江苏专用2024-2025年新教材高中物理模块检测含解析新人教版选择性必修第一册

PAGEPAGE11模块达标验收(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1．下列关于仪器原理说法正确的是()A．甲图中，雷达测速利用了多普勒效应B．乙图中，光导纤维传递信息利用了光的折射现象C．丙图中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点D．丁图中，观看立体电影时，需配戴的特制眼镜利用了光的干涉现象解析：选A题图甲中，雷达测速利用了多普勒效应，选项A正确；题图乙中，光导纤维传递信息利用了光的全反射现象，选项B错误；题图丙中，激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点，选项C错误；题图丁中，观看立体电影时，需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，选项D错误。2．燥热的夏季，有一种网红水上消遣项目“水上飞人”非常火爆，其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力，让人腾空而起或平衡或变速运动，下列说法正确的是()A．水对装置向上的反冲动力大于装置对水向下的压力B．人悬空静止时，既不是超重现象，也不是失重现象C．整体向上减速运动是超重现象D．人悬空静止时，水的反冲动力对装置既不做功也没有冲量解析：选B水对装置向上的反冲力与装置对水向下的压力是相互作用力，满意牛顿第三定律，即等大反向，A错误；人悬空静止时，是平衡状态，既不是超重现象，也不是失重现象，B正确；人向上减速运动，加速度向下，由牛顿其次定律可知，水对整体向上的支持力小于整体的重力，是失重现象，C错误；人悬空静止时，水的反冲动力对装置不做功但是有冲量，D错误。3．蜘蛛会依据丝网的振动状况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是()A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由丝网自身的结构所确定，与昆虫翅膀振动频率无关解析：选C依据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大，故A、B错误；当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.005)＝200Hz，与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率确定，故D错误。4．卡车在水平路面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，则货物对车厢底板压力最小的时刻是()A．货物通过平衡位置向上运动时B．货物通过平衡位置向下运动时C．货物向上达到最大位移时D．货物向下达到最大位移时解析：选C当货物在平衡位置下方时，处于超重状态，压力大于重力；当货物处于平衡位置上方时，货物处于失重状态，压力小于重力，所以货物在上方时，压力较小。依据简谐运动回复力公式F回＝－kx，得mg－FN＝－kx，所以当货物处于上方且偏离平衡位置最大时，压力最小，故A、B、D错误，C正确。5．利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则()A．图a、b均显示了波的干涉现象B．图a、b均显示了波的衍射现象C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象解析：选D题图a中显示了一列波经过小孔的现象，是波的衍射，题图b显示了两列波相遇的现象，是波的干涉现象，故D正确。6．下列现象属于波的衍射的是()A．“闻其声而不见其人”B．闪电过后雷声轰鸣不绝C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高解析：选A“闻其声而不见其人”，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象，A正确；闪电过后雷声轰鸣不绝，属于声音的反射，B错误；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于声波的干涉现象，C错误；鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于声波的多普勒效应，D错误。7.质量为m的烟花弹从地面以初动能E向上飞出，当其上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的a、b、c、d四部分(可视为质点)，其中a、b两部分速度方向分别为竖直向上和竖直向下，c、d两部分速度方向分别为水平向左和水平向右，a的动能也为E，如图所示。爆炸时间极短，且炸药对a、b、c、d四部分的作用力大小相等，重力加速度大为g，不计空气阻力和火药的质量。关于它们后面的运动，下列说法正确的是()A．都落地后，a、b、c、d分布在一个四边形的四个顶点上，且ac连线比cb连线短B．落地前，a、b、c、d在相等的时间内速度的改变量相同C．落地时，a的速度大小为eq\r(\f(2E,m))D．落地时，a、b、c、d重力的功率关系为Pa＝Pb>Pc＞Pd解析：选B爆炸时间极短，说明爆炸过程动量守恒，水平方向和竖直方向动量守恒，有0＝eq\f(1,4)mva－eq\f(1,4)mvb，0＝eq\f(1,4)mvc－eq\f(1,4)mvd，解得va＝vb，vc＝vd，炸药对a、b、c、d四部分的作用力大小相等，依据动量定理有Ft＝Δp＝eq\f(1,4)mv，联立得va＝vb＝vc＝vd＝v，爆炸后a、b、c、d四部分分别做竖直上抛、竖直下抛和平抛运动，落地前c、d两部分沿各自初速度方向的水平位移相等，竖直方向自由落体运动的位移相等，a、b只在竖直方向上运动，只有竖直位移，且两点最终落点相同，故落地后四点分布在一条直线上，且ac连线等于cb连线，A错误；落地前，a、b、c、d的加速度都为重力加速度，在相等的时间内速度的改变量Δv＝gt，方向竖直向下，B正确；设爆炸时离地高度为h，烟花弹上升过程依据机械能守恒，有E＝mgh，落地时依据动能定理，对a，有eq\f(1,4)mgh＝eq\f(1,2)×eq\f(1,4)mva′2－E，解得va′＝eq\r(\f(10E,m))，C错误；落地时，a、b、c、d的竖直速度大小关系为va′＝vb′>vc′＝vd′，依据P＝mgv′得a、b、c、d重力的功率关系为Pa＝Pb>Pc＝Pd，D错误。8.如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面，AB＝AC＝l，∠B＝30°。一细束单色光平行于底边BC从AB边上的D点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(BD＝\f(3l,5)))射入棱镜，从AC边上的E点平行底边BC射出棱镜，且CE＝eq\f(2l,5)，已知光在真空中的传播速度为c。则()A．该棱镜的折射率为eq\r(3)B．该棱镜的折射率为1.5C．光在该棱镜中传播的速度大小为eq\f(3c,4)D．光在该棱镜中传播的时间为eq\f(4\r(3)l,5c)解析：选A光路如图所示。由几何学问可知，DF平行AE，AD平行FE，则BD＝DF＝eq\f(3l,5)，EF＝CE＝eq\f(2l,5)，光束从D点射入时的入射角α＝60°，折射角β＝30°，由折射定律有n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3)，故A正确，B错误；由公式t＝eq\f(DF＋EF,v)，v＝eq\f(c,n)解得v＝eq\f(\r(3),3)c，t＝eq\f(\r(3)l,c)，故C、D错误。9．如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.50s时的波形，P点是距平衡位置2.5cm的质点，图乙是Q点的振动图像。以下说法正确的是()A．0.05s时质点Q具有最大的加速度和位移B．0.05s时质点P的速度正在减小，加速度正在增大C．这列简谐横波的波速为20m/sD．这列波的传播方向为＋x方向解析：选A由图乙可知0.05s时，Q质点在正向最大位移处，具有最大的加速度，A正确；由题给条件可画出0.05s时波动图像如图所示：再由甲、乙两图分析可知波向x轴负方向传播，则可知此时质点P的速度在增大，加速度在减小，B、D错误；由图甲知波长λ＝3m，由图乙知周期T＝0.20s，则波速v＝eq\f(λ,T)＝15m/s，C错误。10．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t＝0时刻的波形图线，虚线b为t＝0.5s时刻的波形图线，虚线b与x轴交点P的坐标为x＝1m，下列说法正确的是()A．t＝0时刻P质点的位移为5cmB．这列波的传播速度大小可能为32m/sC．这列波的波源振动频率可能为2.25HzD．t＝1.5s时刻P点处于波峰位置解析：选CP质点的平衡位置坐标为xP＝1m，由题图可知波长为8m，P质点的位移y＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2π×\f(1,8)))cm＝5eq\r(2)cm，故A错误；若波向右传播，则有v1＝eq\f(Δx1＋nλ,Δt)＝eq\f(1＋8n,0.5)＝2＋16n(n＝0,1,2,3，…)m/s，依据f＝eq\f(v1,λ)，解得f＝0.25＋2n(n＝0,1,2,3，…)Hz，若波向左传播，则有v2＝eq\f(Δx2＋nλ,Δt)＝eq\f(7＋8n,0.5)＝14＋16n(n＝0,1,2,3，…)m/s，依据f＝eq\f(v2,λ)解得f＝1.75＋2n(n＝0,1,2,3，…)Hz，当n＝1时，f＝2.25Hz或f＝3.75Hz，故B错误，C正确；当n＝0时，则T＝4s，波向右传播，P质点在t＝1.5s时刻处于波谷位置，故D错误。11．如图所示，C是放在光滑水平面上的一块右端有固定挡板的长木板，在木板的上面有两块可视为质点的小滑块A和B，三者的质量均为m，滑块A、B与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止，A以初速度v0从C的左端、B以初速度2v0从木板中间某一位置同时以水平向右的方向滑上木板C。在之后的运动过程中B曾以eq\f(4,3)v0的速度与C的右挡板发生过一次弹性碰撞(B与C交换速度)，重力加速度为g，则对整个运动过程，下列说法正确的是()A．滑块A的最小速度为eq\f(1,3)v0B．滑块B的最小速度为eq\f(5,6)v0C．滑块A与B可能发生碰撞D．系统的机械能削减了0.5mv02解析：选B刚起先运动时，A与B均减速运动，C加速运动，当A与C的速度一样时，A的速度最小，有－ft＝mv－mv0,2ft＝mv，解得v＝eq\f(2,3)v0，A错误；A、C共速后，一起运动，当B以eq\f(4,3)v0的速度与C的右挡板发生碰撞时，有3mv0＝eq\f(4,3)mv0＋2mv′，解得v′＝eq\f(5,6)v0，交换速度后，A、B的速度为eq\f(5,6)v0，C的速度为eq\f(4,3)v0，A、B在C的摩擦力的作用下，向右加速，所以滑块B的最小速度为eq\f(5,6)v0，B正确；B与C碰撞前，A的速度小于B的速度，B与C碰撞后，A、B的速度一样，所以二者没有碰撞的机会，C错误；最终，三者共速，有3mv0＝3mv″，系统的机械能削减了ΔE＝eq\f(1,2)mv02＋eq\f(1,2)m(2v0)2－eq\f(1,2)·3mv″2＝mv02，D错误。二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分；有数值计算时，答案中必需明确写出数值和单位。12．(15分)在“测定玻璃的折射率”的试验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示。(1)在下图中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次试验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)。解析：(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中传播的方向。光路如图所示。(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为i，折射角为r，则sini＝eq\f(5.3,\r(5.32＋42))＝0.798，sinr＝eq\f(2.2,\r(2.22＋3.62))＝0.521所以玻璃的折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(0.798,0.521)＝1.53。(3)由题图乙可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A。答案：(1)如解析图所示(2)1.53(说明：±0.03范围内都可)(3)A13．(6分)某一报告厅主席台的平面图如图所示，AB是讲台，S1、S2处放置与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避开啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？解析：声频f＝136Hz的声波的波长λ＝eq\f(v,f)＝2.5m，式中v＝340m/s是空气中的声速，如图所示，O是AB的中点，P是OB上任一点。将eq\x\to(S1P)－eq\x\to(S2P)表示为eq\x\to(S1P)－eq\x\to(S2P)＝k·eq\f(λ,2)，式中k为实数，当k＝0,2,4，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当k＝1,3,5，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，O是干涉加强点；对于B点，eq\x\to(S1B)－eq\x\to(S2B)＝20m－15m＝4·eq\f(λ,2)，所以，B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点，故讲台上这样的位置有4个。答案：4个14．(8分)2024年冬季奥林匹克运动会将在我国举办。跳台滑雪是其中最具欣赏性的项目之一。竞赛所用的跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示。我们将助滑道简化为图乙所示轨道，长直滑道AB与弯曲滑道BC平滑连接，滑道BC高h＝10m，C是半径R＝20m圆弧的最低点。质量m＝50kg的运动员从A处由静止起先匀加速下滑，加速度a＝4.5m/s2，到达B点时速度vB＝30m/s。取重力加速度g＝10m/s2。(1)求长直滑道AB的长度L；(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小；(3)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。解析：(1)依据匀变速直线运动公式，有L＝eq\f(vB2－vA2,2a)解得L＝100m。(2)依据动量定理有I＝mvB－mvA＝1500N·s(3)运动员经C点时的受力分析如图，依据动能定理，运动员在BC段运动的过程中，有mgh＝eq\f(1,2)mvC2－eq\f(1,2)mvB2依据牛顿其次定律，有FN－mg＝meq\f(vC2,R)解得FN＝3250N。答案：(1)100m(2)1500N·s(3)受力分析见解析，3250N15．(12分)某棱镜的横截面如图所示。在等腰直角三角形ABC中，∠B＝90°，O点为半圆的圆心，半径为R，BC为半圆的直径。现有一束平行单色光垂直于AB边由空气射入棱镜。入射点到B点的距离为eq\f(2,5)R的光线，在AC上发生全反射之后刚好不能从圆面射出。不考虑被圆面的内表面反射后的光线。(1)求棱镜对该光的折射率；(2)要使光线能从圆面射出，求其在AB边上的入射点到B点的距离d的范围。解析：(1)依题意，画出光路图如图所示xBD＝xEF＝xCE故xOE＝eq\f(3,5)R此处的光刚好在圆面发生全反射，可知sinC＝eq\f(xOE,R)＝eq\f(3,5)由n＝eq\f(1,sinC)得出n＝eq\f(5,3)。(2)设光线由AB边上D、H两点射入介质时刚好在圆面发生全反射，当光由H点入射时，光路图如图所示。依据对称性可知xOG＝xOE＝eq\f(3,5)R由几何关系可知xBG＝R－xOG＝eq\f(2,5)R。同理xBG＝xHI＝xAH得出xHB＝2R－xAH＝eq\f(8,5)R由题可知要使光线能从圆面射出，光在AB边上的入射点到B点的距离d的范围为eq\f(2,5)R<d<eq\f(8,5)R。答案：(1)eq\f(5,3)(2)eq\f(2,5)R<d<eq\f(8,5)R16．(15分)如图，一滑板的上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上。物体P置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分间的动摩擦因数为μ(μ<1)。一根长度为L、不行伸长的细线，一端固定于O′点，另一端系一质量为m0的小球Q。小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与O′同一高度(细线处于水平拉直状态)，然后由静止释放，小球Q向下摇摆并与物体P发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。设物体P的质量为m，滑板的质量为2m。(1)求小球Q与物体P碰撞前瞬间细线对小球拉力的大小；(2)若物体P在滑板上向左运动从C点飞出，求飞出后相对C点的最大高度；(3)要使物体P在相对滑板反向运动过程中，相对地面有向右运动的速度，求eq\f(m0,m)的取值范围。解析：(1)小球Q在下落过程中机械能守恒，因此有m0gL＝eq\f(1,2)m0vQ2在最低点对