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通用版带答案高中物理选修一综合测试题考点突破1单选题1、水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为d的圆柱形水流垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零。已知水的流量（单位时间流出水的体积）为Q，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为（）A4QBQC16Qd2D4Qd2答案：D设t时间内有体积为V的水打在钢板上，则这些水的质量m=V=Svt=14d2vt以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理得Ft=0-mv解得F=-14d2v2水流速度v=QS=4Qd2得F=-4Q2d2根据牛顿第三定律，钢板受到水的冲力F=4Q2d2故选D。2、如图所示，倾角为30的斜面固定在水平地面上，其底端N与光滑的水平地面平滑连接，N点右侧有一竖直固定挡板。质量为0.8kg的小物块b静止在地面上，现将质量为0.4kg的小物块a由斜面上的M点静止释放。已知MN=1.5m，a、b与斜面之间的动摩擦因数均为2315，a、b碰撞时间极短，碰后黏在一起运动不再分开，a、b整体与挡板碰撞过程中无机械能损失。取g=10m/s2，则（）A物块a第一次运动到N点时的动能为3.6JBa、b碰撞过程中系统损失的机械能为0.6JCb与挡板第一次碰撞时，挡板对b的冲量大小为1.2NsD整个运动过程中，b在斜面上运动的路程为0.25m答案：DA物块a第一次运动到N点过程，由动能定理magMNsin30-magMNcos30=Eka=12mav02带入题中数据可得v0=3m/sEka=1.8JA错误；B设a与b碰前速度大小为v0，碰后二者速度为v，由动量守恒mav0=ma+mbvb碰撞过程中系统损失的机械能E损=12mav02-12(ma+mb)v2解得v=1.0m/sE损=1.2JB错误；C由B分析知，a、b整体与挡板第一次碰撞前的速度即为v=1.5m/s，碰撞过程中无机械能损失，所以碰后整体速度变为向左的1.5m/s，对整体，由动量定理I=p=ma+mbv-ma+mb-v=2ma+mbv=2.4Ns挡板对b的冲量即为对整体的冲量，C错误；Da、b整体静止在N点，对a、b整体，自碰后至最终停下，由能量守恒12(ma+mb)v2=(ma+mb)gcoss总带入数据解得s总=0.25mD正确。故选D。3、如图所示，在光滑水平面上，有一质量M=3kg的薄板和质量m=1kg的物块都以v=4m/s的初速度相向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.9m/s时，物块的运动情况是（）A做减速运动B做加速运动C做匀速运动D以上运动都有可能答案：A开始阶段，物块向左减速，薄板向右减速，当物块的速度为零时，设此时薄板的速度为v1，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得(Mm)v=Mv1解得v12.67m/s2.9m/s所以物块处于向左减速的过程中。故选A。4、如图所示，半径分别为3R和R的两光滑半圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好均能通过各自半圆轨道的最高点，已知a球的质量为m。则（）Ab球质量为33mB两小球与弹簧分离时，动能相等C若ma=mb=m要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有的弹性势能为Ep=15mgRDa球到达圆心等高处时，对轨道压力为9mg答案：C当小球恰好能通过半圆轨道的最高点时，在最高点的位置，小球的重力提供小球做圆周运动的向心力，对a小球，根据动能定理得-6mgR=12mvt2-12mv02在最高点时，根据牛顿第二定律得mag=mavt23R联立解得v0=15gR同理对b分析可得：b球的速度为v1=5gRA对a、b组成的系统进行研究，在释放瞬间，两小球的动量守恒，选a球的速度方向为正方向，则mv0mbv1=0解得mb=3m故A错误；B动能与动量的关系为Eka=p22m因为两个小球的动量相等，但质量不相等，则两小球与弹簧分离时，动能也不相等，故B错误；C若两小球的质量相等，则与弹簧分力时两小球的速度大小相等，方向相反，根据上述分析，两小球具备的最小速度与上述分析的a球的速度相等，则弹簧的弹性势能等于两小球的动能之和，因此Ep=122mv02=15mgR故C正确；D当a球到达圆心等高处时，对此过程根据动能定理得-3mgR=12mv22-12mv02在与圆心等高的位置，根据牛顿第二定律得：FN=mv223R结合牛顿第三定律可得N=FN联立解得N=3mg方向水平向右，故D错误；故选C。5、小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现象的是（）A阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用B阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用C阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用答案：B发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故选B。6、如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是-2m/s，A、B两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（）AvA=-2m/s，vB=6m/sBvA=2m/s，vB=2m/sCvA=1m/s，vB=3m/sDvA=-3m/s，vB=7m/s答案：D设每个球的质量均为m，碰前系统总动量p=mvA+mvB=6m-2m=4m碰前的总动能Ek=12mvA2+12mvB2=20mA若vA=-2m/s，vB=6m/s，碰后总动量p=mvA+mvB=4m动量守恒。总动能Ek=12mvA2+12mvB2=20m机械能也守恒，A可能实现；故A正确。B若vA=2m/s，vB=2m/s，碰后总动量p=mvA+mvB=4m总动能Ek=12mvA2+12mvB2=4m动量守恒，机械能不增加，故B可能实现；故B正确。C碰后总动量p=mvA+mvB=4m总动能Ek=12mvA2+12mvB2=5m动量守恒，机械能不增加，故C可能实现；故C正确。D碰后总动量p=mvA+mvB=4m总动能Ek=12mvA2+12mvB2=29m动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故D不可能实现；故选D。7、如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的超风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为（）A7103P2SB453P2SC563P2SD7203P2S答案：A设动车的速度为v，动车对空气的作用力为F，根据动量定律可得Ft=vtSv-0解得F=Sv2当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则P=Fvm解得vm=3PS当速度达到最大速度一半时，此时速度为v=12vm此时受到的牵引力F牵=Pv解得F牵=23P2S此时受到的阻力f=S(vm2)2=143P2S对整体根据牛顿第二定律F牵-f=5ma对4、5号车厢，根据牛顿第二定律可得F=2ma联立解得F=7103P2S故选A。8、如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则（）A1cmx2cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动BQ处的质点此时的加速度沿y轴的正方向CQ处的质点此时正在波峰位置DQ处的质点此时运动到P处答案：BQ点振动状态传到P点时的图像如图虚线所示A此时1cmxTbBb、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：BA由单摆周期公式T2Lg可知，a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc3m能发生明显的衍射现象，D正确。故选BDE。18、用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是（）A双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹C单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹答案：ACAB用单色光做双缝干涉实验，所得的是等间距的明暗相间的条纹，故A正确，B错误；CD用单色光做单缝衍射实验，所得的是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹，故C正确，D错误。故选AC。19、关于多普勒效应，下列说法正确的是（）A若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率B发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动（距离发生变化）而产生的D只有声波才有多普勒效应答案：ABCA若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，A正确；B发生多普勒效应时，波源的频率不会发生改变，B正确；C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动（距离发生变化）而产生的，C正确；D机械波和电磁波都会发生多普勒效应现象，故D错误。故选ABC。20、质量为m的物体，以v0的初速度沿斜面上滑，到达最高点后返回原处的速度大小为vt，且vt0.5v0，则()A上滑过程中重力的冲量比下滑时小B上滑时和下滑时支持力的冲量都等于零C合力的冲量在整个过程中大小为32mv0D整个过程中物体的动量变化量为12mv0答案：ACA以v0的初速度沿斜面上滑，返回原处时速度为vt0.5v0，说明斜面不光滑，设斜面长为l，则上滑过程所需时间t1=lv02=2lv0下滑过程所需时间t2=lvt2=4lv0t1Mv得M3m所以若长木板的质量为6m，长木板不可能与障碍物发生两次碰撞，故C项错误；D子弹射入木块的过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得mv0=(m+2m)v1解得v1=13v0木块在长木板上滑行过程，由动量守恒定律得(m+2m)v1=(m+2m+3m)v2由能量守恒定律得3mgL1=12(m+2m)v12-12(m+2m+3m)v22长木板与障碍物碰撞后，以向右为正方向，由动量守恒定律得-3mv2+(m+2m)v2=(m+2m+3m)v3解得v3=0所以子弹、木块、长木板最终静止，由能量守恒定律得3mgL2=12(m+2m+3m)v22长木板的长度至少为L=L1+L2联立解得L=v0218g故D项正确。故选AD。24、一简谐横波沿x轴传播，t1s时的波形如图甲所示，x1m处质点的振动图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）A此波的波长=2mB波的传播速度为2m/sC该波沿x轴正方向传播Dt1.5s时，x2m处质点的位移为5cm答案：ADA根据波动图像得到波长=2m，故A正确；B根据振动图像知周期T2s，则波速v=T=1m/s故B错误；C由图乙知，t1s时，x1m处质点的振动方向向上，对图甲，根据波形平移法，可知该波沿x轴负向传播，故C错误；D由图甲知，t1s时，x2m处质点位移为零，波沿x轴负向传播，根据波形平移法知此时刻该质点从平衡位置向下振动，则再经0.5s，即四分之一周期，x2m的质点将沿y轴负方向振动到最大位移处，所以t1.5s时，x2m处质点的位移为5cm，故D正确。故选AD。25、如图所示，一质量为m，边长为a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v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B，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（）AAB边刚进入磁场时，A、B间的电势差为34BavBAB边刚进入磁场时，A、B间的电势差为BavC整个过程中，通过线框横截面的电荷量为mvBaD整个过程中，线框产生的热量为12mv2答案：ACDAB设每条边的电阻为R，则总电阻为4R，AB边刚进入磁场时，线框中产生的感应电动势为E=Bav线框中感应电流为I=E4R=Bav4RA、B间的电势差相当于路端电压，则有U=I3R=34Bav，A正确，B错误；C根据动量定理可知-BIat=0-mv又q=It联立解得q=mvBaC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Q=12mv2D正确；故选ACD。填空题26、（1）图（a）是一列沿x轴传播的简谐横波在t0.1s时刻的波形图，P、Q是介质中平衡位置相距4m且位移均为5cm的两个质点；图（b）是P的振动图像，则质点P的振动周期为_s，振动方程为y_cm；该简谐波沿x轴_（选填“正”或“负”）方向传播，波速为_m/s。（2）如图所示为振幅、频率相同的两列横波在t0时刻相遇时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表示波峰和波谷。若两列波的振幅均为1cm，波速和波长均分别为2m/s和0.8m，则Q点为振动_（选填“加强”或“减弱”）点；从t0到t0.2s的时间内，S点通过的路程为_cm。答案：1.210sin53t负10加强0（1）1由题图（b）可知，质点P的振动周期为1.2s；2由振动图像可得质点P的振幅为10cm，故质点P的振动方程为y=Asin2Tt=10sin53t(cm)3从振动图像可得t0.1s时刻，质点P向y轴正方向运动，根据“上下坡”法可判断波向x轴的负方向传播；4t0.1s时刻介质中的P、Q两质点离开平衡位置的位移均为5cm，各质点振动的振幅为10cm，根据波的图像的特点可知P、Q两质点平衡位置间的距离为3，即3=4m故波长为12m则波速v=T=10ms（2）5由图可知，Q点为峰峰相遇点，所以为振动加强点；6S点为峰谷相遇点，振动减弱，因两列波的振幅相同，则S点的振幅为0，则从t0到t0.2s的时间内，S点通过的路程为0，27、如图甲所示，在直角坐标系平面内存在均匀介质，波源s1、s2的位置坐标分别为（0，0）和（0，12m），质点a的平衡位置为（16m，0）。在t=0时刻波源s1、s2同时开始沿垂直于坐标系平面方向（z方向）振动，振动图像均如图乙所示，所形成的机械波在直角坐标系平面内传播。t=8s时质点a开始振动，两列波的传播速度大小均为_m/s；两列波的波长均为_m；两列波相遇后，质点a振动的振幅为_。答案：2840m1波源s2距离质点a的距离x=122+162m=20m则t=8s时波源s1先传到质点a，两列波在同一均匀介质传播，两列波的传播速度相等，则v=st=168m/s=2m/s2根据图乙可知，振动的周期T=4s则两列波的波长=vT=8m3两列波的波源距离质点a的波程差x=20m-12m=8m=是波长的整数倍，则质点a是振动加强点，质点a振动的振幅A=220m=40m28、如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为160kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4m/s；乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为_，方向_。答案：19m/s向右12规定向右为正方向，设碰撞后两车共同的运动速度大小为v，根据动量守恒定律有m1v1-m2v2=m1+m2vv=19m/s方向向右。29、如图所示，一水平弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知物体的质量为M。（1）同一振动系统简谐运动的能量取决于_，物体振动时动能和_相互转化，总机械能_。（2）物体在振动过程中，下列说法中不正确的是()A物体在平衡位置，动能最大，弹性势能最小B物体在最大位移处，弹性势能最大，动能最小C物体在向平衡位置运动时，由于物体振幅减小，故总机械能减小D在任意时刻，动能与弹性势能之和保持不变（3）若物体运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是()A振幅增大B振幅减小C最大动能不变D最大动能减小答案：振幅弹性势能守恒CC（1）123简谐运动的能量取决于振幅，物体在振动过程中，只有弹簧弹力做功，故物体振动时只有动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒。（2）4A物体在平衡位置两侧往复运动，在平衡位置处速度达到最大，动能最大，弹性势能最小，故A正确，不符合题意；B在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故B正确，不符合题意；C振幅的大小与物体的位置无关，当物体向平衡位置运动时，位移减小，振幅不变，总机械能不变，故C错误，符合题意；D在任意时刻只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故D正确，不符合题意。本题选错误的，故选C。（3）5AB物体运动到B点时速度恰为零，此时放上质量为m的物体，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，与物体质量无关，所以系统总能量不变，振幅不变，故AB错误；CD由于系统总能量不变，当物体到达平衡位置时，速度最大，动能最大，弹性势能为零，所以最大动能不变，故C正确，D错误。故选C。30、某横波在介质中传播，t=0时刻波传播到x轴上的质点B时，所形成的波形如图所示，则O点开始振动时振动方向_（选填向上或向下），若已知计时开始后，则质点A在t=0.3s时第二次出现在平衡位置，该简谐横波的波速等于_m/s。答案：向上51由图知，B点开始振动时向上振动，故O点开始振动时振动方向向上；2由质点A在t=0.3s时第二次出现在平衡位置得34T=0.3s解得T=0.4s由图像可知，波长为2m，则有v=T=5m/s32