长L等跟板长L的关系表达式为__________
25．（4分）某同学设计了一个测量物体质量的装置，如图所示，其中P是光滑水平面，A是质量为M的带夹子的已知质量金属块，Q是待测质量的物体（可以被A上的夹子固定）。已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为（数量级为100s）,其中m是振子的质量，K是与弹簧的劲度系数有关的常数。
（1）为了达到实验目的还需要提供的实验器材是：____________；
（2）写出所需测量的物理量（用字母表示），并简要地写出测量方法：
①_______________________________________ ；
② ；
（3）用所测物理量和已知物理量求解待测物体质量的计算式为：
m = 。
五、计算题（本大题共4小题，共22分）
26．(5分)如图所示是一列简谐波在t=0时刻的波形图，该波的波速为80厘米/秒，方向沿x轴的正方向。试根据此图求：
(1)这列波的周期.
(2)波形图中B点的振动方向和振幅.
(3)画出再过0.15秒时的波形图.
(4)求出在这0.15秒内质点O通过的路程.
27．(5分)穿过一光滑的小环，系上一根柔软的细绳，小环固定在无摩擦旋转的轴端，在绳的两端系二个质量分别为m1、m2的物体，当使物体m2在水平面上转动时，m1可铅直地悬挂着，已知m2离小环的距离L=0.5米，α=37°。求：
m1和m2的比值。
m2的角速度。
28．（6分）两颗靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动，从而保持两者之间的距离不变，这样的天体称为“双星”.现测得两星中心距离为R，运动周期为T，求：双星的总质量。
解：设双星的质量分别为M1、M2。它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动，由万有引力定律及牛顿第二定律得：
联立解得：
上述结果是否正确？若正确，请列式证明：若错误，请求出正确结果。
29．(6分)如图所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，已知两者相对于地面的速率分别为vs和vA，空气中声音传播的速率为vp。设vs（1）若已知声源相继发出两个声信号，时间间隔为Δt。请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'。
（2）请利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率f’与声源发出的声波频率f之间的关系式。
上海交通大学附属中学2009-2010学年度第二学期
高一物理期中试卷答题纸
（满分100分，90分钟完成，答案请写在答题纸上，g取10m/s2）
单项选择题I
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C B B C B A
单项选择题II
题号 7 8 9 10 11 12
答案 D D C B B c
二、多项选择题．
题号 13 14 15 16
答案 ABD AC AB AD
三、填空题
17、__ mRω2__ ____ mg ____ 18、____2___ ____10____
19、__2：1：2___ ___4：1：2:4___20、____
21、___80,____ ___ 2___
四、实验题
22、____ BD ____ 23、 （1）____力____ （2）_____C_____
24、（1）______错误______ （2）_____大于____ （3）___L等 = 0.68L__
25、（1）____秒表_____
（2）①不放Q时用秒表测出振子振动n次的时间t1（或者测出振子的周期T1）；
②将Q固定在A上，用秒表测出振子振动n次的时间t2（或者测出振子的周期T2）
（3） 或
四 计算题
26、
(1)0.2秒 （1分）
(2)沿－y方向 10厘米 （2分）
(3)略 （1分）
(4)30厘米 （1分）
27、
（1分）
（1分）
（2分）
（1分）
28、
答案：解法错误，两星的转动半径不是R，分别为x与(R-x) 1分(只要说出错误就给分)
正确的解法为： 2分
2分
联立解得： 2分
29、（1）设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻，、为观察者接收到两个信号的时刻。
则第一个信号经过（－t1）时间被观察者A接收到，第二个信号经过（－t2）时间
被观察者A接收到。且t2－t1=△t －=△t′
设声源发出第一个信号时，S、A两点间的距离为L，两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系如图所示，可得
由以上各式，得
（2）设声源发出声波的振动周期为T，这样，由以上结论，观察者接收到的声波振动的周期T为
由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为
y
x
O
A
B
A
B
a
b
P
A
B
x
x0
5x0
3x0
9x0
图b
图a
G
C1
T0(s)
T(s)
1.0
0.5
1.0
1.5
1.5
2.0
2.0
0.5
0
Q
A
P
10N
1cm