人教版高中物理选择性必修第一册-综合测评(A)

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