2025年山东省德州市一中人教版高中物理试题选修4-1：模块综合检测试题(一)含解析

2025年山东省德州市一中人教版高中物理试题选修4-1：模块综合检测试题(一)注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、如图所示，足够长的水平传送带以速度逆时针转动，一质量为1kg的物体以的速度水平向右滑上传送带，经一定的时间后，物体返回到出发点。已知物体与带之间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。则在该过程中摩擦力对物体做的功为（）A．0 B．2.5J C．6.5J D．12J2、如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A．振动周期为5s，振幅为8cmB．第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动D．第3s末振子的速度为正向的最大值3、如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：94、原子核有天然放射性，能发生一系列衰变，可能的衰变过程如图所示。下列说法中正确的是（）A．过程①的衰变方程为B．过程①的衰变方程为C．过程②的衰变方程为D．过程②的衰变方程为5、如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径为，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A．速度选择器的极板的电势比极板的低B．粒子的速度C．粒子的比荷为D．、两点间的距离为6、静止在水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下。若已知木块的质最和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得（）A．木块滑行的时间 B．木块滑行的距离C．小锤对木块做的功 D．小锤对木块的冲量二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中，∠A=，∠B=，AC长为L，已知A点的电势为（>0），B点的电势为2，C点的电势为0，一带电的粒子从C点以v0的速度出发，方向如图所示（与AC边成）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．电场强度的方向由B指向CB．电场强度的大小为C．若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为D．只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点8、在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd．下列选项正确的是（）​A．Ea：Eb=4：1B．Ec：Ed=2：1C．Wab：Wbc=3：1D．Wbc：Wcd=1：39、下列说法中正确的是（）A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力可能先减小后增大B．压强是组成物质的分子平均动能的标志C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性10、关于光的干涉和衍射现象，下列各种说法中正确的是（）A．光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果B．光可以发生干涉和衍射现象，所以光是一种波C．干涉和衍射的条纹都是明暗相间的，所以不能通过条纹来判断是干涉现象还是衍射现象D．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是光的衍射现象E.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，是由于各种色光传播速度不同三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图甲所示装置，可以进行以下实验：A.“研究匀变速直线运动”B.“验证牛顿第二定律”C.“研究合外力做功和物体动能变化关系(1)在A、B、C这三个实验中，______需要平衡摩擦阻力．(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足前述A、B、C三个实验中，______不需要满足此要求．(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式______，该小车动能改变量的表达式______．由于实验中存在系统误差，所以W______选填“小于”、“等于”或“大于”．12．（12分）某同学手头有一个标有“5V9W”的小灯泡L，想描绘该小灯泡的伏安特性曲线，实验室中如下的实验器材：A．电压表V1(量程为2V，内阻为2kΩ)B．电压表V2(量程为15V，内阻为15kΩ)C．电流表A1(量程为2A，内阻约为1Ω)D．电流表A2(量程为0.6A，内阻约为10Ω)E.定值电阻R1=4kΩF.定值电阻R2=16kΩG.滑动变阻器R3(0~5Ω，2A)H.剂动变鞋器R4(0~150Ω，0.5A)I.学生电源(直流9V，内阻不计)J.开关，导线若干(1)为了便于调节且读数尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______，电压表应选用_______，定值电阻应选用_______(填器材前的字母序号)(2)在虚线框中画出满足实验要求的电路图_______(3)根据设计的电路图，可知小灯泡两端电压U与电压表读数Uv的关系为______四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以、的速率相向运动，碰撞后B球静止．已知碰撞时间为，A、B的质量均为求：碰撞后A球的速度大小；碰撞过程A对B平均作用力的大小．14．（16分）一竖直放置、内壁光滑且导热良好的圆柱形气缸内封闭有可视为理想气体的O2，被活塞分隔成A、B两部分，气缸的横截面积为S，达到平衡时，两部分气体的体积相等，如图（a）所示，此时A部分气体的压强为p0；将气缸缓慢顺时针旋转，当转过90°使气缸水平再次达到平衡时，A、B两部分气体的体积之比为1∶2，如图（b）所示。已知外界温度不变，重力加速度大小为g，求：(1)活塞的质量m；(2)继续顺时针转动气缸，当气缸从水平再转过角度θ时，如图（c）所示，A、B两部分气体的体积之比为1∶3，则sinθ的值是多少?15．（12分）如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻。一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属杆的质量m=0.2kg,电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：(1)1s末外力F的大小；(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、A【解析】

由题意可知，物体在传送带上做匀变速运动，物体先向右做减速运动，速度为零时再向左做加速运动，回到出发点时速度大小，根据动能定理可知摩擦力做功为零，故A正确，BCD错误。故选A。2、D【解析】

A．由题图可知振动周期为4s，振幅为8cm，选项A错误；B．第2s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项B错误；C．从第1s末到第2s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项C错误；D．第3s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项D正确.3、C【解析】

A．根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错误。B．根据，竖直高度之比为，B错误。C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。D．到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率所以重力做功的功率之比为故D错误。故选C。4、D【解析】

AB．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故AB错误；CD．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故C错误，D正确。故选D。5、C【解析】

A．由图可知，粒子在磁分析器内向左偏转，受到的洛伦兹力的方向向左，由左手定则可知，该粒子带正电；粒子在速度选择器内向右运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力的方向向上；由于粒子匀速穿过速度选择器，所以粒子受到的电场力得方向向下，则电场的方向向下，P1的电势板比极板P2的高，故A错误；

B．粒子在速度选择器内受力平衡，则qE1=qvB1可得故B错误；C．粒子在静电分析器内受到的电场力提供向心力，则联立可得粒子的比荷故C正确；

D．粒子在磁分析器内做匀速圆周运动，受到的洛伦兹力提供向心力，则联立可得P、Q之间的距离为故D错误。

故选C。6、C【解析】

A．木块运动过程中，由动量定理物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块的运动时间，故A错误，不符合题意；B．由动能定理物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块滑行的距离，故B错误，不符合题意；C．小锤对木块做的功等于木块得到的动能，即故C正确，符合题意；D．只能求解小锤对木块冲量的水平分量故D错误，不符合题意。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】

A．B点的电势为2φ，C点的电势为0，故BC中点D的电势为φ，又有A、D电势相等，故匀强电场场强方向垂直AD，根据沿着电场线电势降低可得：电场线方向垂直AD指向左侧，故A错误；B．根据可知电场强度的大小为故B正确；C．粒子在电场中做类平抛运动，粒子能击中图中的A点，则有联立解得故C正确；D．粒子运动过程只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，故粒子做类平抛运动，所以粒子速度不论多大在电场中都不能击中图中的B点。故D错误。故选BC。8、AC【解析】由点电荷场强公式：，可得：，故A正确；由点电荷场强公式：，可得：，故B错误；从a到b电场力做功为：Wab=qUab=q（φa-φb）=q（6-3）=3q，从b到c电场力做功为：Wbc=qUbc=q（φb-φc）=q（3-2）=q，所以有：Wab：Wbc=3：1，故C正确；从c到d电场力做功为：Wcd=qUcd=q（φc-φd）=q（2-1）=q，所以Wbc：Wcd=1：1，故D错误。所以AC正确，BD错误。9、CD【解析】

A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力减小，选项A错误；B．温度是组成物质的分子平均动能的标志，选项B错误；C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项C正确；D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，选项D正确。故选CD。10、ABD【解析】

A．干涉条纹是两列频率相同、相位和振动情况相同的光波叠加，衍射条纹是从单缝通过的两列或多列频率相同的光波叠加，故A正确；B．干涉和衍射是波的特有现象，光可以发生干涉衍射现象，光是波，故B正确；C．干涉和衍射都产生明暗相间的条纹，但干涉条纹的宽度是相等的，而衍射条纹宽度不等，中央最宽，故C错误；D．通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，故D正确；D．白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，光的颜色由频率决定，不同单色光，频率不同，在真空中传播速度相同，故E错误。故选ABD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、BCA大于【解析】

根据实验原理与实验注意事项分析答题．由匀变速直线运动的推论求出打D点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题．【详解】：在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要平衡摩擦阻力；故选BC．已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力．为此需要满足前述A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；故选A．纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：；打D点时的速度：，则小车动能的改变量：；由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量．故答案为

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大于此题涉及到三个高中物理的重要实验，基本装置都相同，只是实验的原理及目的不同；关键是弄清每个实验的原理及操作的方法、注意事项等问题，做到融会贯通不混淆．12、CGAE见解析U=3Uv【解析】

(1)[1][2][3][4]．由小灯泡的标识可知，其工作电流为1.5A，工作电阻为4，所以电流表宜选用电流表A1，即C；因为描绘该小灯泡的伏安特性曲线，电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，总阻值应与待测电阻阻值差不多，