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1 20232023 人教版带答案高中物理选修一综合测试题知识点梳理人教版带答案高中物理选修一综合测试题知识点梳理 单选题 1、如图所示，质量为m=2kg 的小环穿在足够长的光滑直杆上，并通过L=0.5m 的轻绳连接一质量为M=3kg 的小球。假设把这一装置固定在空间站中，并给小环和小球提供方向相反、大小分别为v1=3m/s、v2=2m/s 的初速度，则当小球摆到轻绳与直杆平行的位置时，小环的位移为（）A0.3mB0.2mC0.5mD0.1m 答案：A 小球与小环水平方向合力为零，所以水平方向动量守恒，有 1 2=1 2 可得 1 2=0 则有 1 2=0 1+2=0.5m 联立可得小环的位移 1=0.3m 2 故 A 正确，BCD 错误。故选 A。2、如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）Aa、b、c单摆的固有周期关系为TaTcTb Bb、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大 C达到稳定时b摆的振幅最大 D由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0 答案：B A由单摆周期公式 T2 可知，a、b、c单摆的固有周期关系为 Ta=Tc(+0)由牛顿第三定律知，环对轻杆的压力大于(+0)，故 C 正确；D子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，故 D 错误。故选 C。8、即将建成的孝文化公园摩天轮是新田水上乐园的标志性建筑之一，预计开放后会深受游客喜爱。摩天轮悬挂透明座舱，某游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（）8 A摩天轮转动一周的过程中，游客重力的冲量为零 B摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变 C在最高点，游客处于失重状态 D摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变 答案：C A摩天轮转动一周的过程中，重力不为零、时间不为零，根据I=Ft可知乘客重力的冲量不为零，选项 A 错误；B摩天轮转动过程中，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，速度不变，动能不变，但重力势能在变化，因此乘客的机械能在变化，选项 B 错误；C圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力，向心力指向下方，加速度向下，处于失重状态，选项 C 正确；D摩天轮转动过程中，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，随着位置的改变，速度在竖直方向的分速度在变化，因此乘客重力的瞬时功率在变化，选项 D 错误。故选 C。9、如图所示，P、Q 是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与 P的上表面成 角的方向斜射向 P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nPnQ，则下列说法正确的是（）9 A一定有光线从 Q 的下表面射出 B从 Q 的下表面射出的光线一定与入射到 P 的上表面的光线平行 C光线在 P 中的波长小于在 Q 中的波长 D如果光线从 Q 的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于 答案：D A根据全反射临界角与折射率的关系有 sin=1 由于 nPCQ 则不一定有光线从 Q 的下表面射出，A 错误；B若有光线从 Q 的下表面射出，光线在介质中的夹角相等，根据折射率的定义式有 =sin空气sin介质 由于 nP 因此 A 球动量一定为正方向，若 B 球动量为正方向，根据动量守恒=因此碰后 A 球的动量为 2kg m/s，碰后B球的动量为 10kg m/s，则=:=2:5 若 B 球动量为负方向，碰后 A 球的动量为 2kg m/s，碰后B球的动量为-2kg m/s，则会发生二次碰撞，不符合碰撞规律，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。14、一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，1=440nm，2=660nm。两种波长的谱线第二次重合于衍射角=60的方向上，则光栅常数为（）A3.05mB0.95mC1.27mD0.19m 答案：A 根据光栅方程有 sin=11=22 代入1=440nm，2=660nm，有 1:2=3:2 因为是第二次重合，所以能使k1取整数的最小的k2的值为 2=4 代入光栅方程有 16 sin=61 解得 =3.05m 故 BCD 错误，A 正确。故选 A。15、如图所示，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中（）A1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能 B7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能 C4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能 D1、2、3、4、5、6、7、8、9 中的任一条都有可能 答案：C 光束到AC面进入未知介质发生折射，如果介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上，如果介质折射率小于玻璃，则折射光偏离水平线向下，如果相等，不发生折射，不论哪种折射情况再次从介质进入玻璃折射后一定沿原来方向射出，故 4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能，故 ABD 错误，C 正确。故选 C。多选题 16、一列沿轴正方向传播的简谐横波在=0时刻的波形如图所示，质点在=3m处。已知任意振动质点连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.2s。下列说法正确的是（）17 A波的频率为5Hz B波速为10m s C=2m处的质点在=0.1s时恰好位于波峰 D=12m处的质点在=0.3s时恰好位于波谷 答案：BC A根据题意可知，任意振动质点连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.2s，则波的周期为 0.4s，则频率 =1=2.5Hz A 错误；B由题图可知，该波的波长为=4m，所以波速 =10m s B 正确；C因 =0.1s=14 图中=2m处的质点在=0时刻正向上运动，所以在=0.1s时该质点恰好位于波峰，C 正确；D根据周期性特点，=12m处的质点与=4m处的质点振动情况完全相同，=4m处的质点在=0时刻正向下运动，因 =0.3s=34 则在=0.3s时该质点恰好位于波峰，所以=12m处的质点在=0.3s时恰好位于波峰，D 错误。18 故选 AC。17、如图所示，一质量为，边长为的均匀正方形导线框ABCD放在光滑绝缘的水平面上。现线框以速度水平向右进入边界为MN的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，AB/MN，最终线框静止在水平面上，则下列说法正确的是（）A边刚进入磁场时，、间的电势差为34 B边刚进入磁场时，、间的电势差为 C整个过程中，通过线框横截面的电荷量为 D整个过程中，线框产生的热量为122 答案：ACD AB设每条边的电阻为，则总电阻为4，边刚进入磁场时，线框中产生的感应电动势为 =线框中感应电流为 =4=4、间的电势差相当于路端电压，则有 =3=34，A 正确，B 错误；C根据动量定理可知 =0 19 又 =联立解得 =C 正确；D根据能量守恒定律可知，线框的动能全部转化为内能，所以整个过程线框中产生的热量为 =122 D 正确；故选 ACD。18、如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x0.2m 和x1.2m 处，振幅均为A2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v0.4m/s，图示为t0 时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x0.2m 和x0.8m 的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x0.5m 处，关于各质点运动情况判断正确的是（）A质点P、Q都首先沿y轴负方向运动 Bt0.75s 时刻，质点P、Q都运动到M点 Ct1s 时刻，质点M相对平衡位置的位移为4cm D经过 1s 后，M点的振幅为 4cm 答案：ACD 20 A由题图可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动，故 A正确；B质点不随波迁移，所以质点P、Q都不会运动到M点，故 B 错误；CD波长为 0.4m，波速为 0.4m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为 =1s 当t=1s 时刻，两波的波谷恰好都传到质点M处，所以M点的位移为4cm，由题知，M点为振动加强点，即以后M点的振幅为 4cm，故 CD 正确。故选 ACD。19、一简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则（）A此波沿x轴负方向传播 B质点D此时向下运动 C质点B将比质点C先回到平衡位置 D质点E的振幅为零 答案：AB A简谐横波沿x轴传播，此时质点F的运动方向向下，由波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故 A 正确；B质点D此时的运动方向与质点F的运动方向相同，即向下运动，故 B 正确；C此时质点B向上运动，而质点C已经在最大位移处，将向下运动，直接回到平衡位置，则质点C先回到平衡位置，故 C 错误；21 D此时质点E的位移为零，但振幅不为零，各个质点的振幅均相同，故 D 错误。故选 AB。20、一列简谐横波沿x轴正方向传播，O点为波源且=0开始沿y轴正方向起振，以O点为坐标原点建立坐标系，=0.6s末，04m 内的质点第一次出现的波形图如图所示，虚线框内的波形被遮住未画出，虚线框的宽度为 4m，则下列判断正确的是（）A该波的传播速度为 20m/s B从=0开始，平衡位置在1=8m的质点第四次到达波谷的时间是 2.3s C波源 O 的振动方程为=0.6sin(5)m D从图中时刻开始，经过 3s，平衡位置在2=36m的质点恰好开始振动 答案：BD A=0.6s末，O点向下振动，故周期=0.4s，该波的传播速度为 =40.4m/s=10m/s 故 A 错误；B波从平衡位置传播到1=8m处所需的时间为 1=1=0.8s 从平衡位置振动到波谷所需的时间为 2=34=0.3s 从=0开始平衡位置在1=8m的质点第四次到达波谷的时间是 22 =1+2+3=2.3s 故 B 正确；C由题图可知振幅为=20cm，角速度为 =2=5 所以波源 O 的振动方程为 =0.2sin(5)m 故 C 错误；D由题意可知从题图中时刻开始波已经传播到=6m处，所以平衡位置在2=36m的质点恰好开始振动的时间为 =36 610s=3s 故 D 正确；故选 BD。21、对于质量不变的物体，下列关于物体动量的说法正确的是（）A若物体做曲线运动，动量一定变化，动能可能不变 B若物体动能变化，动量一定变化 C若物体做直线运动，动量可能变化，动能可能不变 D若物体动量变化，动能一定变化 答案：AB A动量是矢量，动能是标量。若物体做曲线运动，则速度方向一定发生变化，大小不一定变化，所以动量一定变化，动能则可能不变，故 A 正确；BD根据动能与动量的大小关系式 23 k=22 可知，对于质量不变的物体，若物体动能变化，则动量一定变化；若动量变化，有可能只是动量方向发生变化，则动能保持不变，故 B 正确，D 错误；C对于质量不变的物体做直线运动，若动量变化，则一定是速度的大小发生了变化，可知物体动能一定改变，故 C 错误。故选 AB。22、用自然光照射一间距为 0.5mm 的双缝，在其后距离为 1.00m 处的光屏上得到彩色条纹，已知红光和紫光的波长分别为1=7.6 107m，2=4 107m。则下列说法正确的是（）A干涉条纹的中央亮纹是白色条纹 B两个相邻红色条纹的中心间距与两个相邻紫色条纹的中心间距之差为 0.72mm C若测得某色光第 11 条亮纹与第 1 条亮纹的中心间距为 11mm，则该光的波长为5.5 107m D如果仅增大双缝到光屏的距离，则所有色光的条纹间距均会减小 E在彩色条纹中，紫色的条纹间距最大 答案：ABC A各种颜色的光均在光屏中央有一条亮纹，所以在光屏的中央复合色为白色，A 正确；B由相邻两个亮条纹的中心间距公式 =可知两个红色亮条纹的中心间距为 1=1 同理，两个紫色亮条纹的中心间距为 24 2=2 所以 =(1 2)=0.72mm B 正确；C由=可得 =代入题中数据可得该光的波长为 =5.5 107m C 正确；D由 =可知，其他条件不变，当l增大时，条纹间距增大，D 错误；E因所有可见光中，紫光的波长最小，由 =可知，在彩色条纹中紫光的条纹的间距最小，E 错误。故选 ABC。23、质量为M的带有14光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水25 平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，重力加速度为g，则（）A小球以后将向左做平抛运动 B小球将做自由落体运动 C此过程小球对小车做的功为12Mv02 D小球在圆弧轨道上上升的最大高度为022 答案：BC AB从小球冲上小车到小球离开小车的过程，系统在水平方向上动量守恒且无摩擦力做功，所以系统机械能守恒，设小球离开小车时候的小球速度为v1,小车速度为v2，根据动量守恒有 Mv0=Mv1+Mv2 根据机械能守恒 1202=1212+1222 联立解得 v1=0 v2=v0 即作用后两者交换速度，小球速度变为零，开始做自由落体运动，A 错误，B 正确；C根据动能定理小球对小车所作的功 =1222 0=1202 C 正确；26 D小球上升到最高点时,与小车相对静止，有相同的速度v，根据动量守恒定律 Mv0=2Mv 根据机械能守恒定律 12Mv02=2（12Mv2）+Mgh 联立解得 h024 D 错误。故选 BC。24、如图所示，滑块P、Q静止在粗糙水平面上，一根轻弹簧一端与滑块Q相连，另一端固定在墙上，弹簧处于原长。现使滑块P以初速度v0向右运动，与滑块Q发生碰撞（碰撞时间极短），碰后两滑块一起向右压缩弹簧至最短，然后在弹簧弹力作用下两滑块向左运动，两滑块分离后，最终都静止在水平面上。已知滑块P、Q的质量分别为 2m和m，两滑块与平面间的动摩擦因数相同，下列说法中正确的是（）A两滑块发生碰撞的过程中，其动量守恒，机械能不守恒 B两滑块分离时，弹簧一定处于原长 C滑块P最终一定停在出发点左侧的某一位置 D整个过程中，两滑块克服摩擦力做功的和小于mv02 答案：ABD A两滑块碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，两者碰撞后一起运动，碰撞不是弹性碰撞，碰撞过程机械能有损失，碰撞过程机械能不守恒，故 A 正确；B当P、Q间弹力为零时两滑块分离，分离前瞬间它们的加速度相等，由牛顿第二定律，对P 27 a=2mg2m=g 对Q mgTma 解得 Tmg（）如果，则T0，弹簧处于原长状态，故 B 正确；C两滑块碰撞后在运动过程中要克服摩擦力做功，机械能减小，当P回到两球碰撞位置时的速度大小一定小于碰撞前P的速度大小，P停止时的位置一定在其出发点的右侧，故 C 错误；D由于两滑块分离后Q继续向左做减速运动，当Q停止时弹簧处于伸长状态，在整个过程中，P的机械能转化为弹簧的弹性势能与内能，由能量守恒定律可知 W+EP=122mv02mv02 Wmv02EP 则两滑块克服摩擦力做功之和小于mv02，故 D 正确；故选 ABD。25、如图所示为 A，B 两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图像。a、b分别为 A、B 两球碰前的位移时间图像，c为碰撞后两球共同运动的位移时间图像，若 A 球的质量=2kg，则由图判断下列结论正确的是（）28 AA、B 两球碰撞前的总动量为3kg m/s B碰撞时 A 对 B 的冲量为4N s C碰撞前后 A 的动量变化量为4kg m/s D碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的机械能为10J 答案：BCD C由图可知，碰撞前 A、B 两球的速度大小分别为 A=11=4 102 0m s=3m s B=22=4 02 0m s=2m s 碰撞后两球共同运动的速度大小 =2 44 2m s=1m s 则碰撞前、后 A 球的动量变化量为 A=A=4kg m s 故 C 正确；AB碰撞过程动量守恒，则 A+BB=(+B)29 解得 B=43kg 则 A、B 两球碰撞前的总动量为 =A+BB=103kg m/s 由动量定理可知，碰撞时 A 对 B 的冲量为 =B=B BB=4N s 故 A 错误，B 正确；D由能量守恒定律可知，碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的机械能为 =12A2+12BB212(+B)2=10J 故 D 正确。故选 BCD。填空题 26、如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=(t1+0.2)s 时刻的波形图。若波速为 35m/s，则质点M在t1时刻的振动方向为_；若在t1到t2的时间内，M通过的路程为 1m，则波速为_ m/s。答案：向下 25 30 1由图可知波长为=4m 可得周期为 T=435s 由题意可知，经历时间为 =0.2s=134 若波向左传播，M向下振动，经历时间为 1=(+34)若波向右传播，M向上振动，经历时间为 2=(+14)对比可知，该列波向左传播，则质点M在t1时刻的振动方向向下。2由图知，振幅 A=20cm=0.2m 在t1到t2的时间内，M通过的路程为 s=1m=5A 即经过了54个周期，则有 54=0.2s 解得=0.16s 故波速为 31 =25m/s 27、某同学利用单摆测量当地的重力加速度，如图所示为单摆在摆动过程中，摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，已知摆的长度为l=0.384m，则该单摆的周期为T=_s，测得的重力加速度为g=_m s2。答案：0.4 9.6 12摆球完成一次全振动需要两次经过最低点，故可知该单摆的周期为 =04s 由单摆的周期公式 =2 可得 =422 代入数据可得 =9.6m/s2 28、一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.2s 时的图像如图甲所示，介质中平衡位置在x=2m 处的质点 P 的振动图像如图乙所示，图甲中质点 Q 的平衡位置位于=113m 处，则该波正沿x轴_（填“正方向”或“负方向”）传播，其传播速度为_m/s，质点 Q 的振动方程为_cm。32 答案：负方向 10 =2sin(5+56)1由图乙可知 0.2s 时，质点 P 正在向y轴负方向振动，由上下坡法可知，该波正沿x轴负方向传播；2其传播速度为 =40.4m/s=10m/s 3 根据乙图可得质点 Q 的振动方程为=sin2=2sin5(cm)由甲图可知 PQ 的距离为 =113m 2m=53m=512 所以质点 Q 比质点 P 的振动超前 512 2=56 所以质点 Q 的振动方程为=sin(2+56)=2sin(5+56)(cm)29、在“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1=15g，原来静止的被碰小球m2=10g，由实验测得此两小球在碰撞前后的 图像如图所示。由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是_，被碰小球的m2v2是_，由此得出结论_。33 答案：0.015kg m/s 0 两球碰撞前后mv的总量不变 123由图像知 1=0.20.2m/s=1m/s 1=0.10.2m/s=0.5m/s 2=0.150.2m/s=0.75m/s 因此 11=0.015kg 1m/s=0.015kg m/s 22=0 22=0.010kg 0.75m/s=0.0075kg m/s 而 11=0.015kg 0.5m/s=0.0075kg m/s 即有 11+22=0.015kg m/s=11 说明在误差允许范围内，两球碰撞前后mv的总量不变。30、（1）我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的_（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为 43，则该内芯的折射率为_34 （sin 430.68，cos 430.73，结果保留 2 位有效数字）。（2）国际宇航联合会将 2020 年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一。在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为 t。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度d。_ 答案：大 1.5 2（1）1当电磁波传播到光纤内芯与外套界面时发生全反射，因为发生全反射的条件是从光密介质到光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大；2由临界角与折射率的关系可知，内芯的折射率 =1sin43 1.5（2）3电磁波的传播速度 vf 根据题意 2dvt 解得 d2