2025版新教材高中物理本册综合学业质量标准检测B新人教版选择性必修第一册

本册综合学业质量标准检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，在光滑水平面上有质量为M＝2kg的带有光滑半圆形槽(半径足够大)的滑块a，在槽底部有一质量为m＝1kg的小球，滑块a和小球一起以速度v0＝10m/s向右滑动。另一质量也为M＝2kg的滑块b静止于滑块a的右侧。两滑块相撞(碰撞时间极短)后，粘在一起向右运动，g取10m/s2，则下列说法正确的是(D)A．碰撞过程中，小球、滑块a、滑块b组成的系统水平动量不守恒B．两滑块碰撞过程中损失的机械能为75JC．碰撞过程中，滑块b受到的冲量大小为12N·sD．小球能够上升的最大高度是1m解析：两滑块相撞过程，由于碰撞时间极短，小球及滑块a、b在水平方向上不受外力，故系统在水平方向动量守恒，A错误；滑块a和b发生完全非弹性碰撞，碰后具有共同速度，由动量守恒定律有Mv0＝2Mv，解得v＝5m/s，该过程中，损失的机械能为ΔE＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×2Mv2＝50J，B错误；依据动量定理，碰撞过程中滑块b受到的冲量等于滑块b的动量变更量，即I＝Mv＝2×5kg·m/s＝10N·s，C错误；滑块a和b碰撞完毕至小球上升到最高点的过程，系统在水平方向上所受合外力为零，水平方向动量守恒，小球上升到最高点时，有2Mv＋mv0＝(2M＋m)v′，该过程中，系统的机械能守恒，则有eq\f(1,2)×2Mv2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(2M＋m)v′2＋mgh，解得h＝1m，D正确。2.折射率n＝eq\r(2)的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°。则(B)A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射B．i＝45°，光在AC面上发生全反射C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射D．i＝30°，光在AC面上发生全反射解析：由折射定律可知：n＝eq\f(sini,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－θ)))解得：i＝45°，由sinC＝eq\f(1,n)，可知，光线在AC面上发生全反射的临界角为C＝45°。由于ab在AC面上的入射角为60°，所以光线ab在AC面上发生了全反射，不能从AC面上折射出去。故选B。3．(2024·重庆巴蜀中学高三阶段练习)一列波长大于3.6m的简谐横波沿直线方向由a向b传播，a、b相距6m，a、b两质点的振动图像如图所示。由此可知(B)A．3s末a、b两质点的位移相同B．该波的波速为2m/sC．该波的波长为4mD．该波由a传播到b历时1.5s解析：由图可知，3s末a、b两质点的位移不同，一个在平衡位置，一个在波谷，故A错误；由图可知，波的周期为T＝4s，质点a的振动传到b用时t＝3s＋nT(n＝0,1,2…)，则该波的波速为v＝eq\f(s,t)＝eq\f(6,3＋4n)m/s(n＝0,1,2…)，该波的波长为λ＝vT＝eq\f(24,3＋4n)m(n＝0,1,2…)，依据题意，波长大于3.6m，则n只能取0，故t＝3s，v＝2m/s，λ＝8m，故B正确，C、D错误；故选B。4．(2024·全国高一课时练习)下列说法正确的是(A)A.图中，使摆球A先摇摆，摆球B、C接着做受迫振动，则三个摆的振动周期相等B.图示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小C.图示为双缝干涉示意图，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越大D.图中，用自然光照射透振方向(箭头所示)相互垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏照旧发亮解析：摆球A先摇摆，摆球B、C接着做受迫振动，受迫振动的周期与驱动力的周期一样，A正确；依据光的全反射条件，可知，内芯的折射率比外套的折射率大，B错误；依据Δx＝eq\f(L,d)λ，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越小，C错误；自然光通过偏振片后形成偏振光，因两个偏振片的透振方向相互垂直，所以没有光射到光屏上，光屏发暗，D错误。故选A。5．如图所示，表面光滑的楔形物块ABC固定在水平地面上，∠ABC<∠ACB，质量相同的物块a和b分别从斜面顶端沿AB、AC由静止滑下。在两物块到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是(C)A．两物块所受重力的冲量相同B．两物块的动量变更量相同C．两物块的动能变更量相同D．两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率相同解析：设斜面倾角为θ，则物块在斜面上的加速度为a＝gsinθ。设斜面高度为h，则物块在斜面上滑行的时间为t＝eq\r(\f(2h,asinθ))＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))。因为∠ABC<∠ACB，可得物块在AB斜面上滑行的时间比在AC斜面上滑行的时间长；依据I＝mgt可知，两物块所受重力的冲量不相同，选项A错误；依据动量定理mgsinθ·t＝mv，代入t＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))得mv＝meq\r(2gh)，两物块运动到达斜面底端时动量变更量大小相等，但方向不同，所以两物块的动量变更量不相同，选项B错误；依据动能定理ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝mgh，两物块的动能变更量相同，选项C正确；两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率P＝mgvsinθ，则重力的瞬时功率不相同，选项D错误。6．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2，和填充前的干涉条纹间距x1，就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(B)A．x2＞x1B．该矿泉水的折射率为eq\f(x1,x2)C．填充前假如分别用红光和紫光做干涉试验，则红光的条纹间距小于紫光的条纹间距D．填充前用红光做干涉试验，试验过程中将S1遮挡，将不能发生干涉现象，屏上没有条纹解析：把空气换成矿泉水后，依据v＝λf可知，入射光的频率f不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小。依据干涉的条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，即x2<x1，A错误；依据Δx＝eq\f(L,d)λ，λ＝eq\f(v,f)，v＝eq\f(c,n)，易得该矿泉水的折射率为eq\f(x1,x2)，B正确；红光的波长大于紫光的波长，所以红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，C错误；假如将S1遮挡，变成衍射，有衍射条纹，D错误。7．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(ABD)A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比差不多甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明白光具有波动性解析：光的衍射现象说明白光具有波动性，而小孔成像说明白光沿直线传播，要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的(只有在光的波长比障碍物小的状况下，光才可以看成是沿直线传播的)，所以光的衍射现象和直线传播是不冲突的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故选项C错误。选项A、B、D正确。8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t与(t＋0.2s)两个时刻，x轴上(－3m,3m)区间的波形完全相同，如图所示。图中M、N两质点在t时刻的位移均为eq\f(a,2)(a为质点的振幅)，下列说法中正确的是(ACD)A．该波的最小波速为20m/sB．(t＋0.1s)时刻，x＝2m处的质点位移确定为aC．从t时刻起，x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到平衡位置D．该列波在传播过程中遇到宽度为1m的狭缝时会发生明显的衍射现象解析：由图知波长λ＝4m，由于t与(t＋0.2s)两个时刻的波形相同，经过了整数倍周期的时间，则Δt＝0.2s＝nT(n＝1,2，…)，可得到最大的周期为T＝0.2s，由v＝eq\f(λ,T)得最小波速为v＝eq\f(4,0.2)m/s＝20m/s，故A正确；由于周期不确定，时间0.1s不愿定等于半个周期，则(t＋0.1s)时刻，x＝2m处的质点不愿定到达波峰，位移不愿定是a，故B错误；简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻x＝2.5m处的质点向下运动，返回平衡位置的时间大于eq\f(T,4)，而x＝2m处的质点到达平衡位置的时间等于eq\f(T,4)，x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到平衡位置，故C正确；当障碍物的尺寸与波长相当或比波长小时，能发生明显衍射，该波波长为4m，则该列波在传播过程中遇到宽度为1m的狭缝时会发生明显的衍射现象，故D正确。9．在探讨材料A的热膨胀特性时，可接受如图所示的干涉试验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透亮的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度匀整的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方视察到B板的亮度发生周期性变更，当温度为t1时最亮，然后亮度慢慢减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮。则(AD)A．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加eq\f(λ,4)D．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加eq\f(λ,2)解析：出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A正确，B错误；温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加eq\f(λ,2)，故C错误，D正确。10.(2024·济源中学高二阶段练习)如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙。用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩确定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E。这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是(BD)A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为eq\f(E,4)D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为eq\f(E,3)解析：撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒。这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒。A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向受力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒，故A错误，B正确；撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大。设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v0。依据动量守恒和机械能守恒得2mv0＝3mv，E＝eq\f(1,2)·3mv2＋Ep，又E＝eq\f(1,2)2mveq\o\al(2,0)，联立得到，弹簧的弹性势能最大值为Ep＝eq\f(E,3)，故C错误，D正确。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(本题共2小题，共14分。把答案干脆填在横线上)11．(8分)(2024·晋中高二阶段练习)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的试验，气垫导轨装置如图甲所示下面是试验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调整气垫导轨的调整旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调整打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；已知碰后两滑块一起运动；⑥先_接通打点计时器的电源__，然后_放开滑块1__，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较志向的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g。(1)试着完善试验步骤⑥的内容。(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用前动量之和为_0.620_kg·m/s__；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_0.618__kg·m/s。(结果保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要缘由：_纸带与打点计时器的限位孔有摩擦__。解析：(1)应先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1。(2)相互作用前滑块1的速度为v1＝eq\f(0.2,0.02×5)m/s＝2m/s，其动量为p1＝0.310×2kg·m/s＝0.620kg·m/s，相互作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v2＝eq\f(0.168,0.02×7)m/s＝1.2m/s，其质量与速度的乘积之和为p2＝(0.310＋0.205)×1.2kg·m/s＝0.618kg·m/s。(3)中两结果不完全相等的主要缘由是：纸带与打点计时器的限位孔有摩擦。12.(6分)(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。主要试验过程如下：①用手机查得当地的重力加速度g；②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期T＝eq\f(t,n)；③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式R＝eq\f(gt2,4n2π2)(用t、g表示)计算出轨道半径。(2)某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度。试验器材：有机玻璃条(白色是透光部分，黑色是宽度均为d＝1.00cm的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺。主要试验过程如下：①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图乙所示，读出两挡光片间的距离L＝_15.40__cm；③手提玻璃条上端使它静止在_竖直__方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t1＝10.003ms和t2＝5.000ms；⑤依据以上测量的数据计算出重力加速度g＝_9.74__m/s2(结果保留三位有效数字)。解析：(1)②滑板车做往复运动的周期为T＝eq\f(t,n)，③依据单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(R,g))，得R＝eq\f(gT2,4π2)＝eq\f(gt2,4n2π2)。(2)两挡光片间的距离L＝15.40cm－0cm＝15.40cm，手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(1.00×10－2,10.003×10－3)m/s≈1m/s，玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(1.00×10－2,5.000×10－3)m/s＝2m/s，依据速度位移公式有veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2gL，代入数据解得加速度g＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)≈9.74m/s2。三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13．(10分)(2024·辽宁高二期中)如图，一长方体透亮玻璃砖在底部挖去半径为R的半圆柱，玻璃砖长为L。一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面，已知该单色光在玻璃砖中的折射率为n＝eq\r(2)，真空的光速c＝3.0×108m/s，求：(1)单色光在玻璃砖中的传播速度；(2)半圆柱面上有光线射出的表面积。答案：(1)2.12×108m/s(2)S＝eq\f(π,2)RL解析：(1)由n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝2.12×108m/s(结果中保留根号也给分)。(2)光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射，如图，设恰好发生全反射时的临界角为C，由折射定律n＝eq\f(1,sinC)，得C＝eq\f(π,4)，则有光线射出的部分圆柱面的面积为S＝2CRL，得S＝eq\f(π,2)RL。14.(12分)如图所示，光滑水平面上静止放置质量M＝2kg的长木板C；离板右端x＝0.72m处静止放置质量mA＝1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ＝0.4；在木板右端静止放置质量mB＝1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽视不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，g取10m/s2，现在木板上加一水平向右的力F＝3N，到A与B发生弹性碰撞时撤去力F。问：(1)A与B碰撞之前运动的时间是多少？(2)若A最终能停在C上，则长木板C的长度至少是多少？答案：(1)1.2s(2)0.84m解析：(1)若A、C相对滑动，则A受到的摩擦力为：FA＝μmAg＝4N>F故A、C不行能发生相对滑动，设A、C一起运动的加速度为a＝eq\f(F,mA＋M)＝1m/s2由x＝eq\f(1,2)at2有：t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2×0.72,1))s＝1.2s。(2)因A、B发生弹性碰撞，由于mA＝mB，故A、B碰后，A的速度为0，则从碰后瞬间到木板与A速度相同的过程中，由动量守恒定律：Mv0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋mA))v，依据题意可知v0＝at＝1.2m/s联立两式解得v＝0.8m/s由能量守恒：μmAgΔx＝eq\f(1,2)Mv02－eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋mA))v2解得Δx＝0.12m故木板C的长度L至少为：L＝x＋Δx＝0.84m。15．(12分)已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示，在t2时刻该波的波形如图中虚线所示。t2－t1＝0.02s。求：(1)该波可能的传播速度；(2)若已知T<t2－t1＜2T，且图中P质点在t1时刻的振动速度方向向上，求可能的波速；(3)若0.01s<T<0.02s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速。答案：(1)v＝100(3n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)方向向右或v＝100(3n＋2)m/s(n＝0,1,2，…)方向向左(2)500m/s(3)400m/s解析：(1)若简谐横波是向右传播，在t2－t1内波形向右匀速传播最短距离为eq\f(1,3)λ；依据波的周期性得波传播的距离为x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,3)))λ(n＝0,1,2，…)。波速v＝eq\f(x,t)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,3)))λ,t2－t1)＝100(3n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)；同理，若该波是向左传播的，可能的波速v＝100(3n＋2)m/s(n＝0,1,2，…)。(