高二物理下学期选择性必修一检测卷（解析版）

这是一份高二物理下学期选择性必修一检测卷（解析版），共7页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1、关于简谐运动的回复力，以下说法正确的是（ ）
A．简谐运动的回复力一定是合力
B．简谐运动公式F＝－kx中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度
C．做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反
D．做简谐运动的物体每次经过平衡位置合力一定为零
答案：C
2、质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A.pA=6 kg·m/s，pB=6 kg·m/s B.pA=3 kg·m/s，pB=9 kg·m/s
C.pA=-2 kg·m/s，pB=14 kg·m/s D.pA=-4 kg·m/s，pB=17 kg·m/s
答案：A 解析：两球在水平方向上不受外力作用，所以水平方向上动量守恒；碰撞之后的动能之和应该小于或等于碰撞之前的动能，即pA1+pB1=pA2+pB2，12mvA12+12mvB12≥12mvA22+12mvB22，变换得pA2-pA1=-(pB2-pB1)，pA12+pB12≥pA22+pB22，代入选项中的数据可得，选项A正确，B、C、D错误。
3、右图为某弹簧振子在0～5 s内的振动图像，由图可知，下列说法正确的是( )
A.振动周期为5 s，振幅为8 cm
B.第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值
C.从第1 s末到2 s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的减速运动
D.第3 s末振子的速度为0
答案：C 解析：由振动图像可知，振动周期为4 s，振幅为8 cm，选项A错误；第2 s末振子负向位移最大，速度为零，加速度为正向的最大值，选项B错误；从第1 s末到2 s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的减速运动，选项C正确；第3 s末振子在平衡位置，速度最大，选项D错误。
4.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是( )
A.物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒
B.物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒
C.从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零
D.物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处
答案：D 解析:物块沿槽下滑过程中，物块与弧形槽组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，故选项A、B错误；从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，物块受到的冲量等于物块动量的变化，物块的动量变化量不为零，故物块受到的冲量不为零，选项C错误；物块反弹后追上弧形槽，上升到最高点时，物块和弧形槽具有相同的速度，全过程系统机械能守恒，故物块不能回到槽上高h处，选项D正确。
5.如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。以下说法错误的是( )
A.真空中a光的波长比b光的长
B.在同一介质中，a光的传播速度比b光的小
C.光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光的小
D.a、b通过相同的单缝衍射实验装置，b光的中央亮条纹较宽
答案：A 解析：由题图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，真空中a光的波长比b光的短，故选项A错误；因为a光的折射率大，由公式v=cn可知，a光在同一介质中的传播速度比b光的小，故选项B正确；a光的折射率大，根据sin C=1n知，a光的临界角小，故选项C正确；b光的波长较长，则a、b通过相同的单缝衍射实验装置，b光的中央亮条纹较宽，故选项D正确。
6.如图所示，x轴上-2 m、12 m处有两个振动周期均为4 s、振幅均为1 cm的相同的波源S1、S2，t=0时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为4 m、沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2 m、5 m和8.5 m处的三个点，下列说法正确的是( )
A.6.0 s时P、M、Q三点均已振动
B.8.0 s后M点的位移始终是2 cm
C.10.0 s后P点的位移始终是0 D.10.5 s时Q点的振动方向竖直向上
答案:C 解析：波速v=λT =1 m/s，由于M点距离两波源都是7 m，6.0 s时P、Q两点均已振动，M点无振动，选项A错误；由于M点距离两波源距离相等，为振动加强点，做振幅为2 cm的简谐运动，位移随时间变化，选项B错误；P点到两波源的距离之差为Δx=10 m-4 m=6 m，为半波长的奇数倍，为振动减弱点，所以10.0 s后P点的位移始终是0，选项C正确；由于Q与S1间的距离为10.5 m，10.5 s时，波源S1产生的波刚好传播到Q点，Q点的振动方向竖直向下，波源S1产生的波在Q点引起的振动为波谷，两波在Q点产生的合振动方向竖直向下，选项D错误。
7、如图所示,一束光从空气中射向折射率为n=2的某种玻璃的表面,θ1表示入射角,则下列说法错误的是( )
A.当θ1>45°时会发生全反射现象
B.无论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超过45°
C.欲使折射角θ2=30°,应以θ1=45°的角度入射
D.当入射角tanθ1 =2 时,反射光线和折射光线恰好互相垂直
答案:A 解析:发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角,所以,选项A中,当光从空气中射向玻璃时不会发生全反射现象,选项A错误;由折射率n=sinθ1sinθ2=2可知,当入射角最大为90°时,折射角θ2=45°,所以B正确;由折射率n=sinθ1sinθ2及几何关系可知,选项C、D均正确。
8、（多选）如图所示，两个小物块a、b静止在光滑水平面上，它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧。烧断细线后，被弹出的小物块a、b在同一直线上运动，且弹簧与它们分离，a、b的质量分别是2 kg和4 kg，则下列判断正确的是( )
A.小物块a与b的速率之比为1∶2
B.弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为2∶1
C.弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为1∶1
D.小物块a与b的动能之比为1∶2
答案：BC 取向左为正方向，由系统的动量守恒得mava-mbvb=0，得va∶vb=mb∶ma=4∶2=2∶1，故选项A错误；根据动能定理得，弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为Wa∶Wb=12mava2∶12mbvb2=2∶1，故选项B正确；根据动量定理得，弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为Ia∶Ib=mava∶mbvb=1∶1，故选项C正确；小物块a与b的动能之比为Eka∶Ekb=12mava2∶12mbvb2=2∶1故选项D错误。
9.（多选）如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是( ) 甲 乙
A.该波的传播速率为4 m/s
B.该波的传播方向沿x轴正方向
C.经过0.5 s，质点P沿波的传播方向向前传播2 m
D.该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物，能发生明显衍射现象
答案：AD 解析：由甲图读出该波的波长为λ=4 m，由乙图读出周期为T=1 s，则波速为v=λT=4 m/s，故选项A正确；在乙图上读出t=0时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故选项B错误；质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故选项C错误；由于该波的波长为4 m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故选项D正确。
10、（多选）如图所示，一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离h=3R2，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则下列说法错误的是( )
A.介质球的折射率为n=3
B.若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行
C.光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为6Rc
D.若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射
答案：ABD 解析：光路图如图所示。由几何关系可得sin i=hR=32，解得i=60°，由图可知 i=2r，则r=30°，所以介质球的折射率 n=sinisinr=3，故选项A错误；若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r'=i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故选项B错误；光束在介质球内经历的光程s=4Rcs r，又光在球内传播的速度v=cn，所以光束在介质球内经历的总时间为t=sv=4nRcsrc=6Rc，故选项C正确；根据几何知识可知，从C点进入介质球中的光线，射到B点的入射角等于C点的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不可能在B点发生全反射，故选项D错误。
二、填空题
11、如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,选用激光的频率为6.0×1014 Hz,测得屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.25×10-6 m,则在这里出现的应是 (选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用频率为8.0×1014 Hz的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 (选填“变宽”“变窄”或“不变”),已知光速c=3×108 m/s。
答案: 暗条纹 变窄 解析:已知屏上P点距双缝S1和S2的路程差,结合c=λf可知n=1.25×10-6 mλ2=1.25×10-6 mc2f = 5 ,5为奇数,即光程差为半波长的奇数倍,所以P点为暗条纹。激光频率变大,波长变小,根据Δx=ldλ可知屏上的条纹间距将变窄。
12．某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示。
（1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为__________cm。
（2）关于本实验，下列说法正确的是____________。
A．需要用天平称出小球的质量
B．摆球应选用体积较小、质量较大的小球
C．为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好
D．测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时
（3）实验测出单摆完成n次全振动的时间为t，摆长为L，则计算重力加速度的表达式为g=____________。
【答案】 0.97 BD 4Lπ2n2t2
【解析】（1）游标卡尺的读数为 9mm+7×0.1mm=9.7mm=0.97cm
（2）A．根据单摆的周期公式T=2πlg 知与质量无关，所以不需要用天平称出小球的质量，故A错误；B．为了减小误差，使用体积小、质量大的小球，故B正确；
C．单摆在摆角很小的情况下可以看成简谐振动，单摆的角度不能太大，一般不超过5º，故C错误；
D．为了减小测量周期误差，在测量周期时，应取摆球通过最低点时作为计时起终点位置，故D正确。
（3）单摆的周期T=tn , 结合单摆周期公式T=2πlg 联立可得g=4Lπ2n2t2
13．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个大小相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上、重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度、、。
（1）入射小球1的质量应_______（选填“大于”“等于”或“小于”）被碰小球2的质量；入射小球1的半径应_______。（选填“大于”“等于”或“小于”）被碰小球2的半径。
（2）除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是______。
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．打点计时器
（3）下列说法中正确的是_______。
A．如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的
B．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误
C．用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D．仅调节斜槽上固定位置 A，它的位置越低，线段 OP 的长度越大
（4）当所测物理量满足表达式_________________（用所测物理量的m1、m2、L1、L2、L3表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式__________________（用所测物理量m1、m2、L1、L2、L3表示）时，即说明两球是弹性碰撞。
【答案】 大于 等于 BC C m1L2=m1L1 +m2L3 m1L22= m1L12+m2L32
三、计算题
14、两束平行的细激光束垂直于半圆柱形玻璃的平面射入，如图4.1­5所示．已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一束光的入射点是A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃半圆截面的半径为R，OA＝R2，OP＝3R.求玻璃的折射率．
解析 画出光路图如图所示：
入射点为O的光沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心．另一束光从A点沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，设入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系可得sinθ1＝OAOB＝12，解得θ1＝30°.由题意知OP＝3R，由几何关系知BP＝R，折射角θ2＝60°.由折射定律得玻璃的折射率n＝sinθ2sinθ1＝sin60°sin30°＝3。
15、在一列简谐横波传播的路径上有A、B两个质点，它们振动的图像分别如图甲、乙所示。已知这两质点平衡位置间的距离为1.2 m。
(1)若质点B比质点A振动滞后0.1 s，则这列波的波速为多大？
(2)若两质点平衡位置间的距离小于一个波长，求这列波的波长和波速大小。
解析：（1）若B质点比A质点振动滞后0.1s，则波从A传播到B所用的时间为t=0.1s，则波传播的速度v=xt=；
（2）当这列波由质点A向质点B方向传播时，由于两质点平衡位置间的距离小于一个波长，因此有：14λ1=1.2m，得波长：λ1=4.8m
由题图可知，该列波的周期：T=0.4s，因此波速：v1=λ1T=12m/s
当这列波由质点B向质点A方向传播时：34λ2=1.2m，得波长：λ2=1.6m
因此波速：v2=λ2T=4m/s。
16、一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长，现滑块A被水平飞来的质量为mC=10g，速度为800m/s的子弹击中，且子弹立即留在滑块A中，如图所示，试求：（1）子弹击中滑块A后瞬间，子弹和滑块A的共同速度多大；（2）运动过程中弹簧的最大弹性势能；（3）当滑块A的速度大小为1m/s时，弹簧的弹性势能。
答案:（1）8m/s；（2）24J；（3）23.3J或18J
【解析】（1）子弹击中滑块A的过程，子弹与滑块A组成的系统动量守恒，子弹与A作用过程时间极短，B没有参与，速度仍为零mCv0=（mC+mA）vA
解得vA= 8m/s
（2）对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统，A、B速度相等时弹性势能最大，根据动量守恒定律和功能关系可得mCv0=（mC+mA+mB）v 解得v=2m/s
则弹性势能为 Ep=12(mC+mA)vA2－12（mC+mA+mB)v2=24J
当滑块A的速度大小为1m/s，且与滑块B同向时，由动量守恒定律mCv0=(mC+mA)vA1+mBvB1
解得 vB1=73m/s
弹簧的弹性势能: Ep1=12(mC+mA)vA2－12（mC+mA)vA12－12mBvB12=23.3J
当滑块A的速度大小为1m/s，且与滑块B反向时，由动量守恒定律:mCv0=−(mC+mA)vA2+mBvB2
解得vB2=3m/s 弹簧的弹性势能 Ep1=12(mC+mA)vA2－12（mC+mA)vA22－12mBvB22=18J