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文档简介
新教材人教版高中物理选择性必修第一册
综合测评(A)
(时间:90分钟满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的)
1.下列说法正确的是()
A.单摆的振动周期与其质量有关
B.声波从空气进入水中,波长不变,波速变快
C.光波从空气进入水中,频率不变,波长变短
D.声波只能在空气中传播
答案:C
解析:根据7=2兀可知,单摆的振动周期与其质量无关,选项A错误;声波可以在其他介
质比如水、金属中传播,且声波从空气进入水中,频率不变,波速变大,则波长变长,选项
B、D错误;光波从空气进入水中,频率不变,波速变小,波长变短,选项C正确。
2.如图所示,跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量机=60
kg,初速度vo=lOm/so若经过1s时,速度为v=10V2m/s,则在此过程中,运动员动量的变
化量为(g取10m/s2,不计空气阻力)()
A.600kg-m/s
B.600V2kg-m/s
C.600(V2-l)kg-m/s
D.600(V2+l)kg-m/s
答案:A
解析:运动员所做的是平抛运动,初末速度不在一条直线上,因此不能直接用初、末动量
相加减。在此过程中,运动员只受重力作用,因此重力的冲量就等于动量的变化量。所以
Ap=/ng7=60xl0xlkg-m/s=600kg-m/so
3.质量相同的子弹、橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁,结果子弹穿墙而过,
橡皮泥粘在墙上,钢球被弹回。不计空气阻力,关于它们对墙的水平冲量的大小,下列说
法正确的是()
A.子弹对墙的冲量最小
B.橡皮泥对墙的冲量最小
C.钢球对墙的冲量最小
D.子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等
答案:A
解析:由于子弹、橡皮泥和钢球的质量相等、初速度相等,则它们动量的变化量△2=〃”-
〃m),子弹穿墙而过,末速度的方向为正;橡皮泥粘在墙上,末速度等于0;钢球被反向弹回,
末速度等于可知子弹的动量变化量最小,钢球的动量变化量最大。由动量定理得
/=Ap,所以子弹受到的冲量最小,钢球受到的冲量最大。由牛顿第三定律可知,子弹对墙
的冲量最小,钢球对墙的冲量最大。故选A。
4.一个单摆的摆球偏离到最大位置时,正好遇到空中竖直下落的雨滴,雨滴均匀附着在摆
球的表面,下列说法正确的是()
A.摆球经过平衡位置时速度要增大,周期也增大,振幅也增大
B.摆球经过平衡位置时速度没有变化,周期减小,振幅也减小
C.摆球经过平衡位置时速度没有变化,周期也不变,振幅要增大
D.摆球经过平衡位置时速度要增大,周期不变,振幅要增大
答案:D
解析:在最大位移处,雨滴落到摆球上,质量增大,同时摆球获得初速度,故振幅增大,但摆球
质量不影响周期,周期不变。选项D正确。
5.如图所示,光滑水平面上有甲、乙两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量
为m\=2kg,车上另有一个质量为m=\kg的小球,甲车静止在水平面上,乙车总质量m2=4
kg,以vo=7m/s的速度向甲车运动,甲车为了不和乙车相撞,向乙车水平发射小球(不考虑
小球的下落,乙车上有接收装置使小球最终停在乙车上),则甲车相对地面发射小球的最
小水平速度是()
一%-,
|/・・・;■——--CXvwwJt
7汨〃祝〃〃切用/〃
乙车甲车
A.6m/sB.9m/s
C.12m/sD.8m/s
答案:D
解析:设水平向右为正方向,甲车相对地面发射小球的最小水平速度大小是V。小球与甲
车满足动量守恒,可得mivi-/?zv=Oo小球与乙车系统动量守恒,可得m2vo-mv=(m2+m)v2,
两车恰好不会相撞满足3=电联立并代入数据解得v=8m/s,故D正确,A、B、C错误。
6.某一列沿x轴传播的简谐横波,在时刻的波形如图所示,P、。为介质中的两质点,质
点尸正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是()
A.波沿x轴正方向传播
B[=:时亥!],Q比P的速度大
C./=?时刻,。到达平衡位置
D.u?时刻,P向y轴正方向运动
答案:D
解析:由质点P向动能增大的方向运动,则f==时P点向平衡位置运动,即运动方向向下,
4
可得该波沿x轴负方向传播,故A错。时刻。点处在波谷,速度为0,小于P点的速度,
故B错。匚?时刻,移动波形可知此时。点位于波峰,P点在平衡位置下方,如上图虚线
部分,此时P点向y轴正方向振动,故正确选项为D。
7.如图所示,由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。某种单色光在介质中传
输,经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角20
出射,则此介质的折射率为()
A.V1+sin20B.V1+cos20
C.V1+cos20D.V1+sin20
答案:D
解析:设介质中发生全反射的临界角为火如图所示。则由全反射临界角与a的关系可
知,sina,。由图,经多次全反射后从右端射出时,入射角和反射角满足关系n=-^-r
nsin(万-a)
2
联立两式可得z?=Vl+sin0o
8.拍皮球是大家都喜欢的体育活动,既能强身又能健体。已知皮球质量为0.4kg,为保证
皮球与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为1.25m,小明需每次在球到达最高点时拍球,
每次拍球作用距离为0.25m,使球在离手时获得一个竖直向下4m/s的初速度。若不计
空气阻力及球的形变,g取10mH,则每次拍球()
A.手给球的冲量为1.6kgm/s
B.手给球的冲量为2.0kg-m/s
C.人对球做的功为3.2J
D.人对球做的功为2.2J
答案:D
解析:根据题述,使球在离手时获得一个竖直向下4m/s的初速度,根据动量定理,合外力
给皮球的冲量为%v=0.4x4kg-m/s=1.6kg-m/s,选项A错误;手给球的冲量与重力冲量
之和等于合外力冲量,手给球的冲量小于1.6kg-m/s,选项B错误;设人对球做的功为W,
由动能定理,解得卬=2.2J,选项C错误、D正确。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多
项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.第二届进博会于2019年11月在上海举办,会上展出了一种乒乓球陪练机器人。该机
器人能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回。若机器人将乒乓
球以原速率斜向上击回,球在空中运动一段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒
乓球的旋转。下列说法正确的是()
A.击球过程合外力对乒乓球做功为零
B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零
C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态
D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态
答案:AC
解析:球拍将乒乓球原速率击回,可知乒乓球的动能不变,动量方向发生改变,可知合力做
功为零,冲量不为零,A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,可知乒乓球
处于失重状态,C正确,D错误。
10.为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20cm的坦克壁上开了一个直径为12c〃?的
孔,若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相
同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是()
A.图甲的大于图乙的B.图甲的小于图丙的
C.图乙的小于图丙的D.图乙的等于图丙的
答案:AD
解析:光在玻璃和空气的界面发生折射,假设眼睛在左下角观察,观察到外界的范围比没
有玻璃时大。如图所示,当玻璃的厚度变小时(竖虚线表示玻埔左边位置),观察到外界的
范围也变小,且观察范围与玻璃的位置无关,只与玻璃的厚度有关,选项A、D正确。
11.某同学在学校实验室采用甲、乙单摆做实验时得到的振动图像分别如图甲、乙所示,
下列说法正确的是()
A.甲、乙两单摆的摆长相等
B.两摆球经过平衡位置时,速率可能相等
C.乙单摆的振动方程是x=-7sin7i/(cm)
D.在任意相同时间内,两摆球的位移之比为10:7
答案:AC
解析:由题图可知,两单摆周期相等,根据单摆周期公式丁=2兀甲、乙两单摆的摆长相
等,A正确;两单摆振幅不相等,摆长相等,所以经过平衡位置时,速率不相等,B错误;T=2.0
s,eo=^=兀rad/s,所以乙单摆的振动方程是x=-7sin7t/(cm),C正确;由于两单摆周期相等,一
个周期内两单摆位移都等于零,D错误。
12.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2Hz,现
在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间,某时刻两
个振源在长绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,
观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而
小球第二次发生了共振现象,则()
A.由P振源产生的波先到达弹簧处
B.两列波可能形成干涉
C.由。振源产生的波的波速较接近4m/s
D.绳上会出现振动位移大小为2A的点
答案:ACD
解析:由“上下坡法”知P振源起振方向向上,0振源起振方向向下,故先到达弹簧振子的
是P振源产生的波,故A正确;。振源产生的波晚到达弹簧振子所在位置,且小球产生了
共振,故Q的振动频率接近2Hz,则周期接近0.5s,波速接近v=*=品m/s=4m/s,故C正
确;由于两列波的频率不同,不会形成干涉,B错误;根据波的叠加原理,两列波相遇时,绳上
会出现振动位移大小为2A的点,故D正确。
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始时
玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针Pi、P2与圆心。在同一直线上,该直线垂直于
玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心。缓慢转动,同时在玻璃砖直径边一侧观察P、
P2的像,且P2的像挡住Pl的像。如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好
消失。此时只需测量出,即可计算
出玻璃砖的折射率。请用你的测量值表示出折射率〃=o
P.
p2
答案:玻璃砖直径边绕。点转过的角度。会
解析:由题意可知,当玻璃砖转过某一角度。时,刚好发生全反射,在直径边一侧观察不到
Pl、P2的像,作出如图所示的光路图可知,当转过角度。时有
14.(8分)⑴在探究单摆周期与摆长的关系实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径
的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是(选填“甲”或"乙”)。
甲乙
(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振
动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所
示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间,的变化图
线如图丁所示,则该单摆的振动周期为o若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改
用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(选填“变
大”“不变”或“变小,,),图丁中的大将______(选填“变大”“不变”或“变小
接
自
动o=R
M敏
记AZAlAl
阻
电
录激光光源TTT
''
仪
/i+/。/|+2/ot
旷~nr
丙
答案:(1)乙(2)2/0变大变大
解析:(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量,正确的是图乙。
(2)一个周期内小球应该两次经过最低点,使光敏电阻的阻值发生变化,故周期为71+2m-
力=2/。;小球的直径变大后,摆长变长,根据7:2喘可知,周期变大;每次经过最低点时小球
的挡光的时间变长,即加变大。
15.(10分)一足够大的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为九在水池的底部放一点光
源5,其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的
夹角为105°,如图所示。求:
(1)液体的折射率;
(2)液体表面亮斑的面积。
答案:⑴鱼⑵兀后
解析:⑴由题图知,入射角7=30。,则折射角7=105°+30°-90°=45°
故〃=也=V2o
sim
(2)若发生全反射,入射角C应满足:sinC=;,解得C=45°
亮斑半径R=htanC=h
亮斑面积S=7r7?2=7i/?2o
16.(10分)如图所示*8间放有一个风洞,水平地板A3延伸至C点,与足够长的光滑斜面
CO平滑连接。将质量〃”=1kg的滑块1放在风洞A点,在水平向右的恒定风力尸=20N
作用下(风洞外风力忽略不计)由静止开始向右运动,与静止在。点、质量机2=2kg的滑
块2发生碰撞并粘在一起。已知滑块1与AC间的动摩擦因数〃=0.4,SAB=5m,$Bc=2m,
滑块均可视为质点,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰撞前的瞬间滑块1的速度大小;
(2)碰撞后滑块能上滑的最大高度。
答案:(l)12m/s(2)0.8m
解析:(1)滑块在风洞中A点由静止释放后,设经过C点时的速度为V1,
根据动能定理可得F-SAB-/.imigSAC=^mi2-0
解得vi=12m/so
(2)滑块1与滑块2发生完全非弹性碰撞,
由动量守恒定律可得m\v\=(m]+m2)V2
2
由能量守恒定律可得+ni2)v2-{m\+m2)gh
解得/?=0.8m。
17.(12分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm。。和A是介质中
平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。/=0时开始观测,此时质点O的位移
为y=4cm,质点A处于波峰位置;s时,质点。第一次回到平衡位置J=1s时,质点A第
一次回到平衡位置。求:
(1)简谐波的周期、波速和波长;
(2)质点。的位移随时间变化的关系式。
答案:(l)4s7.5cm/s30cm
(2)y=0.08cosQt+;)(m)或
y=0.08sir)Ct+詈)(m)
解析:(1)设振动周期为To由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置,
经历的是三个周期,由此可知T=4s①
4
由于质点。与A的距离Ax=5cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,0在s时回到
平衡位置,而A在Uls时回到平衡位置,时间相差Ar=|s,可得波的传播速度
②
v=—At=7.5cm/s
由2="得,简谐波的波长2=30cm。③
(2)设
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