人教版（2019）高二物理选择性必修一综合练习（含答案及详解）

选择性必修一综合练习测试题 一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分） 1. 质量为 m 的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，离开地面的速度为 v，在这段时间下列说法 正确的是 A. 地面对运动员的冲量大小为 mv B. 重力的冲量为零 C. 动量的变化量为 mv D. 地面对运动员做的功为 1 . 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体 A 和 B，放在光滑的水平面上，物体 A 被水平速度 为 的子弹射中并且子弹嵌在其中．已知物体 A 的质量 是物体 B 的质量 的 ，子弹 的质量 m 是物体 B 的质量的 1 ，弹簧压缩到最短时 B 的速度为 A. B. C. D. . 如图甲所示，弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示．已知弹簧的劲 度系数为 .数Ȁ. 则 A. 在 .数 时，振子的位移和速度方向相同 B. 在 时，振子所受的回复力大小为 .数C. 在 1.数 时，弹簧振子的弹性势能最大 D. 振子的振动方程为 数ݏ . 下列说法正确的是 A. 当驱动力的频率等于固有频率时，物体会发生共振现象 B. 弹簧振子的振动周期只与弹簧的劲度系数有关，与振子的质量无关 第 页，共 16 页 C. 受迫振动的振幅由驱动力的大小决定，与系统的固有频率无关 D. 阻尼振动可能是简谐运动 数. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐 运动，它围绕平衡位置 O 在 A、B 间振动，如图所示，下列结论正确的是 A. 小球在 O 位置时，动能最大，加速度最小 B. 小球在 A、B 位置时，动能最大，加速度最大 C. 小球从 A 经 O 到 B 的过程中，回复力一直做正功 D. 小球从 B 到 O 的过程中，振动的能量不断增加 6. 物块 M 与 m 叠放在一起，以 O 为平衡位置，在 ab 之间做简谐振动，两者始终保持相对 静止，取向右为正方向，其振动的位移 x 随时间 t 的变化图像如下图，则下列说法正确的 是 A. 在 1 ∼ 时间内，物块 m 的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大 B. 从 1 时刻开始计时，接下来 内，两物块通过的路程为 A C. 在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小 D. 两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走 m，则 M 的振幅不变 . 、 两束单色光从水中射向空气发生全反射时， 光的临界角大于 光的临界角，下列 说法正确的是 A. 以相同的入射角从空气斜射入水中， 光的折射角大 B. 分别通过同一双缝干涉装置， 光形成的相邻亮条纹间距大 C. 在水中， 光的传播速度较小 D. 通过同一玻璃三棱镜， 光的偏折程度大 . 两束细平行光 a 和 b 相距为 d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如下 图所示，若玻璃对 a 的折射率小于对 b 的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有 A. 两束光仍平行，间距等于 d B. 两束光仍平行，间距大于 d C. 两束光仍平行，间距小于 d D. 两束光不再相互平行 二、多选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分） 9. 如图所示，在光滑水平面上停放着质量为 m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为 m 的 小球以水平初速度 沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，离开小车则 A. 小球将向右做平抛运动 B. 小球将做自由落体运动 C. 小球在弧形槽内上升的最大高度为 D. 此过程小球对小车做的功为 1 1. 一根长 的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点 的平衡位置为 x 轴建立图示坐标系．两人在绳端 P、Q 沿 y 轴方向不断有节奏地抖动，形 第 页，共 16 页 成两列振幅分别为 1 、 的相向传播的机械波．已知 P 的波速为 Ȁ ， 时刻的波形如图所示．下列判断正确的有 A. 两波源的起振方向相反 B. 两列波的频率均为 ，叠加区域有稳定干涉图样 C. 6 时，两波源间 不含波源 有 5 个质点的位移为 1D. 叠加稳定时两波源间 不含波源 有 10 个质点的振幅为 11. 一列横波在 x 轴上传播，在 与 1 的两点的 振动图线分别如图中实线与虚线所示。已知其波长大于 1cm，下列说法中正确的有 A. 如果 位置的质点离波源较近，则其波长为 B. 该波的波速可能为 .ȀC. 该波的波速可能为 1 Ȁ D. 如果 1 位置的质点离波源较近，则其波长可能为 1. A，B 两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移一时间图象，a、b 分别为 A，B 两球碰前的位移一时间图象，c 为碰撞后两球共同运动的位移一时间图象， 若 A 球质量是 ʹ ，则由图可知下列结论错误的是 A. A、B 碰撞前的总动量为 ʹȀB. 碰撞时 A 对 B 所施冲量为 C. 碰撞前后 A 的动量变化为 6ʹȀD. 碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的动能为 10J 1. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABM 的单色光从空气射入 E 点，并偏折到 F 点， 已知入射方向与边 AB 的夹角为 ，E、F 分别为边 AB、BM 的中点，则下列说法正 确的是 A. 该三棱镜对该单色光的折射率为 B. 光在 F 点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变长 D. 从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束的夹角为 6 1. 如图所示，甲、乙两幅图分别是 a、b 两束单色光经过同 一狭缝后的衍射图样，则下列说法正确的是 A. 在真空中，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 光的快 C. 两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上 b 光亮条纹的条数更多 D. 当两束光从空气中射向玻璃时，a 光不发生全反射，但 b 光可能发生全反射 三、实验题（本大题共 2 小题，共 12.0 分） 1数. 如图为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图 1 若入射小球质量为 1 ，半径为 1 ；被碰小球质量为 ，半径为 ，则______ A. 1 1 B. 1 1 C. 1 1 D. 1 1 实验中记录了轨道末端在记录纸上的投影位置为 O，经多 次释放小球，在记录纸上找到两球的平均落点位置 M、P、N， 并测得它们到 O 点的距离分别为 、 、 . 已知入射小球的质量为 1 ，被碰小球的质 量为 ，只要验证等式______成立，即表示碰撞中动量守恒． 满足 的情况下，若满足等式______成立，即可认为碰撞为弹性碰撞． 仅用线段 、 、 表示 16. A.某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速 度”的实验中 实验装置如图甲所示 ，已知单摆在 摆动过程中的最大偏角小于 数. 在测量单摆的周期 第 6 页，共 16 页 时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为 1，到第 n 次经过最低点所用的时间为 . 在测 量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长 从悬点到摆球的最上端 为 L， 再用螺旋测微器测得摆球的直径为 读数如图乙所示 ． 1 从乙图可知，摆球的直径为 ________ ． 用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式 ________． 实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其 中可行的是________． A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线 B.当单摆经过最高位置时开始计时 C.质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 D.测量多组周期 T 和摆长 l，作 关系图象来处理数据 四、计算题（本大题共 3 小题，共 32.0 分） 1. 一列简谐横波在某介质中传播，在 时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经 .1波形图如图中虚线所示，求： 1 波速的表达式； 若波传播的速度为 1Ȁ ，该波的传播方向； 若波传播的速度为 1Ȁ ， 处质点的简谐运动方程． 18. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧 CD 是半径为 R 的四分之 一的圆周，圆心为 O，光线从 AB 面上的某点入射，入射角 数 ， 它进入棱镜后恰好以临界角射在 BC 面上的 O 点． 1 画出光线由 AB 面进入棱镜且从 CD 弧面射出的光路图； 求该棱镜的折射率 n； 求光线在该棱镜中传播的速度大小 已知光在空气中的传播速度 . 1 Ȁ ． 19. 如图甲所示，物块 A、B 的质量分别是 .ʹ 和 .ʹ 。用轻弹簧拴接，放在 光滑的水平地面上，物块 B 右侧与竖直墙壁相接触。另有一物块 C 从 时以一定速 度向右运动，在 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开，C 的 图 象如图乙所示。求： 1൮ 的质量 ൮ ； 时弹簧具有的弹性势能 1 ， 1 内墙壁对物块 B 的冲量大小 I； 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能 。 第 页，共 16 页 答案和解析 1.【答案】C 【解析】A.合力的冲量大小为 mv，故 A 错误； B.重力的冲量 ，不为 0，故 B 错误； C.动量的变化为 ，故 C 正确； D.地面对运动员的力的作用点没位移，故做功为 0，故 D 错误。故选 C。 2.【答案】C 【解析】对子弹、滑块 A、B 和弹簧组成的系统，A、B 速度相等时弹簧被压缩到最短。 设 B 的质量为 4m，子弹质量为 m，A 的质量为 3m 根据动量守恒定律可得： ݉ ݉ 由此解得： ，故 ABD 错误，C 正确。故选 C。 3.【答案】C 【解析】A.在 .数 时，振子的位移为正，但向平衡位置运动，即速度方向为负，故振子 的位移和速度方向相反，故 A 错误； B.根据胡克定律 ʹ 可知在 时，振子所受的回复力大小为 2N，故 B 错误； C.在 1.数 时，弹簧振子的位移大小最大，弹性势能最大，故 C 正确； D.根据图像可知弹簧振子的周期为 ，故振子的振动方程为 ，故 D 错误。 故选 C。 4.【答案】A 【解析】 ൮. 根据受迫振动的特点可知，当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最 大，产生共振现象，故 A 正确，C 错误； B.弹簧振子的周期公式为 ʹ ，与弹簧的劲度系数和振子的质量均有关，故 B 错误； D.阻尼振动是振幅不断减小的振动，而振幅是振动能量的标志，所以阻尼振动中机械能也不断 减小，阻尼振动一定不是简谐运动，故 D 错误。故选：A。 5.【答案】A 【解析】A.振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，回复力 为零，加速度为零，故 A 正确； B.在 A、B 位置时，速度为零，动能最小，位移最大，回复力最大，加速度最大，故 B 错误； C.由于回复力指向平衡位置，所以振子从 A 经 O 到 B 的过程中，回复力先做正功，后做负功， 速度先增大后减小，故 C 错误； D.小球从 B 到 O 的过程中，弹簧的形变量减小，则弹性势能不断减小，故 D 错误。故选 A。 6.【答案】D 【解析】A.在 1 ∼ 时间内，由于振子的位移为正，图线的斜率为负，物块 m 的速度和所受摩 擦力都沿负方向，但速度在增大，而摩擦力在减小，故 A 错误； B.从 1 时刻开始计时，接下来 内，两物块通过的路程不一定为 A，故 B 错误； C.在某段时间内，两物块速度增大时，位移减小，加速度一定减小，故 C 错误； D.根据能量守恒两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走 m，则 M 的振幅不变，故 D 正确。 故选 D。 7.【答案】A 【解析】A.由于两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a 光的临界角大于 b 光的临界角； 由临界角与折射率的关系： ，可知 a 光的折射率较小，故二者以相同的入射角从 空气斜射入水中时，由折射定律可知 a 光的折射角大，A 正确； B.当二者分别通过同一双缝干涉装置时，由相邻明文间距： ，由于 a 光的折射率较小， 第 1 页，共 16 页 由折射率与频率的关系可知，其频率也较小，再由波长与频率关系可知，其波长较长，故由表 达式可知，a 光形成的相邻亮条纹间距大，B 错误； C.根据 ݏ 可知， 光的折射率小于 光的折射率，故 a 的传播速度大于 b 的传播速度，C 错误； D.由光的折射率、频率、偏折程度、波长的变化规律可知，折射率越小，其在三棱镜通过时的 偏折程度越小；故通过同一玻璃三棱镜时，由于 a 光的折射率较小，故其偏折程度小，D 错 误。故选 A。 8.【答案】B 【解析】略 9.【答案】BD 【解析】A.设小球离开小车时，小球的速度为 1 ，小车的速度为 ， 整个过程中动量守恒，以向左为正方向， 由动量守恒定律得： 1 ݉ ， 由动能守恒定律得： 1 1 1 ݉ 1 ， 联立解得： 1 ， ，即小球与小车分离后二者交换速度， 所以小球与小车分离后做自由落体运动，故 A 错误，B 正确。 D.对小车运用动能定理得，小球对小车做功： 1 1 ，故 D 正确。 C.当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为 h， 系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得： 由机械能守恒定律得； 1 1 ݉ ，解得： ，故 C 错误。 故选 BD。 10.【答案】AC 【解析】A.由平移法可知：图示时刻 6 处质点的起振方向向下， 处质点的起振 方向向上，所以两波源的起振方向相反，故 A 正确； B.两列波的波速均为 Ȁ ，绳端 P 形成的波波长为 4m，绳端 Q 形成的波波长也为 4m， 由波速公式 知，两列波的频率均为 .数 ，频率相同，叠加区域有稳定干涉图样，故 B 错误； D.叠加稳定时两波源间与两波源路程差等于半个波长偶数倍的各点振动加强，振幅为 30cm， 设某点是振动加强点，到两个波源的距离分别为 1 和 ，则有： 1 ݉ 1 ݏ ݏ解得： 1 ݏ ݉ 1 ，由于 1 ，故 n 值可取 0、 1 、 、 、 不含波源 时 有 9 处振动加强点，故 D 错误； C.在 6 时两波形成的波形图如图所示， 根据图象可知，a、b、c、e、f 这 5 个点的位移为 1 ，故 C 正确。故选 AC。 11.【答案】AC 【解析】A.如果 位置的质点离波源较近，说明波沿 x 轴正方向传播，则这两点之间的距 离满足 1 1 ݉ ݏ 即： 11 ݉ݏ ，其中 n 为正整数，即：当 ݏ 时， ，故 A 正确； B.若波沿 x 轴正方向传播，则这两点之间的距离满足 1 1 ݉ ݏ 即： 11 ݉ݏ ，波速： 1 ݏ݉1 Ȁ ，其中 n 为正整数，若 .Ȁ ， ݏ 1 ，但此时 1 数 1 ，故 B 错误； C.若波沿 x 轴负方向传播，则这两点之间的距离满足 1 ݉ ݏ 即： 1 ݉ݏ ，波速： 1 ݏ݉ Ȁ ，其中 n 为正整数，若 1 Ȁ ， ݏ ，此时 1 ，所以该波 第 1 页，共 16 页 的波速可能为 1 Ȁ ，故 C 正确； D.如果 1 位置的质点离波源较近，说明波沿 x 轴负方向传播，则这两点之间的距离满 足 1 ݉ ݏ 即： 1 ݉ݏ ，其中 n 为正整数，即：当 ݏ 1 时， 1 ，故 D 错误； 12.【答案】AC 【解析】由 图象可知，碰撞前有：A 球的速度 1 Ȁ Ȁ ，B 球的速度 Ȁ Ȁ碰撞后有：A、B 两球的速度相等，为 Ȁ 1Ȁ ； 对 A、B 组成的系统，A、B 两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前后都是做匀速直线运动， 所以系统的动量守恒， 碰撞前后 A 的动量变化为： ʹ Ȁ根据动量守恒定律，碰撞前后 A 的动量变化为： ʹ Ȁ又： ，所以： ʹ所以 A 与 B 碰撞前的总动量为： 总 ݉ 1 ʹ Ȁ由动量定理可知，碰撞时 A 对 B 所施冲量为： ʹ Ȁ 碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的动能： ʹ 1 ݉ 1 1 ݉ ，代入数 据解得： ʹ 1： ，故 AC 错误，BD 正确。 选错误的，故选 AC。 13.【答案】AD 【解析】A.在 E 点作出法线可知入射角为 6 ，折射角为 ，由折射定律可知折射率 ݏ sin sin ，故 A 正确； B.由 sin൮ 1 ݏ 可知全反射的临界角大于 ，由光路可知，在边 BM 上的入射角等于 ，小 于全反射的临界角，故不会发生全反射，故 B 错误； C.根据公式 ݏ 空 介 空 介 ，得 介 空 ݏ ，可知光从空气进入棱镜，波长变短，故 C 错误； D.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束的夹角为 6 ，D 正确。故选 AD。 14.【答案】ABC 【解析】A.根据波长越长的，衍射条纹间距越宽，从而即可求得 a 波长大于 b 波长，故 A 正确； B.a 波长大于 b 波长，a 折射率小于 b 折射率，通过 ݏ 比较出在同一介质中 a 光的传播速度 比 b 光快，故 B 正确； C.a 波长大于 b 波长，由 得，a 光的间距大于 b 光，在光屏上 b 光亮纹的条数更多，故 C 正确； D.光从空气中射向玻璃时，是从光疏介质到光密介质，不会发生全发射，故 D 错误。 故选 ABC。 15.【答案】C 1 1 ݉ ݉ 【解析】解： 1 为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量；为使两球发 生正碰，两球半径应相等；故选：C； 图 1 所示可知，P 是入射球碰撞前的落点，M 是入射球碰撞后的落点，N 是被碰球碰撞后 的落点， 实验需要验证： 11 11 ݉ ，两边同时乘以小球做平抛运动的时间 t， 11 11 ݉ ， 则： 1 1 ݉ ， 实验需要验证的表达式是： 1 1 ݉ ； 由实验可知：在误差允许范围内，小球 A 与 B 在碰撞过程中系统动量守恒． 小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律，有： 1 1 ݉ 1 1 1 1 ݉ 1 第 1 页，共 16 页 联立消去质量可得： ݉ 故答案为： 1൮ ； 1 1 ݉ ； ݉ 16.【答案】 1数.9 ； ݏ1 ݉ ； ； 【解析】 1 螺旋测微器的主尺读数为 数.数 ，可动刻度读数为 .1 . . ， 则最终读数为 数.9 ； 由题，从单摆运动到最低点开始计时且记数为 1，到第 n 次经过最低点所用的时间内为 t， 则单摆全振动的次数为 ݏ1 ，周期为： ݏ1 ； 单摆的长度为 ݉ . 由单摆的周期公式 得： ݏ1 ݉ ； A、公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作 为摆线．故 A 正确； B、为了减小误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时．故 B 错误； C、为了减小误差，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的．故 C 错误； D、应用图象法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期 T 和摆长 L，作 关系图 象来处理数据，故 D 正确；故选：AD 故答案为： 1数.9 ； ݏ1 ݉ ； ； 17.【答案】解： 1 若波向右传播，则 ݏ ݉ .1ݏ 1， ......得 1ݏ ݉ Ȁݏ 1， ......若波向左传播，则 ݏ ݉ 1 .1ݏ 1， ......的 1ݏ ݉ 1Ȁݏ 1， ...... 若波向右传播， 1ݏ ݉ Ȁ 1Ȁ得 ݏ .数若波向左传播， 1ݏ ݉ 1Ȁ 1Ȁ得 ݏ 数故该波向左传播 处的质点在 时刻向下振动 该波的周期 1数 则 得 .ݏ1数 ݉ 18.【答案】解： 1 光路图如图所示： 光线在 BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角 C sin൮ 1 ݏ ， cos൮ ݏ1 ݏ 光线在 AB 界面上发生折射，折射角 9 ൮ 由几何关系得 sin cos൮ 由折射定律得 ݏ sin1 sin 由以上几式联立解得 ݏ 6 。 光速 ݏ 6 1 Ȁ 19.【答案】解： 1 由题图乙知，C 与 A 碰前速度为 1 9Ȁ ，碰后速度大小为 Ȁ ， C 与 A 碰撞过程动量守恒，则有 ൮1 ݉ ൮ 解得： ൮ ʹ 根据能量守恒可知： 1 1 ݉ ൮ ：取水平向左为正方向，根据动量定理可得： ݉ ൮ ݉ ൮ 6 由题图可知，12s 时 B 离开墙壁，此时 A、C 的速度大小 Ȁ ，之后 A、B、C 及弹簧 第 16 页，共 16 页 组成的系统动量和机械能守恒，且当 A、C 与 B 的速度相等时，弹簧弹性势能最大，则有 ݉ ൮ ݉ ݉ ൮ 1 ݉ ൮ 1 ݉ ݉ ൮ ݉ 解得： 9：