新人教版高中物理选择性必修第一册本册综合学业质量标准检测（B）含答案

这是一份新人教版高中物理选择性必修第一册本册综合学业质量标准检测（B）含答案，共11页。
本册综合学业质量标准检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题　共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2021·陕西省西安市高三模拟)我们都有这样的经验，玻璃杯落在水泥地面上会破碎，而从相同的高度落在地毯上不会破碎，对这一现象的解释，正确的是(　D　)A．玻璃杯落到水泥地面上的动量较大B．玻璃杯落到水泥地面上的冲量较大C．玻璃杯落到地毯上动量的变化量较小D．玻璃杯落到地毯上，减速时间较长，受到的冲击力较小解析：杯子从同一高度掉下，与水泥地或地毯接触前瞬间速度相同，动量相同，与水泥地或地毯作用后速度均变为零，杯子动量的变化量相同。由动量定理可知，杯子受到合外力的冲量相同，故ABC错误；杯子与水泥地作用时间短，杯子与地毯作用时间长，减速时间长，由动量定理ΔP＝Ft，ΔP相同，故地毯上受到冲击力较小，可判断出D正确。2. (2020·北京市陈经纶中学高二下学期期中)惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动。在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是(　C　)A．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动B．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动C．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动D．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动解析：由甲地到乙地摆动加快则说明周期变小，因T＝2π，则重力加速度变大，要使周期不变小，则应增加摆长，即将螺母适当向下移动。由上分析可知，ABD错误，C正确。3．(2020·新疆昌吉回族自治州二中高二下学期期中)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是 (　C　)A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的  B．乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大                            C．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度  D．丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大解析：沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的，故A错误；演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图像的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，故B错误；利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加形成干涉条纹，达到检查样品的平整度的目的，故C正确；由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，出现共振现象，振幅才最大，故D错误。4．如下图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的振动图像，则下列判断正确的是(　D　)A．该波的传播速率为4 cm/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5 s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2 mD．该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物，能发生明显衍射现象解析：由图知，波长λ＝4 m，周期T＝1 s，波速v＝＝4 m/s，A错；由乙图知，t＝0时，质点P向下振动，则由甲图知，波向x轴负向传播，B错；质点只在自己的平衡位置振动，不会随波一起平移，C错；因障碍物长度小于波长，衍射现象比较明显，D对。5．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2，和填充前的干涉条纹间距x1，就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(　B　)A．x2＞x1B．该矿泉水的折射率为C．填充前如果分别用红光和紫光做干涉实验，则红光的条纹间距小于紫光的条纹间距D．填充前用红光做干涉实验，实验过程中将S1遮挡，将不能发生干涉现象，屏上没有条纹解析：把空气换成矿泉水后，根据v＝λf可知，入射光的频率f不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据干涉的条纹间距公式Δx＝λ可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，即x2<x1，A错误。根据n＝，易得该矿泉水的折射率为，B正确。红光的波长大于紫光的波长，所以红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，C错误。如果将S1遮挡，变成衍射，有衍射条纹，D错误。6．如图所示，表面光滑的楔形物块ABC固定在水平地面上，∠ABC<∠ACB，质量相同的物块a和b分别从斜面顶端沿AB、AC由静止滑下。在两物块到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是(　C　)A．两物块所受重力的冲量相同B．两物块的动量改变量相同C．两物块的动能改变量相同D．两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率相同解析：设斜面倾角为θ，则物块在斜面上的加速度为a＝gsin θ。设斜面高度为h，则物块在斜面上滑行的时间为t＝＝。因为∠ABC<∠ACB，可得物块在AB斜面上滑行的时间比在AC斜面上滑行的时间长；根据I＝mgt可知，两物块所受重力的冲量不相同，选项A错误。根据动量定理mgsin θ·t＝mv，代入t＝得mv＝m，两物块运动到达斜面底端时动量改变量大小相等，但方向不同，所以两物块的动量改变量不相同，选项B错误。根据动能定理ΔEk＝mv2＝mgh，两物块的动能改变量相同，选项C正确。两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率P＝mgvsin θ，则重力的瞬时功率不相同，选项D错误。7．(2021·贵州省贵阳市第一中学高三月考)如图所示，半圆柱形玻璃砖的圆心为O。一束复色光束以入射角i＝30°由玻璃砖内射向O点，折射后分为两束单色光束a、b。其中单色光束a的折射角恰为r＝45°，则下列说法正确的是(　CD　)A．玻璃砖对单色光b的折射率应略小于B．若光束从水中射向空气，则光束a的临界角比光束b的临界角小C．光束a比光束b更容易发生衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，则条纹间隔变窄解析：根据折射定律有n＝可知，a的折射率为，由图可知，b的折射率大于a的折射率，故A错误；全反射临界角等于C，则有sin C＝，折射率越小，临界角越大，故B错误；光束a折射率小说明频率低，由c＝λf可知，a的波长较长，所以光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确；在光的双缝干涉实验中，条纹间隔Δx＝λ，仅将入射光束由a改为b，则条纹间隔变窄，故D正确。8．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。已知甲的质量为45 kg，乙的质量为50 kg。则下列判断正确的是(　AC　)A．甲的速率与乙的速率之比为109B．甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为910C．甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为11D．甲的动能与乙的动能之比为11解析：甲、乙系统动量守恒，根据P＝mv得速度与质量成反比，甲、乙速度之比为109，A选项正确；甲、乙相互作用力大小相等，根据F＝ma得加速度与质量成反比，甲乙加速度之比为109，B选项错误；甲、乙相互作用力大小相等，冲量大小也相等，C选项正确；根据2mEk＝P2得动量相同时，动能与质量成反比，甲、乙动能之比为109，D选项错误。9．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(　AD　)A．出现最亮时，B下表面反射光与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D．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加解析：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正确，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，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加，故C错误，D正确。10．如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m＝2 kg的木块A以速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在摩擦，之后木块A与长木板B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　AB　)A．木块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1B．长木板B的质量M＝2 kgC．长木板B的长度至少为2 mD．木块A与长木板B组成的系统损失的机械能为4 J解析：由题图乙可知，木块A先做匀减速运动，长木板B先做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度v＝1 m/s，取向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v，解得M＝m＝2 kg，故B正确；长木板B做匀加速运动的加速度为aB＝＝ m/s2＝1 m/s2，对长木板B，根据牛顿第二定律得μmg＝MaB，μ＝0.1，故A正确；由题图乙可知，前1 s内长木板B的位移为xB＝×1×1 m＝0.5 m，木块A的位移为xA＝×1 m＝1.5 m，所以长木板B的最小长度为L＝xA－xB＝1 m，故C错误；木块A与长木板B组成的系统损失的机械能为ΔE＝mv－(m＋M)v2＝2 J，故D错误。 第Ⅱ卷(非选择题　共60分)二、填空题(2小题，每小题8分，共16分。把答案直接填在横线上)11．(2020·山东省实验中学高三线上模拟)某同学在做“验证动量守恒”实验中，所用装置如图所示。(1)下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是 BC 。A．秒表　　　 B．天平C．刻度尺 D．弹簧秤(2)为了完成本实验，下列必须要求的实验条件是 AC 。A．斜槽轨道末端的切线必须水平B．入射球和被碰球的质量必须相等C．入射球和被碰球大小必须相同D．入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下(3)某次实验中得出的落点情况如图所示，若碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 41 。解析：(1)本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，故选BC。(2)要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故A正确；入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹，故B错误；为保证两球正碰，则两球大小必须相等，选项C正确；为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D错误；故选AC。(3)若碰撞过程动量守恒，则有m1·＝m1·＋m2·代入数据，有：m1×0.255＝m1×0.155＋m2×0.400解得：m1m2＝41。12．(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。主要实验过程如下：①用手机查得当地的重力加速度g；②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期T＝  　 ；③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式R＝  　 (用T、g表示)计算出轨道半径。(2)某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度。实验器材：有机玻璃条(白色是透光部分，黑色是宽度均为d＝1.00 cm的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺。主要实验过程如下：①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图乙所示，读出两挡光片间的距离L＝ 15.40 cm；③手提玻璃条上端使它静止在 竖直 方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t1＝10.003 ms和t2＝5.000 ms；⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度g＝ 9.74 m/s2(结果保留三位有效数字)。解析：(1)②滑板车做往复运动的周期为T＝③根据单摆的周期公式T＝2π，得R＝＝。(2)两挡光片间的距离L＝15.40 cm－0 cm＝15.40 cm手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。玻璃条下部挡光条通过光电门门时玻璃条的速度为v1＝＝ m/s≈1 m/s玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v2＝＝ m/s＝2 m/s根据速度位移公式有v－v＝2gL代入数据解得加速度g＝≈9.74 m/s2。三、论述、计算题(本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)(2021·广东适应性测试)如图所示，救生员坐在泳池旁边凳子上，其眼睛到地面的高度h0为1.2 m，到池边的水平距离L为1.6 m，池深H为1.6 m，池底有一盲区。设池水的折射率为，当池中注水深度h为1.2 m和1.6 m时，池底盲区的宽度分别是多少。答案：1.43 m　1.2 m解析：注水深度h1＝1.6 m时，光路图如图所示。由几何关系得：tan α＝＝解得α＝53°由n＝＝解得θ＝37°由几何关系得：x1＝h1tan θ＝1.2 m注水深度h2＝1.2 m时，光路图如图所示仍有α＝53°，θ＝37°由几何关系得：x2＝(H－h2)tan α＋h2tan θ＝1.43 m14．(10分)一弹簧振子如图甲所示，取水平向右为振子偏离平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动图像。(1)求弹簧振子的振动方程；(2)求t＝8 s时，振子偏离平衡位置的位移x；(3)经测量，振子的质量为0.4 kg，弹簧的劲度系数为元 N/m，求振子的最大回复力F与最大加速度a。答案：(1)x＝0.05sin(m)(2)－0.05 m　(3) N　 m/s2解析：(1)依据x－t图像可知周期T＝4 s，振幅A＝5 cm，初相位为－则振动图像x＝0.05 sin(m)(2)将t＝8 s代入方程，解得：x＝－0.05 m(3)根据题意可知，最大的回复力F1＝kA＝×0.05 N＝ N；根据牛顿第二定律有最大加速度a＝＝ m/s2＝ m/s215．(12分)已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示，在t2时刻该波的波形如图中虚线所示。t2－t1＝0.02 s。求：(1)该波可能的传播速度。(2)若已知T<t2－t1＜2T，且图中P质点在t1时刻的振动速度方向向上，求可能的波速。(3)若0.01 s<T<0.02 s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速。答案：(1)v＝100(3n＋2)m/s(n＝0,1,2，……)(2)500 m/s　(3)400 m/s解析：(1)若简谐横波是向右传播，在t2－t1内波形向右匀速传播最短距离为λ；根据波的周期性得波传播的距离为x＝λ(n＝0,1,2，…)。波速v＝＝＝100(3n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)；同理，若该波是向左传播的，可能的波速v＝100(3n＋2)m/s(n＝0,1,2，……)。(2)P质点速度向上，说明波向左传播，T<t2－t1＜2T，说明这段时间内波是向左传播了个波长，则由第(1)问波速表达式v＝100(3n＋2)m/s(n＝0,1,2，…)可知，n取1时，波速v＝500 m/s。(3)Q比R先回到平衡位置，说明波向右传播。由于0.01 s<T<0.02 s，即<T<t2－t1即T<t2－t1<2T，则这段时间内波只能向右传播了个波长，由第(1)问波速表达式v＝100(3n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)可知，n取1，得v＝400 m/s。16．(12分)如图所示，一个小孩做推物块的游戏，质量为m的物块A放置在光滑水平面上，紧靠物块右端有一辆小车B，小孩蹲在小车上，小孩与车的总质量为6m，一起静止在光滑水平面上，物块A左侧紧挨着足够长的水平传送带MN，传送带的上表面与水平面在同一高度，传送带以速度v0顺时针转动。游戏时，小孩将物块A以相对水平面大小为v0的速度向左推出，一段时间后A返回到传送带右端N，物块向右追上小孩后又立即被小孩以相对水平面的速度v0向左推出，如此反复，直至A追不上小孩为止。已知物块A与传送带MN间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：(1)物块第一次被推出后，小孩与车的速度大小v1；(2)物块被小孩第一次推出后到再次追上小孩所用的时间；(3)整个过程中小孩因推物块消耗的体能。答案：(1)　(2)　(3)mv解析：(1)对物块A和小孩与车组成的系统，动量守恒得mv0＝6mv1解得小孩与车的速度大小v1＝(2)物块A在传送带上先做匀减速直线运动，再做反向的匀加速直线运动，加速度大小a＝＝μg在传送带上返回时速度为v0，在传送带上往返一次的时间为t1，则t1＝返回后匀速追赶小孩，经t2追上小孩，则v0t2＝v1t1＋v1t2解得t＝t1＋t2＝(3)由第二问可知，物块A回到光滑水平面时速度为v＝v0所以，每经过一次传送带，物块动量的变化量大小为Δp＝2mv0要使物块A不能追上小车，则小车速度大小需满足vn>v0假设物块最多能被小孩向左推出的次数为n，则此时物块与小车、小孩组成的系统的动量满足nΔp＝mv0＋6mvn解得vn＝解得n>3.5n只能取整数次，所以n＝4物块A最多只能被推出4次。第4次推出后车的速度为vn＝人消耗的体能为ΔE＝mv＋×6mv解得ΔE＝mv