上海交通大学附属中学2014-2015学年高一下学期期中考试物理试题

上海交通大学附属中学2014学年度第二学期高一物理期中考试试卷（满分100分，60分钟完成）考生注意：1．sin370.6cos370.8，；g取210m/s2．计算题要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，而无主要演算过程的，不能得分。数学计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。一、单项选择题Ⅰ（共6小题，每题3分）1．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A．线速度不变的运动B．加速度不变的运动C．非匀变速运动D．质点所受合外力是恒定不变的2．把单摆的振动看作是简谐运动，需要满足的条件是（）A．摆球体积要大B．摆线要粗而结实C．最大摆角不超过5D．摆球的重心必须在球心上3．一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4．两列振幅（A）、频率（f）均相同的简谐波，以相同的速率沿相反方向传播。图为某时刻两波的波形，其中实线代表向右传播的波，虚线代表向左传播的波，a、b、c、d、e代表波的传播方向上距离相等的五个质点。以下说法中正确的是（）A．质点a、c、e的位移始终最大B．五个质点始终静止不动C．质点a、c、e以振幅2A振动D．五个质点均以振幅2A振动5．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为R，小球略小于圆管内径。若小球经过圆管最高点时所受弹力恰为向下mg，则此时小球的速度为（）A．0B．gRC．2gRD．3R6．如图所示为电影《星际穿越》中的飞船图片，当飞船只在万有引力的作用下运动时，宇航员处于完全失重状态；为了模拟重力环境，可以让飞船旋转起来。对飞船飞行的电影片段用TrackerVideoAnalysis软件进行分析，得出飞船的旋转的角速度为0.6rad/s，已知地球表面重力加速度为210m/s。由此请推算出飞船的半径约为（）A．28mB．56mC．100mD．256m7．如图所示是一列简谐横波某时刻的波形曲线，质点a、b相距20cm，c、d相距40cm，此时质点a的加速度大小为22m/s，质点c的速度方向向下，且再经过0.1s，质点c将第一次到达下方最大位移处，则（）A．波的传播方向向右B．波的传播速率为8m/sC．此时质点b的加速度大小为22m/s，方向与质点a的加速度方向相同D．质点d与a的振幅不等8．如图所示，一个光滑圆环M，穿着一只小圈N。圆环M以竖直方向AOB轴为转轴做匀速转动（）A．圈N所受到的力是圈的重力、环对圈的摩擦力B．圈N所受到的力是圈的重力、圈的向心力C．圈N的向心力方向是垂直指向转轴[来源:Z*xx*k.Com]D．圈N的向心力方向是指向圆环圆心O二、单项选择题Ⅱ（共6小题，每题4分）9．如图所示，两个质量不同的小球，用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）A．外侧小球周期较大B．线速度的大小相等[来源:学+科+网Z+X+X+K]C．角速度的大小相等D．向心加速度的大小相等10．如图（甲）所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图（乙）所示，以下说法正确的是（）A．1t时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小B．2t时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小C．3t时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大D．4t时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大11．如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m。某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动。这列波的波长可能是（）A．1mB．2mC．0.8mD．0.5m12．对于秒摆下述说法正确的是（）A．摆长缩短为原来的四分之一时，频率是2HzB．摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4sC．振幅减为原来的四分之一时，周期是2sD．如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为1Hz13．如图所示，在x轴上传播的一列简谐横波，实线表示0t时刻的波形图，虚线表示在0.2st时刻的波形图。已知该波的波速是80m/s，则下列说法正确的是（）A．波长是10mB．波一定沿x轴负方向传播[来源:学科网ZXXK]C．波可能沿x轴正方向传播D．0t时，4mx处的质点速度可能沿y轴正方向14．如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮半径2ABRR。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转动轴的最大距离为（）A．4BRB．3BRC．2BRD．BR三、填空题（共4小题，每格2分）15．一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示，圆环上P、Q两点的线速度大小之比是，若圆环的半径是20cm，绕AB轴转动的周期是0.1s，环上Q点的向心加速度大小是2m/s。16．如图所示，是自行车传动结构的示意图。其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。脚蹬的半径30cm；大齿轮Ⅰ的半径15cm，小齿轮Ⅱ的半径是5cm，后轮的半径60cm。设脚踏板每秒转一圈，则自行车的行驶速度大小m/s。忽略传动过程中所有摩擦，若地面摩擦力大小为20N，则作用在脚蹬上的作用力至少为N。（保留3位有效数字）17．如图所示，同种介质中两列简谐机械波相对传播，实线表示的波向右传播，虚线表示的波向左传播，在0t时刻波形如图，两列波已部分相遇。已知虚线波的频率5Hz，则实线波的波速为m/s；0.025st时刻，在3mx处的质点位移为m。18．如图，1S、2S是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为，经四分之一周期，不在平衡位置的点为。[来源:Z#xx#k.Com]四、实验题（共3小题，其中第19题4分，第20题6分，第21题6分）19．（多选题）卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（）A．减小石英丝的直径B．增大T型架横梁的长度C．利用平面镜对光线的反射D．增大刻度尺与平面镜的距离20．（6分）用单摆测定重力加速度的实验中：⑴（多选题）应选用下列器材中的（）A．半径1cm的木球B．半径1cm的实心钢球C．1m左右的细线C．30cm左右的细线E秒表、米尺⑵若在某次实验中，测得细线的长度为0.99m、摆球直径为2cm、单摆完成30次全振动的时间为60s，则利用上述量求重力加速度g为2m/s。（保留3位有效数字）21．图（a）是“DIS向心力实验器”，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，受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据，并直接在坐标系中描出相应的点。得到多组F、ω的数据后，连成平滑的曲线，经验证为一个抛物线，改变实验条件重复三次实验（三次实验的条件见右表），得到的抛物线分别如图（b）中的①、②、③所示。⑴实验中，若挡光片的挡光宽度为s，某次挡光片经过光电门时的遮光时间为t，则计算机计算角速度ω的计算式为。（a）（b）⑵（单选题）分析比较表格和图像可得到的结论为（）[来源:学科网ZXXK]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五、计算题（共3小题，其中第21题6分，第22题6分，第23题8分）22．把地球上的一个秒摆（周期等于2s）拿到月球上去，它的振动周期变为多少？已知月球重力加速度等于地球重力加速度的16。为使摆的周期恢复为2s，摆长变化后与原来长度的比值多大？23．如图所示，一条不可伸长的轻绳长L为4m，一端用手握住，另一端系一质量为1kg的小球，今使手握的一端在水平桌面上做半径R为3m、角速度为1rad/s的匀速圆周运动，且使绳始终与半径为R的圆相切，小球也将在同一平面内做匀速圆周运动。求：⑴小球做匀速圆周运动的线速度的大小。⑵小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小。24．一列沿x轴传播的简谐横波，在10t时和20.004st两个时刻的波形图分别如图中实线和虚线所示，问：⑴该波的振幅和波长分别是多少？⑵若波的周期0.004sT，且向右传播，则其波速是多少？