人教版高中物理选择性必修第一册模块综合检测含答案

这是一份人教版高中物理选择性必修第一册模块综合检测含答案，共9页。
模块综合检测(时间：90分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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。)1．一列横波向右传播，某时刻介质中质点A的位置如图所示。eq \f(1,2)周期后，质点A位于平衡位置的(　　)A．上方，且向上运动B．下方，且向上运动C．上方，且向下运动D．下方，且向下运动解析：选C　横波向右传播，根据“上下坡法”知题图所示时刻质点A向上运动，则eq \f(1,2)周期后，质点A位于平衡位置的上方，且向下运动，故A、B、D错误，C正确。2．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　)A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析：选C　双缝干涉的条纹间距公式：Δx＝eq \f(l,d)λ，增大S1与S2的间距就是增大d，所以条纹间距变小，A错误；减小双缝屏到光屏的距离就是减小l，条纹间距变小，B错误；红光波长比绿光波长长，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光，条纹间距增大，C正确，D错误。3．把一个乒乓球竖直向上抛出，若空气阻力大小不变，则乒乓球上升到最高点和从最高点返回到抛出点的过程相比较(　　)A．重力在上升过程的冲量大B．合外力在上升过程的冲量大C．重力冲量在两过程中的方向相反D．空气阻力冲量在两过程中大小相等解析：选B　乒乓球上升过程加速度大于下降过程加速度，两过程位移大小相等，由x＝eq \f(1,2)at2可知，上升过程时间小于下降过程时间，则重力在上升过程的冲量小于在下降过程的冲量，故A错误；上升和下降两过程位移大小相等，由v2＝2ax可知，乒乓球返回抛出点的速度小于上抛时的速度，上升过程动量变化量大于下降过程动量变化量，由动量定理可知，合外力在上升过程的冲量大，故B正确；重力方向始终竖直向下，两过程中重力冲量方向相同，都向下，故C错误；上升过程时间小于下降过程时间，空气阻力大小不变，上升过程空气阻力冲量小于下降过程空气阻力冲量，故D错误。4.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1＝4 kg，乙球的质量m2＝1 kg，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的vt图像如图所示。已知两球发生正碰后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为(　　)A．3 m/s，向右　　　　　　 B．13 m/s，向左 C．13 m/s，向右 D．3 m/s，向左解析：选C　由题图知，甲球碰撞前的速度为v1＝2 m/s，碰撞后的速度为v1′＝－1 m/s，碰撞后，甲、乙的速度v＝－1 m/s，以甲、乙两球组成的系统为研究对象，碰撞过程，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得：v2＝－13 m/s，负号表示方向与正方向相反，即方向向右。5.如图所示，光滑半圆槽质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球(质量为m)被细线吊着恰位于槽的边缘处，若将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，半圆槽的速度为(　　)A．0 B．向左C．向右 D．不能确定解析：选A　把小球和半圆槽作为一个系统，因水平面光滑，故系统在水平方向不受外力，水平方向动量守恒，当小球滑到另一边的最高点时，小球和半圆槽的速度都为零，故A正确。6．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则(　　)A．出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加eq \f(λ,4)D．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加eq \f(λ,2)解析：选D　出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A、B错误；温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现亮条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加eq \f(λ,2)，故C错误，D正确。7．一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上。现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是(　　)A．平行的、明暗相间的干涉条纹B．环形的、明暗相间的干涉条纹C．只能看到同颜色的平行反射光D．一片黑暗解析：选B　薄膜干涉条纹可看作等厚线。题图中，厚度相同的空气薄膜应是以切点为圆心的一个个圆，故干涉条纹应是环形的条纹，又因是单色光照射，所以是明暗相间的条纹，故选项B正确，A、C、D错误。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．关于激光的应用，以下说法正确的是(　　)A．光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的C．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光相干性好的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点解析：选AB　光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故A正确；由于激光平行度好，所以它能用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息，故B正确；医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故C错误；“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，故D错误。9．在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y＝5sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))m，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12 m处，波形图像如图所示，则(　　)A．此后再经6 s该波传播到x＝24 m处B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y＝－3 m处所需时间是2 s解析：选AB　根据表达式y＝5sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))m，得ω＝eq \f(π,2) rad/s，因此波的周期T＝eq \f(2π,ω)＝4 s。由波形图像可得波长λ＝8 m。从x＝12 m的位置到x＝24 m的位置为1.5λ，所用的时间为1.5T＝6 s，选项A正确。题图所示时刻M点沿y轴负方向振动，再经过3 s＝eq \f(3,4)T时振动方向沿y轴正方向，选项B正确。题图所示时刻波刚好传到12 m处，起振方向沿y轴正方向，则波源开始振动的方向也沿y轴正方向，选项C错误。M点从此位置第一次到达y＝－3 m处所需的时间小于eq \f(T,2)＝2 s，选项D错误。10．如图所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法正确的是(　　)A．玻璃对a光的折射率较大B．在玻璃中b光的波长比a光短C．在玻璃中b光传播速度比a光大D．减小入射角i，a、b光线有可能消失解析：选BD　由题图可知折射率na＜nb，则fa＜fb，又由n＝eq \f(c,v)得，va＞vb，综上得λb＜λa，故A、C错误，B正确；减小入射角i，由几何关系可知在玻璃内的入射角变大，可能发生全反射，a、b光线都可能消失，D正确。三、非选择题(本题共6小题，共54分)11．(6分)某同学想在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小约为3 cm、外形不规则的大理石代替小球。他设计的实验步骤如下：A．将石块和细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点，如图所示；B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度l作为摆长；C．将石块拉开一个大约α＝5°的角度，然后由静止释放；D．从石块摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T＝eq \f(t,30) 得出周期；E．改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下每次相应的l和T；F．求出多次实验中测得的l和T的平均值，作为计算时用的数据，代入公式g＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2l，求出重力加速度g。(1)该同学以上实验步骤中有重大错误，请指出并改正为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。(3)为解决摆长无法准确测量的困难，可采用图像法，以T2为纵轴，以l为横轴，作出多次测量得到的T2­l图线，求出图线斜率k，进而求得g＝________(用k表示)。k值不受悬点不确定因素的影响，因此可以解决摆长无法准确测量的困难。解析：(1)实验步骤中有错误的是B：用刻度尺测量石块重心到悬挂点间的距离才是摆长。D：应在摆球经过平衡位置时开始计时。F：应该用各组的l、T求出各组的g后，再取平均值。(2)由单摆的周期公式T＝2πeq \r(\f(l,g))得：g＝eq \f(4π2l,T2)。可知，该同学用OM的长作为摆长，摆长偏小，由此式可知，g的测量值偏小。(3)画出T2­l图线，由T2＝eq \f(4π2,g)l可知，图像的斜率k＝eq \f(4π2,g)，即g＝eq \f(4π2,k)，解决了摆长无法准确测量的困难。答案：(1)见解析　(2)偏小　(3)eq \f(4π2,k)12．(9分)某研究性学习小组利用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下：如图所示，在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB，将半圆形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，它的直径与直线MN重合，在垂线AB上插两枚大头针P1和P2，然后在半圆形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃砖的折射率。实验中提供的器材有半圆形玻璃砖、木板、大头针、量角器等。(1)某同学用上述方法测量玻璃砖的折射率，他在画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，为同时看到P1、P2的像，他应采取的措施是________________________________________________________________________。(2)在采取相应措施后，请在图中半圆形玻璃砖的右侧画出所插大头针的可能位置，并用“×”表示，作出光路图。(3)为计算折射率，将应测量的物理量标注在光路图上，并由此得出折射率的计算公式为n＝________。解析：(1)在半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，是因为过P1、P2的入射光线离圆心较远，在半圆形面发生了全反射，为同时看到P1、P2的像，他应采取的措施是：沿着NM方向平移玻璃砖。(2)光路图如图所示。(3)为计算折射率，应测量出光线的入射角和折射角，标注如图中r、i所示；由折射定律可得，折射率的计算公式为n＝eq \f(sin i,sin r)。答案：(1)沿着NM方向平移玻璃砖(2)见解析图　(3)见解析图　eq \f(sin i,sin r)13．(8分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图所示。(1)求t＝0.25×10－2 s时振子的位移；(2)在1.5×10－2 s～2×10－2 s的时间内，振子的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在0～8.5×10－2 s的时间内，振子的路程、位移各为多大？解析：(1)由题图可知，振子的振幅A＝2 cm，周期T＝2×10－2 s，圆频率ω＝eq \f(2π,T)＝100π rad/s，初相φ0＝－eq \f(π,2)，则位移的函数表达式为x＝2sin100πt－eq \f(π,2)cm，当t＝0.25×10－2 s时，弹簧振子的位移x＝2×sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(π,4)))cm＝－eq \r(2) cm≈－1.414 cm。(2)在1.5×10－2 s～2×10－2 s的时间内，振子的位移、回复力、势能都增大，速度、动能都减小。(3)一个周期内振子通过的路程为4倍的振幅，n＝eq \f(Δt,T)＝eq \f(17,4)，所以振子通过的路程为s＝n×4A＝eq \f(17,4)×4A＝17A＝17×2 cm＝34 cm，经eq \f(17,4)个周期振子回到平衡位置，位移为零。答案：(1)－1.414 cm　(2)见解析　(3)34 cm　014．(8分)某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，∠ABC＝45°，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n＝2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s。解析：如图，作出两条边缘光线，所求光线在圆弧射出的区域为EDF。如图，从圆弧ADC射出的边缘光线的入射角等于材料的临界角θ，因sin θ＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,2)故θ＝30°由几何关系得：圆弧EDF长度为s＝2θ·L，故所求圆弧长度s＝eq \f(πL,3)。答案：图见解析　eq \f(πL,3)15．(11分)一列简谐横波，某时刻的波形图像如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，求：(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？(3)从该时刻起，再经过Δt＝0.4 s，P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？解析：(1)由振动图像可以看出，此波的周期为T＝0.8 s，所以频率为f＝eq \f(1,T)＝1.25 Hz。因为发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 Hz。　(2)由波动图像可以看出，此波的波长为20 m，当障碍物的尺寸小于或等于20 m时能够发生明显的衍射现象。(3)因为Δt＝0.4 s＝eq \f(T,2)，故经0.4 s P质点回到平衡位置，位移为0，质点P通过的路程为2A＝4 m；在eq \f(T,2)时间内波传播的距离为eq \f(λ,2)＝10 m。(4)由A点t＝0时刻向上振动知，波沿x轴正方向传播波速v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(20,0.8) m/s＝25 m/sx＝45 m处的质点第一次到达波峰的时间t1＝eq \f(45－20,v)＝eq \f(25,25) s＝1 s此质点第二次位于波峰的时间t＝t1＋T＝1 s＋0.8 s＝1.8 s。答案：(1)1.25 Hz　(2)小于或等于20 m(3)0　4 m　10 m　(4)1.8 s16．(12分)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g＝10 m/s2，空气阻力不计。求：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H。解析：(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝eq \f(1,2)gt2　①代入数据解得t＝0.6 s。　②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有vB＝gt　③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒定律得mBvB＝(mA＋mB)v　④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为A的最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s。　⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有eq \f(1,2)(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH　⑥代入数据解得H＝0.6 m。　⑦答案：(1)0.6 s　(2)2 m/s　(3)0.6 m