2024年新教材高中物理模块综合检测B含解析新人教版选择性必修第一册

PAGEPAGE11模块综合检测(B)(时间:75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.每小题只有一个选项符合题目要求)1.如图所示的简谐运动图像中,在t1和t2时刻,运动质点具有的相同物理量为()A.加速度 B.位移 C.速度 D.回复力解析:由图像可知,在t1和t2时刻,质点的位移大小相等,方向相反,依据简谐运动的回复力F=-kx可知,回复力大小相等,方向相反,依据简谐运动的加速度a=-kxm可知,加速度大小相等,方向相反;x-t图像上某点的切线的斜率表示速度,依据简谐运动的对称性可知,在t1和t2时刻质点的速度相同.故选项C正确答案:C2.冬天戴眼镜的人从室外进入暖和室内时,镜片起雾,透过镜片能看到五彩缤纷的日光灯,下列现象的成因与之相同的是 ()A.雨后汽油在公路上形成的彩色油膜 B.白光通过三棱镜的彩色光带C.阳光下彩色的肥皂泡 D.以上均不相同解析:透过起雾的镜片能看到五彩缤纷的日光灯,是光经过小水珠时发生色散形成的.雨后公路上油膜上下表面反射的光具备相干性,出现彩光的干涉条纹,属于光的干涉,故选项A错误.白光通过三棱镜形成彩色光带,是光的色散,故选项B正确,选项D错误.肥皂泡在阳光下呈现出彩色,是由于发生了薄膜干涉,故选项C错误.答案:B3.质点以坐标原点O为平衡位置在y轴上做简谐运动,其振动图像如图甲所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1.0m/s.0.3s后,此质点马上停止运动,不考虑能量散失,再经过0.1s波形图为图乙中的 ()甲ABCD乙解析:简谐横波沿x轴正方向传播,波源停止振动后,波将接着在介质中匀速传播,0.4s内简谐横波在介质中传播的总距离为x=vt=0.4m,即0.4s时,x轴上0.4m处的质点刚好起振,由振动图像可知其振动方向沿y轴正方向,故C选项描述的波形图正确.答案:C4.某横波在介质中沿x轴传播,图甲为t=0.25s时的波形图,图乙为质点P(平衡位置在x=1.5m处的质点)的振动图像,那么下列说法不正确的是 ()甲乙A.该波向右传播,波速为2m/sB.质点L与质点N的运动方向总是相反C.t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在向y轴正方向运动D.t=1.25s时,质点K向右运动了2m解析:由质点P的振动图像和波形图可知,该波向右传播,波长为4m,周期为2s,波速为2m/s,选项A说法正确.质点L与质点N相距半个波长,运动方向总相反,选项B说法正确.t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在向y轴正方向运动,选项C说法正确.质点不随波迁移,选项D说法错误.答案:D5.如图所示,在光滑水平面上的弹簧振子,弹簧形变的最大限度为20cm,图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置,若将物体A向右拉动5cm后由静止释放,经0.5sA第一次回到P位置.关于该弹簧振子,下列说法正确的是 ()A.该弹簧振子的振动频率为1HzB.若向右拉动10cm后由静止释放,则经过1sA第一次回到P位置C.若向左推动8cm后由静止释放,则A两次经过P位置的时间间隔是2sD.在P位置给A随意一个向左或向右的初速度,只要位移不超过20cm,总是经0.5s速度就降为0解析:由题意知,该弹簧振子振动周期为T=0.5×4s=2s,且以后不再改变,即弹簧振子的固有周期为2s,振动频率为0.5Hz,经过0.5s物体A第一次回到P位置,选项A、B错误.物体A两次经过P位置的时间间隔为12周期,是1s,选项C错误.P是平衡位置,从P位置经T4=0.答案:D6.用A、B、C、D表示四种不同颜色的单色点光源,①将A、B、C放在水中相同深度处,有人在水面上方同等条件下观测发觉,B在水下的像最深,C照亮水面的面积比A的大;②分别用B、C和D发出的单色光在相同条件下做双缝干涉试验,B光的亮条纹间距最大;③A、C和D发出的光在同种玻璃中传播,D光的传播速度最大.推断同种介质对A、B、C、D发出的光的折射率正确的是 ()A.nB<nD<nC<nA B.nB<nA<nD<nCC.nA=nB=nC=nD D.nB=nA<nD=nC解析:将A、B、C放在水中相同深度处,在水面上方同等条件下观测发觉B在水下的像最深,说明nA、nB、nC相比nB最小,C照亮水面的面积比A的大,说明nC<nA,所以nB<nC<nA;分别用B、C和D发出的单色光在相同条件下做双缝干涉试验,B光的亮条纹间距最大,说明在B、C、D三种光中,B光的波长最长,频率最小,故nB、nC、nD相比,nB最小;A、C和D发出的光在同种玻璃中传播,D光的传播速度最大,说明nA、nC、nD相比,nD最小.综上可知,nB<nD<nC<nA,故选项A正确.答案:A7.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止起先沿直线运动.F随时间t改变的图线如图所示,则 ()A.t=1s时物块的速率为2m/sB.t=2s时物块的动量大小为4kg·m/sC.t=3s时物块的动量大小为5kg·m/sD.t=4s时物块的速度为0解析:由动量定理可得Ft=mv,解得v=Ftm.t=1s时物块的速率为v=Ftm=2×12m/s=1m/s,故选项A错误.t=2s时物块的动量大小p2=Ft2=2×2kg·m/s=4kg·m/s,故选项B正确.t=3s时物块的动量大小为p3=(2×2-1×1)kg·m/s=3kg·m/s,故选项C错误.t=4s时物块的动量大小为p4=(2×2-1×2)kg·m/s=2kg·m/s,所以答案:B二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.一弹簧振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点.t=0时振子的位移x=-0.1m;t=43s时x=0.1m;t=4s时x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为 (A.0.1m,83s B.0.1m,8sC.0.2m,83s D.0.解析:若振幅A=0.1m,T=83s,则43s为半个周期,振子从-0.1m处运动到0.1m处,符合运动实际,4s-43s=83s为一个周期,振子正好返回0.1m处,所以选项A正确.若振幅A=0.1m,T=8s,则43s=T6,振子不行能由负的最大位移处运动到正的最大位移处,所以选项B错误.若振幅A=0.2m,T=834s-43s=83s=T,振子可以由0.1m处返回0.1m处,所以选项C正确.若振幅A=0T=8s,则43s=2×T12,而sin2πT×T12=12,即T12时间内,振子可以从平衡位置运动到0.1m处,再经83s,即t=4s时,又恰好能由0.1m处运动到0答案:ACD9.小车静置于光滑的水平面上,小车的A端固定一个长度不计的轻质弹簧,B端粘有橡皮泥,小车的质量为m',长为l.质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩.起先时小车与C都处于静止状态,如图所示,当突然烧断细绳时,弹簧被释放,木块C离开弹簧向B端冲去,并跟B端橡皮泥粘在一起,木块C可视为质点,下列说法正确的是 ()A.假如小车内表面光滑,那么整个系统任何时刻机械能都守恒B.整个系统任何时刻动量都守恒C.当木块对地运动速度大小为v时,小车对地运动速度大小为mmD.小车向左运动的最大位移为ml解析:小车、弹簧与C组成的系统所受合外力为0,系统在整个过程动量守恒,但碰撞过程有机械能损失,选项A错误,选项B正确.由动量守恒得m'v'-mv=0,则v'=mm'v,选项C正确.该系统属于“人船模型”,有m'x=m(l-x),所以小车向左运动的最大位移为x=ml答案:BCD10.如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的A、B两点(B点未画出)相距4.2m,B点在A点的右方,一列简谐波沿水平绳向右传播,波速为20m/s,波长大于2m.某时刻B点达到波峰位置,而A点正处于平衡位置且向上运动,则这列波的周期可能是 ()A.0.12s B.0.28s C.0.168s D.0.84s解析:A点处于平衡位置且向上运动,B点达到波峰且在A点的右方,满意这一条件的关系式为Δx=n+34λ(n=0,1,2,…),则λ=8420n+15m(n=0,1,2,…).当n=0时,λ1=5.6m,当n=1时,λ2=2.4m.只有这两个波长满意条件.由T=λv解得T1=0.28s,T2=0答案:AB三、非选择题:共54分.11.(9分)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长.试验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以视察到干涉条纹.回答下列问题:(1)若想增加从目镜中视察到的条纹个数,该同学可.

A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.运用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=.

(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm,则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字).

解析:(1)若想增加从目镜中视察到的条纹个数,须要减小条纹间距,由公式Δx=ldλ可知,须要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d,选项B正确,选项A、C、D错误(2)由题意可知,Δxn-1=ldλ(3)将已知条件代入公式解得λ=630nm.答案:(1)B(2)dΔx12.(8分)某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律.装置固定在水平面上,圆弧形轨道末端切线水平.两球半径相同,两球与水平面间的动摩擦因数相同.试验时,先测出A、B两球的质量mA、mB,让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放,登记其在水平面上滑行距离的平均值x0,然后把球B静置于圆弧形轨道的末端,并将A从轨道上同一位置由静止释放,并与B相碰,重复多次.(1)为确保试验中球A不反向运动,则mA、mB应满意的关系是;

(2)写出试验中还须要测量的物理量及符号:;

(3)若碰撞前后动量守恒,写出动量守恒的表达式:;

(4)当mA=2mB,x0=1m,且A、B间发生弹性碰撞时,B球滑行的距离为m.

解析:(1)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即mA>mB.(2)碰撞后两球做减速运动,设碰撞后的速度为vA、vB,由动能定理得-μmAgx0=0-12mAv解得v0=2μg-μmAgxA=0-12mAv解得vA=2μg-μmBgxB=0-12mBv解得vB=2μg假如碰撞过程动量守恒,那么mAv0=mAvA+mBvB,即mA2μgx0=mA2μgx整理得mAx0=mAxA+mB故试验还须要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的平均距离xA、xB.(3)由(2)可知,若碰撞前后动量守恒,动量守恒的表达式为mAx0=mAxA+mB(4)碰撞过程是弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒,机械能守恒.以向右为正方向,由动量守恒定律得mAx0=mAxA+mB由机械能守恒定律得12mA(2μgx0)2=12mA(2μgxA)2+已知mA=2mB,x0=1m,解得xB=169m答案:(1)mA>mB(2)碰撞后A、B球在水平面上滑行的平均距离xA、xB(3)mAx0=mAxA+m(4)1613.(11分)图甲为某一列简谐波在t=t0时刻的图像,图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像.甲乙(1)求波的传播方向和波速大小;(2)画出经过2.3s后波的图像,并求出P质点的位移和运动的路程.解析:(1)依据振动图像可以推断P质点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移处运动,由此可确定波沿x轴正向传播.由题图甲知λ=2m,由题图乙知T=0.4s,则v=λT=20(2)由于T=0.4s,2.3s=534T,波形重复5次再沿x轴推动34个波长,经过2.3s后的波的图像如图所示.由题图甲可知A=0.1m,经过2.3s后,P质点的位移为10cm,路程s=4A×5+3A=23A=2.答案:(1)沿x轴正向传播5m/s(2)见解析图.10cm2.3m14.(12分)如图所示,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m.距水面4m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照耀到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°,已知sin53°=0.8,水的折射率为43(1)求桅杆到P点的水平距离;(2)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍旧照耀在桅杆顶端,求船行驶的距离.解析:(1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1,到P点的水平距离为x2;桅杆高度为h1,P点处水深为h2;激光束在水中与竖直方向的夹角为θ.由几何关系有x1h1x2h3=tan由折射定律有sin53°=nsinθ③,设桅杆到P点的水平距离为x,则x=x1+x2④,联立①②③④式并代入题给数据得x=7m⑤.(2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时,从水面出射的方向与竖直方向夹角为i',由折射定律有sini'=nsin45°⑥,设船向左行驶的距离为x',此时间束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1',到P点的水平距离为x2',则x1'+x2'=x'+x⑦,x1'h1x2'h联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'=(62-3)m=5.5m.答案:(1)7m(2)5.5m15.(14分)小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、