上海市徐汇区南洋模范中学高一下期中物理试题附带详细解析Word文档格式.docx
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B．首次测出万有引力恒量的数值
C．被誉为“第一个称出地球质量的人”
D．证实了万有引力的存在
3．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，不可以忽略不计的是（）
A．振子所受的阻力B．振子的形状大小
C．弹簧的质量D．振子的质量
4．单摆作简谐振动时的回复力是（）
A．摆球的重力B．摆球重力沿圆弧切线的分力
C．摆线的拉力D．摆球重力与摆线拉力的合力
5．某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力没变，则该物体（）
A．一定做匀加速直线运动
B．一定做匀减速直线运动
C．其轨迹可能是曲线
D．其轨迹不可能是直线
6．物体做半径为R的匀速圆周运动，它的向心加速度、角速度、线速度和周期分别为a、ω、v和T.下列关系式不正确的是（ ）
A．ω＝
B．v＝
C．a＝ωvD．T＝2π
7．用长为L的轻质细线，拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）
A．小球可能做匀速圆周运动
B．小球在最高点细线对球作用力不可能为零
C．小球在最低点细线对球作用力不一定大于重力
D．若小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，则它在最高点的速率为
8．某质点做简谐运动的图像如图所示，在0.18s到0.22s时间内，质点的
A．速度一定为正，加速度不一定为负，
B．速度一定为负，加速度一定为正，
C．速度一定为负，加速度也一定为负。
D．速度不一定为正，加速度一定为正
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固定点，并在同一水平面内作匀速圆周运动，则它们的
A．运动周期可能不同
B．运动角速度可能不同
C．绳子拉力的大小可能相同
D．向心加速度的大小可能相同
10．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T．取竖直向上为正方向，以t＝0时刻作为计时起点，其振动图像如图所示，则
A．t＝
T时，货物对车厢底板的压力最大
B．t＝
T时，货物对车厢底板的压力最小
C．t＝
D．t＝
11．如图所示，汽车减速经过水平弯路（可看做圆形轨道的一部分）关于汽车向心力及合外力的分析正确的是
A．汽车拐弯时向心力由汽车方向盘来提供
B．汽车拐弯时向心力由地面来提供，与线速度方向相反
C．汽车拐弯时所受合外力指向圆心方向
D．汽车拐弯时所受合外力可能指向如图虚线方向
12．“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道。
观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ（弧度），如图所示。
已知引力常量为G，由此可推导出月球的质量为（）
A．
B．
C．
D．
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．丹麦天文学家____通过几十年的天象观察，积累了大量的精确的太阳系行星运行数据；
而科学家____通过归纳、分析这些数据得出了三个太阳系行星运行规律的经验定律；
最后牛顿结合前人的数据和经验提出了万有引力定律，该定律的数学表达式为______。
14．一个质点做简谐运动，它的振幅为5cm,频率为2.5Hz,若质点从平衡位置向正方向运动时开始计时，经过2s,质点完成了______次全振动，通过的路程为_________m，1.1s末振子的位移为_______m.
15．如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系
，若皮带不打滑，求AB．C轮边缘的a、b、c三点的角速度:
=_______,线速度大小
=___________，向心加速度大小
=___________.
16．如图所示是用频闪照相的方法拍摄到的一个水平弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在中心位置时的照片，乙图是振子被拉到左侧距中心位置20cm处放手后向右运动1/4周期内的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz,则该振子振动周期为______s,图乙可以看出再经过0.7s振子将运动到中心位置________填“左”或“右”）侧_________cm处。
17．在向下匀速直线运动的升降机中有一摆长为L的单摆在做简谐振动，当该升降机以加速度a<
g（g为重力加速度）竖直下降时，摆的振动周期为_______________。
若在单摆摆到最低点时，升降机突然做自由落体运动，则摆球相对升降机做______________。
若在单摆摆到最高点时，升降机突然做自由落体运动，则摆球相对升降机做_____________;
（升降机内部空气阻力不计，且最后两空均用文字说明运动情况）
三、实验题
18．在“用单摆测重力加速度”的实验中，摆绳自然下垂状态下的摆绳长为L0，质量均匀分布的摆球半径为r，用停表测出n次全振动的时间为t.
（1）利用单摆周期公式计算重力加速度g=_____________________。
（2）下列选项哪些会使g的测量值偏小:
_________，哪些会使g的测量值偏大_________。
A．单摆振动过程中出现了圆锥摆的情况
B．测摆长将摆线拉得过紧，
C．正常测量摆长后，摆线来系紧，摆动过程中摆长逐渐变长，
D．将n次全振动误记为n+1次，
E.结束计时是秒表按下过迟。
四、解答题
19．如图所示，自行车轮的半径为R1，小齿轮的半径为R2，大齿轮的的半径为R3.某种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径为r0的摩擦小轮紧贴车轮，当车轮转动时，因静摩擦作用而带动摩擦小轮转动，从而使发电机工作并使车灯亮。
求
（1）在这四个转动轮边缘的线速度大小相等的是那些?
角速度大小相等的是那些?
（2）大、小齿轮的向心加速度之比？
（3）大齿轮和摩擦小轮的转速之比?
20．如图所示，一个弹簧振子在光滑水平面内作简谐振动，O为中心位置，A、B为最大位移处，在O点正上方C处有一个不计重力的小球，现使振子由A点由静止释放，同时小球由C点沿逆时针方向开始在竖直平面内做匀速圆周运动。
（1）当小球第一次到达最高点时，振子第一次速度达到最大，则小球与振子的周期之比是多少?
（2）当振子第一次从A到B时，小球和振子加速度正好相同，则小球与振子的周期之比是多少?
（3）若振子的振幅和圆周的半径相等且都为R,现使振子由A点由静止释放，同时小球由A点正上方的圆周上的D点沿逆时针方向开始在竖直平面内做线速率为v的匀速圆周运动，为让小球始终在振子的正上方，则振子的振动周期为多少?
进步研究发现，振子的速率就是小球的线速度在水平方向的投影，请尝试画出振子从A到O的速率v和时间t的大致图像，并说明理由。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动在相等时间内位移变化大小相等，但是方向不相等，选项A错误。
B．匀速圆周运动的加速度是不断变化的，则速度大小不是均匀变化，选项B错误；
C．做匀速圆周运动的物体加速度不为零，不是受力平衡的，选项C错误；
D．匀速圆周运动的物体受到的合力始终垂直于线速度方向指向圆心，但不改变线速度大小，选项D正确。
2．A
A．牛顿发现万有引力定律没有用到卡文迪许实验，选项A错误，符合题意；
B．卡文迪许首次测出万有引力恒量的数值，选项B正确，不符合题意；
C．卡文迪许首次测出万有引力恒量的数值后，被誉为“第一个称出地球质量的人”，选项C正确，不符合题意；
D．卡文迪什扭秤装置证实了万有引力的存在，选项D正确，不符合题意。
3．D
ABC．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，可忽略振子所受的阻力、振子的形状和大小以及弹簧的质量，选项ABC错误；
D．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，不可以忽略不计的是振子的质量，选项D正确。
4．B
单摆作简谐振动时，沿圆周切线方向的运动看做简谐运动，所以回复力由摆球重力沿圆弧切线的分力，故答案选B
5．C
本题考查的是力和运动的关系问题．某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力没变，则该物体可能做匀加速直线运动（力和运动在同一直线上，且方向相同），也可能做匀减速直线运动（力和物体运动在同一直线上，且方向相反），还可能做曲线运动（力和运动方向有夹角），所以本题答案选择C．
6．D
由a＝ω2R，v＝Rω，可得ω＝
，v＝
，a＝ωv，即A、B、C正确；
又由T＝
与ω＝
得T＝2π
，即D错误．
7．D
A．小球竖直平面内转动时，小球的动能和势能之间要相互转化，则不可能做匀速圆周运动，选项A错误；
BD．小球在最高点的速度满足
即
时，细线对球作用力为零，此时小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，选项B错误，D正确；
C．小球在最低点时：
解得
可知细线对球作用力一定大于重力，选项C错误；
8．D
由振动图像可知，质点在0.18s到0.20s时间内，质点速度为负，加速度为正；
在0.20s到0.22s时间内，质点速度为正，加速度为正；
A．速度一定为正，加速度不一定为负，与结论不相符，选项A错误；
B．速度一定为负，加速度一定为正，与结论不相符，选项B错误；
C．速度一定为负，加速度也一定为负，与结论不相符，选项C错误；
D．速度不一定为正，加速度一定为正，与结论相符，选项D正确；
9．C
AB．对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；
将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：
F=mgtanθ…①
由向心力公式得到：
F=mω2r…②
设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：
r=htanθ…③
由①②③三式得：
与绳子的长度和转动半径无关；
又由
知，周期相同，故AB错误；
C．绳子的拉力为
，因两球的质量不同，θ不同，则绳子拉力的大小可能相同，故C正确；
D．由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；
10．C
t=T/4时，货物加速度方向向下，失重，货物对车厢底板的压力最小，A错误；
t=T/2时，货物加速度为零，货物对车厢底板的压力等于重力大小，B错误；
t=3T/4时，货物加速度方向向上且最大，超重，此时货物对车厢底板的压力最大，C正确、D错误．
11．D
AB．汽车拐弯时向心力由地面来提供，向心力指向圆心，线速度与圆周相切，则向心力与线速度方向垂直，选项AB错误；
CD．汽车减速转弯，汽车所受合力一方面指向圆心提供向心力，一方面与运动方向相反提供减速，则所受合外力可能指向如图虚线方向，选项C错误，D正确；
12．A
线速度为：
…①
角速度为：
…②
根据线速度和角速度的关系公式，有：
v=ωr…③
卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
…④
联立解得：
A.
，与结论相符，选项A正确；
B.
，与结论不相符，选项B错误；
C.
，与结论不相符，选项C错误；
D.
，与结论不相符，选项D错误。
13．第谷开普勒
[1]．丹麦天文学家第谷通过几十年的天象观察，积累了大量的精确的太阳系行星运行数据；
[2]．科学家开普勒通过归纳、分析这些数据得出了三个太阳系行星运行规律的经验定律；
[3]．最后牛顿结合前人的数据和经验提出了万有引力定律，该定律的数学表达式为
14．51-0.05
[1]．周期为T=1/f=0.4s，则经过2s=5T，质点完成了5次全振动；
[2]．通过的路程为5×
4A=20A=100cm=1m；
[3]．因
，故1.1s末振子的位移为-5cm=-0.05m.
15．1：
2：
2；
1：
1：
4；
点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故有：
va：
vb=1：
1
根据v=rω，有：
ωa：
ωb=rb：
ra=1：
2
点B和点C是同轴传动，角速度相等，故有：
ωb：
ωc=1：
vb：
vc=rb：
rc=1：
综合以上，有：
vc=1：
根据a=ωv可知：
ana：
anb：
anc=1：
4
16．1.2s左10cm
[1]．频闪的频率为10Hz，则该振子振动周期为
；
[2][3]．图乙可以看出再经过0.7s振子将运动到中心位置左侧10cm处。
17．
匀速圆周运动；
相对静止.
[1]．当该升降机以加速度a<
g竖直下降时，则等效重力加速度为
摆的振动周期为
。
[2]．当摆球摆到最低点时，升降机突然做自由落体运动，完全失重，球将做匀速圆周运动；
[3]．当摆球摆到最高点时，升降机突然做自由落体运动，完全失重，故摆球相对于升降机会保持静止；
18．
CABDE
（1）[1]．单摆摆长L=L0+r，单摆周期
，由单摆周期公式
可得，
（2）A、单摆振动过程中出现了圆锥摆的情况，则摆长变小，周期变小，由
可知，测得的重力加速度g偏大；
B、测摆线长时摆线拉得过紧，单摆摆长偏大，由
可知，重力加速度的测量值偏大；
C、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，计算时仍按测量值计算，L偏小，由
可知，重力加速度的测量值偏小；
D、实验中误将n次全振动记数为n+1次，则周期值会偏小，则由
E、开始计时，秒表过迟按下，所测时间t偏小，则周期值会偏小，则由
[2]．则会使g的测量值偏小的是：
C；
[3]．会使g的测量值偏大的是：
ABDE。
19．
（1）摩擦小轮边缘的线速度等于车轮边缘的线速度；
大齿轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度；
小齿轮和车轮的角速度相同。
（2）
（3）
（1）摩擦小轮边缘的线速度等于车轮边缘的线速度；
（2）大、小齿轮边缘的线速度相等，根据
可知，大、小齿轮边缘的向心加速度之比：
（3）设大齿轮的转速为n，则边缘的线速度2πnR3；
小齿轮边缘的线速度也为2πnR3；
小齿轮的角速度：
车轮边缘的线速度：
则对摩擦小轮：
则：
20．
（1）1:
2
（2）
（n=0、1、2、3……）（3）
图见解析。
（1）当小球第一次到达最高点时，经过的时间为
振子第一次速度达到最大，则振子运动的时间为
，则
，
（2）当振子第一次从A到B时，小球和振子加速度正好相同，此时振子的加速度方向水平向右，小球到达最左端，向心加速度向右指向圆心，则
则
（n=0、1、2、3……）
（3）为让小球始终在振子的正上方，则振子的周期等于小球做圆周运动的周期，即
；
振子从A到O运动时，速率逐渐变大，加速度减小，则图像大致如图；
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