2021-2022新教材粵教版物理選擇性必修第一冊(cè)模塊檢測(cè)WORD版含解析

模塊達(dá)標(biāo)驗(yàn)收(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，共40分。第1～8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，每小題3分；第9～12小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，每小題4分，全選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．一單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，在偏角增大的過程中，擺球的()A．位移減小 B．速度增大C．回復(fù)力增大 D．機(jī)械能增大解析：選C擺球做簡諧運(yùn)動(dòng)，在平衡位置處位移為零，在擺角增大的過程中，擺球的位移增大，速度減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在擺角增大的過程中，擺球受到的回復(fù)力增大，選項(xiàng)C正確；單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，所以在擺角增大的過程中，擺球機(jī)械能保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(2020·北京西城區(qū)模擬)2020年我國進(jìn)入5G萬物互聯(lián)的商用網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代，所謂5G是指第五代通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段的無線電波。而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G，其頻段范圍是1880～2635MHz。5G相比4G技術(shù)而言，其數(shù)據(jù)傳輸速度提升了數(shù)十倍，容量更大，時(shí)延大幅度縮短到1毫秒以內(nèi)，為產(chǎn)業(yè)革命提供了技術(shù)支撐。根據(jù)以上內(nèi)容結(jié)合所學(xué)知識(shí)，判斷下列說法正確的是()A．4G信號(hào)是縱波，5G信號(hào)是橫波B．4G信號(hào)和5G信號(hào)相遇能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象C．4G信號(hào)比5G信號(hào)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．4G信號(hào)比5G信號(hào)在真空中的傳播速度小解析：選C電磁波均為橫波，A錯(cuò)誤；兩種不同頻率的波不能發(fā)生干涉，B錯(cuò)誤；5G信號(hào)的頻率比4G信號(hào)的頻率高，則4G信號(hào)的波長比5G信號(hào)的波長長，故4G信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C正確；任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故4G信號(hào)與5G信號(hào)在真空中的傳播速度相同，D錯(cuò)誤。3．蜘蛛捕食是依靠昆蟲落在絲網(wǎng)上引起的振動(dòng)準(zhǔn)確判斷昆蟲的方位。已知絲網(wǎng)固有頻率為f0，某昆蟲掉落在絲網(wǎng)上掙扎時(shí)振動(dòng)頻率為f，則該昆蟲落在絲網(wǎng)上時(shí)()A．f增大，則絲網(wǎng)振幅增大B．f減小，則絲網(wǎng)振幅減小C．昆蟲引起絲網(wǎng)振動(dòng)的頻率為f0D．絲網(wǎng)和昆蟲掙扎振動(dòng)周期相同解析：選D昆蟲掉落在絲網(wǎng)上掙扎時(shí)，絲網(wǎng)做受迫振動(dòng)，f與固有頻率f0越接近，絲網(wǎng)的振幅越大，由于f與f0的關(guān)系不確定，無法確定絲網(wǎng)振幅的變化，A、B錯(cuò)誤；絲網(wǎng)做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與昆蟲掙扎頻率f相同，振動(dòng)周期也和昆蟲掙扎周期相同，C錯(cuò)誤，D正確。4．如圖所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直ab面入射，有光線從ab面射出。以O(shè)點(diǎn)為圓心，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過θ角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚的折射率為()A．eq\f(1,sin\f(θ,2)) B．eq\f(1,sinθ)C．eq\f(1,sin2θ) D．eq\f(1,2sinθ)解析：選B由題意知，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過θ角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，說明光線發(fā)生了全反射，此時(shí)的入射角恰好等于臨界角，即有i＝C，而入射角i＝θ，則臨界角C＝θ。由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，得n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sinθ)，故B選項(xiàng)正確。5．(2020·山東濟(jì)南期末)地動(dòng)儀是世界上最早的感知地震裝置，由我國杰出的科學(xué)家張衡制成，早于歐洲1700多年。如圖所示，一現(xiàn)代仿制的地動(dòng)儀，龍口中的銅珠到蟾蜍口的距離為20cm，當(dāng)感知到地震時(shí)，質(zhì)量為50g的銅珠(初速度為零)離開龍口，落入蟾蜍口中，與蟾蜍口碰撞時(shí)間約為1ms，則銅珠對(duì)蟾蜍口產(chǎn)生的平均沖擊力大小約為()A．1N B．10NC．100N D．1000N解析：選C銅珠做自由落體運(yùn)動(dòng)，落到蟾蜍口的速度為v＝eq\r(2gh)＝2m/s，以豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得Ft－mgt＝0－(－mv)，代入數(shù)據(jù)解得F≈100N，故選項(xiàng)C正確。6．一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()A．0.5m B．1.5mC．2.5m D．3.5m解析：選C由題圖乙可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移在－0.2～－0.1m之間，振動(dòng)方向向下；由題圖甲可知，質(zhì)點(diǎn)在x＝2m與x＝3m之間，選項(xiàng)C正確。7．兩列平面簡諧橫波在空中疊加，其中簡諧橫波a(圖中虛線所示)沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b(圖中實(shí)線所示)沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是20m/s，t＝0時(shí)，這兩列波的波動(dòng)圖像如圖所示，那么位于x＝45m處的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰的時(shí)間和第一次處于平衡位置的時(shí)間分別是()A．1.50s,0.25s B．0.25s,0.75sC．0.50s,0.75s D．0.75s,0.25s解析：選B從題圖上可知兩波波長均為λ＝40m，故T＝eq\f(λ,v)＝2s，a波或b波的波峰第一次傳到P點(diǎn)，均需要t＝eq\f(5,20)s＝0.25s，而平衡位置狀態(tài)傳到P需要t′＝eq\f(15,20)s＝0.75s，選項(xiàng)B正確。8．(2020·河北衡水調(diào)研)如圖所示，某中學(xué)航天興趣小組的同學(xué)將靜置在地面上的質(zhì)量為M(含水)的自制“水火箭”釋放升空，在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的水以相對(duì)地面為v0的速度豎直向下噴出。已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，下列說法正確的是()A．火箭的推力來源于火箭外的空氣對(duì)它的反作用力B．水噴出的過程中，火箭和水機(jī)械能守恒C．火箭獲得的最大速度為eq\f(Mv0,M－m)D．火箭上升的最大高度為eq\f(m2v\o\al(2,0),2gM－m2)解析：選D火箭的推力來源于向下噴出的水對(duì)火箭的反作用力，A錯(cuò)誤；水噴出的過程中，火箭內(nèi)氣體做功，火箭及水的機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；在噴水的極短時(shí)間內(nèi)，火箭和水的重力以及空氣阻力可忽略不計(jì)，在豎直方向動(dòng)量守恒，在水噴出后的瞬間，火箭獲得的速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有(M－m)v－mv0＝0，解得v＝eq\f(mv0,M－m)，C錯(cuò)誤；水噴出后，火箭豎直向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有2gh＝v2，解得h＝eq\f(m2v\o\al(2,0),2gM－m2)，D正確。9．如圖所示，帶有擋板的小車質(zhì)量為m，上表面光滑，靜止于光滑水平面上。輕質(zhì)彈簧左端固定在小車上，右端處于自由伸長狀態(tài)。質(zhì)量也為m的小球，以速度v從右側(cè)滑上小車，在小球剛接觸彈簧至與彈簧分離過程中，以下判斷正確的是()A．彈簧的最大彈性勢(shì)能為eq\f(1,4)mv2B．彈簧對(duì)小車做的功為eq\f(1,4)mv2C．彈簧對(duì)小球沖量的大小為mvD．彈簧對(duì)小球沖量的大小為eq\f(1,2)mv解析：選AC彈簧有最大彈性勢(shì)能時(shí)，小球和小車有共同的速度，由動(dòng)量守恒可知，mv＝2mv共，由機(jī)械能守恒定律可得Ep＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,共)＝eq\f(1,4)mv2，A正確；從小球接觸彈簧到與彈簧分離，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可知，mv＝mv1＋mv2，eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，得v1＝0，v2＝v，由動(dòng)能定理知彈簧對(duì)小車做的功等于小車增加的動(dòng)能，W＝ΔEk＝eq\f(1,2)mv2，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理知，彈簧對(duì)小車的沖量等于小車動(dòng)量的變化量，I＝mv－0＝mv，C正確，D錯(cuò)誤。10．一個(gè)物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期是T，振幅是A，那么該物體()A．在任意eq\f(T,4)內(nèi)通過的路程一定等于AB．在任意eq\f(T,2)內(nèi)通過的路程一定等于2AC．在任意eq\f(3T,4)內(nèi)通過的路程一定等于3AD．在任意T內(nèi)通過的路程一定等于4解析：選BD物體做簡諧運(yùn)動(dòng)，簡諧運(yùn)動(dòng)是變加速直線運(yùn)動(dòng)，物體在任意eq\f(T,4)內(nèi)通過的路程不一定等于A，故A錯(cuò)誤；物體做簡諧運(yùn)動(dòng)，在任意eq\f(T,2)內(nèi)通過的路程一定等于2A，故B正確；物體做簡諧運(yùn)動(dòng)，在任意eq\f(3T,4)內(nèi)通過的路程不一定等于3A，故C錯(cuò)誤；物體做簡諧運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期內(nèi)完成一次全振動(dòng)，位移為零，路程為4A，故D正確。11．用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣如圖所示，現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡，光的傳播路徑與方向可能正確的是()解析：選AD因?yàn)閱紊庑鄙淙肫叫胁ＡТu時(shí)的出射光線應(yīng)平行入射光線，故B錯(cuò)誤；根據(jù)干涉圖樣，a光的干涉條紋間距較大，所以a光的波長較長，在同種介質(zhì)中的折射率較小，故沿相同方向斜射入平行玻璃磚時(shí)a光的側(cè)移量小，A正確；由于三棱鏡對(duì)a光的折射率小，臨界角較大，則更不易發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤，D正確。12．(2020·浙江7月選考)如圖所示，x軸上－2m、12m處有兩個(gè)振動(dòng)周期均為4s、振幅均為1cm的相同的波源S1、S2，t＝0時(shí)刻兩波源同時(shí)開始豎直向下振動(dòng)，產(chǎn)生波長均為4m且沿x軸傳播的簡諧橫波。P、M、Q分別是x軸上2m、5m和8.5m的三個(gè)點(diǎn)，下列說法正確的是()A．6.0s時(shí)，P、M、Q三點(diǎn)均已振動(dòng)B．8.0s后M點(diǎn)的位移始終是2cmC．10.0s后P點(diǎn)的位移始終是0D．10.5s時(shí)Q點(diǎn)的振動(dòng)方向豎直向下解析：選CD由題可知波速v＝eq\f(λ,T)＝1m/s，經(jīng)6.0s，兩波沿傳播方向傳播6m，而M點(diǎn)離左、右兩波源距離均為7m，所以此時(shí)M點(diǎn)未振動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；8.0s時(shí)，兩波均經(jīng)過M點(diǎn)，M點(diǎn)到兩波源距離相等，M點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，即振幅為2cm，仍做簡諧運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；10.0s時(shí)，兩波均經(jīng)過P點(diǎn)，P點(diǎn)到兩波源的路程差6m＝eq\f(3,2)λ，P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，P點(diǎn)始終處于平衡位置，則10.0s后P點(diǎn)位移始終為0，C正確；10.5s時(shí)，僅有S1時(shí)，Q點(diǎn)位于平衡位置且將要向下振動(dòng)，僅有S2時(shí)，Q點(diǎn)位于波峰處且將要向下振動(dòng)，故10.5s時(shí)Q的振動(dòng)方向豎直向下，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共14分)13．(6分)(2020·浙江7月選考)某同學(xué)用單擺測(cè)量重力加速度。(1)為了減少測(cè)量誤差，下列做法正確的是________。A．?dāng)[的振幅越大越好B．?dāng)[球質(zhì)量大些、體積小些C．?dāng)[線盡量細(xì)些、長些、伸縮性小些D．計(jì)時(shí)的起、止位置選在擺球達(dá)到的最高點(diǎn)處(2)改變擺長，多次測(cè)量，得到周期平方與擺長的關(guān)系圖像如圖所示。所得結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎迪喾l(fā)現(xiàn)其延長線沒有過原點(diǎn)，其原因可能是________。A．測(cè)周期時(shí)多數(shù)了一個(gè)周期B．測(cè)周期時(shí)少數(shù)了一個(gè)周期C．測(cè)擺長時(shí)直接將擺線的長度作為擺長D．測(cè)擺長時(shí)將擺線的長度加上擺球的直徑作為擺長解析：(1)單擺只有在最大擺角小于5°時(shí)，其振動(dòng)才可以視為簡諧運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。擺球的質(zhì)量大些、體積小些，可以減小振動(dòng)時(shí)空氣阻力的影響，可以減小測(cè)量誤差，選項(xiàng)B正確。擺線盡量細(xì)些，可減小擺線質(zhì)量的影響；擺線盡量長些，可保證最大擺角小于5°；伸縮性小些，可使擺動(dòng)過程中擺長保持不變。選項(xiàng)C正確。由于擺球在通過最低位置時(shí)速度最大，計(jì)時(shí)的起、止位置選在擺球達(dá)到的最低位置，有利于減小計(jì)時(shí)誤差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)設(shè)擺線長為L，擺球半徑為r，則單擺的周期公式為T＝2πeq\r(\f(L＋r,g))，變化為T2＝eq\f(4π2L＋r,g)。對(duì)照題圖所示的圖像，圖像斜率k＝eq\f(4π2,g)。實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎迪嗟?，說明實(shí)驗(yàn)測(cè)量符合要求，圖像延長線沒有過原點(diǎn)，說明測(cè)量擺長時(shí)直接將擺線長度作為擺長，故C正確。答案：(1)BC(2)C14．(8分)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑塊A，滑塊A勻速通過光電門甲，與靜止在兩光電門間的滑塊B相碰，碰后滑塊A、B先后通過光電門乙，采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。(最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力)(1)下列所列物理量哪些是必須測(cè)量的________。A．滑塊A的質(zhì)量mA、滑塊B的質(zhì)量mBB．遮光片的寬度d(滑塊A與滑塊B上的遮光片寬度相等)C．本地的重力加速度gD．滑塊A、B與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μE．滑塊A、B上遮光片通過光電門的時(shí)間(2)滑塊A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μA、μB，質(zhì)量分別為mA、mB，要完成本實(shí)驗(yàn)，它們需要滿足的條件是________。A．μA>μBmA>mB B．μA>μBmA<mBC．μA＝μBmA>mB D．μA<μBmA<mB(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要先調(diào)節(jié)斜面的傾角，應(yīng)使_________________________________________________________________________________________________________________。(4)若光電門甲的讀數(shù)為t1，光電門乙先后的讀數(shù)為t2、t3，用題目中給定的物理量符號(hào)寫出動(dòng)量守恒的表達(dá)式____________________________________________________________。解析：(1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒只需驗(yàn)證eq\f(mA,t1)是否與eq\f(mA,t3)＋eq\f(mB,t2)相等，不需要測(cè)量遮光片的寬度、重力加速度g。由于滑塊勻速滑動(dòng)，重力的分力與摩擦力平衡，不需測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)μ，只要測(cè)出滑塊的質(zhì)量和遮光時(shí)間，故A、E正確。(2)要滿足動(dòng)量守恒，系統(tǒng)在沿斜面方向上的合外力為零，有mgsinθ＝μmgcosθ，μ＝tanθ，物塊A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，由題意可知碰撞后兩滑塊均向下滑動(dòng)，則mA>mB，C正確。(3)同一滑塊下滑時(shí)通過兩光電門的時(shí)間相等即可。(4)由動(dòng)量守恒有mAvA＝mAvA′＋mBvB，vA、vA′、vB由通過光電門的時(shí)間與遮光片寬度來表達(dá)，即mAeq\f(d,t1)＝mAeq\f(d,t3)＋mBeq\f(d,t2)，化簡得eq\f(mA,t1)＝eq\f(mA,t3)＋eq\f(mB,t2)。答案：(1)AE(2)C(3)滑塊下滑通過兩光電門所用時(shí)間相等(意思相近也給分)(4)eq\f(mA,t1)＝eq\f(mA,t3)＋eq\f(mB,t2)三、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)15．(8分)(2020·武漢外國語學(xué)校高二檢測(cè))如圖所示，OA為一單擺，B是穿在一根較長細(xì)線上的小球，讓OA偏離豎直方向一很小的角度，在放手讓A球向下擺動(dòng)的同時(shí)，另一小球B從與O點(diǎn)等高處由靜止開始下落，當(dāng)A球擺到最低點(diǎn)時(shí)，B球也恰好到達(dá)與A同一水平面處，求B球下落時(shí)受到的細(xì)線的阻力大小與B球重力大小之比。(g取10m/s2，π2＝10)解析：單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))①A球擺到最低點(diǎn)所用的時(shí)間t＝(2n＋1)eq\f(T,4)(n＝0,1,2,3，…)②由牛頓第二定律知，B的加速度a＝eq\f(mg－f,m)③由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有L＝eq\f(1,2)at2④由①②③④式解得eq\f(f,mg)＝1－eq\f(0.8,2n＋12)(n＝0,1,2,3，…)。答案：1－eq\f(0.8,2n＋12)(n＝0,1,2,3，…)16．(8分)一振動(dòng)片以頻率f做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為eq\f(3,8)l。求：(1)波的波長；(2)波的傳播速度。解析：(1)設(shè)與c點(diǎn)最近的振幅極大點(diǎn)為d，則ad＝l－eq\f(3,8)l＝eq\f(5,8)lbd＝eq\r(cd2＋bc2－2bc×cdcos60°)＝eq\f(7,8)l根據(jù)干涉加強(qiáng)點(diǎn)距離差的關(guān)系，有Δx＝bd－ad＝nλ，對(duì)于點(diǎn)d：n＝1，即Δx＝bd－ad＝λ＝eq\f(1,4)l所以波長為eq\f(1,4)l。(2)由于受迫振動(dòng)的頻率取決于受迫源的頻率，波的頻率為f。由v＝λf知，v＝eq\f(1,4)fl。答案：(1)eq\f(1,4)l(2)eq\f(1,4)fl17．(14分)如圖所示，某種材料制成的半球體，左側(cè)面鍍有水銀，CD為半球底面直徑，O為球心，直線OB垂直CD，且與半球面交于B點(diǎn)?，F(xiàn)有一單色光平行BO方向從球面上的A點(diǎn)射入半球，經(jīng)CD面反射后恰好從B點(diǎn)射出半球。半球的半徑為R，入射時(shí)單色光線與OB的距離d＝eq\f(\r(3),2)R，透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎蕁＝eq\r(3)，不考慮單色光在B點(diǎn)的反射。(1)求單色光從B點(diǎn)射出時(shí)的折射角α；(2)已知光在真空中的傳播速度為c，求單色光在半球內(nèi)傳播的總時(shí)間t。解析：(1)該單色光在半球內(nèi)傳播的光路如圖所示，設(shè)光在A點(diǎn)的入射角為θ1，則有sinθ1＝eq\f(d,R)＝eq\f(\r(3),2)，可得θ1＝60°。設(shè)折射角為θ2，則有n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，可得θ2＝30°，由幾何關(guān)系可知，光線在B點(diǎn)的入射角θ3＝30°，在B點(diǎn)，由n＝eq\f(sinα,sinθ3)，可得α＝60°。(2)由圖可知eq\f(OE,R)＝tanθ3，EF＝OF－OE＝eq\f(\r(3),2)R－eq\f(\r(3),3)R＝eq\f(\r(3),6)R，AE＝2EF＝eq\f(\r(3),3)R，又EB＝eq\f(2\r(3),3)R。所以光線在球內(nèi)的總路程為s＝AE＋EB＝eq\r(3)R，光線在球內(nèi)的傳播速度大小為v＝eq\f(c,n)＝eq