高中物理新教材同步選擇性必修第一冊 綜合檢測(二)同步講義

綜合檢測(二)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分，其中1～6題為單項選擇題，7～12題為多項選擇題)1.下列說法正確的是()A.單擺的振動周期與其質(zhì)量有關(guān)B.聲波從空氣進(jìn)入水中，波長不變，波速變快C.光波從空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波長變短D.聲波只能在空氣中傳播答案C解析根據(jù)T＝2πeq\r(\f(L,g))可知，單擺的振動周期與其質(zhì)量無關(guān)，選項A錯誤；聲波可以在其他介質(zhì)比如水、金屬中傳播，且聲波從空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波速變大，則波長變長，選項B、D錯誤；光波從空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波速變小，波長變短，選項C正確.2.(2018·甘肅省會寧二中月考)小球質(zhì)量為2m，在光滑的水平面上以速度v沿水平方向撞擊豎直墻壁，以0.8v的速度反彈回來，球與墻的撞擊時間為t，則在撞擊過程中，球?qū)Φ钠骄饔昧Φ拇笮∈?)A.eq\f(2mv,5t)B.eq\f(18mv,5t)C.eq\f(8mv2,5t)D.eq\f(18mg2,5t)答案B解析以初速度方向為正，根據(jù)動量定理得：eq\x\to(F)t＝－0.8v×2m－2mv，解得eq\x\to(F)＝－eq\f(18mv,5t)，選項B正確，A、C、D錯誤.3.登山運(yùn)動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p傷視力.有人想用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.1×1014Hz，那么他設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是()A.9.25×10－8mB.1.85×10－7mC.1.23×10－7mD.6.18×10－8m答案C解析為了減小紫外線對眼睛的傷害，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光疊加后加強(qiáng)，則路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即4.如圖1所示，光滑圓形管道固定在豎直面內(nèi)，直徑略小于管道內(nèi)徑、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，A球從管道最高處由靜止開始沿管道下滑，與靜止于管道最低處的B球相碰，碰后A、B球均能剛好到達(dá)與管道圓心O等高處，則兩小球質(zhì)量的比值為()圖1A.eq\r(2)＋1B.eq\r(2)－1C.1D.eq\r(2)答案B解析由mgR＝eq\f(1,2)mv2可得兩球碰后的速度大小v＝eq\r(2gR)，碰撞前A球下滑到最低點(diǎn)的速度大小設(shè)為v0，由機(jī)械能守恒定律得mAg·2R＝eq\f(1,2)mAv02，碰撞過程中由動量守恒定律可得mAv0＝mBv－mAv，聯(lián)立以上三式可解得eq\f(mA,mB)＝eq\r(2)－1，B正確.5.如圖2所示，空氣中有兩塊材質(zhì)不同、上下表面平行的足夠大的透明玻璃板平行放置；一束由紅、藍(lán)兩種色光混合而成的細(xì)光束，從空氣中以某一角度θ(0°<θ<90°)入射到第一塊玻璃板的上表面.下列說法錯誤的是()圖2A.在第一塊玻璃板下表面一定有出射光B.在第二塊玻璃板下表面一定沒有出射光C.第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行D.第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)答案B解析光線從第一塊玻璃板的上表面射入，在第一塊玻璃板中的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理可知，光在第一塊玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二塊玻璃板下表面也一定有出射光，A正確，B錯誤；因為光在玻璃板中的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理知，下表面的出射光的折射角和開始在上表面的入射角相等，即兩光線平行，所以第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行，C正確；根據(jù)光線在玻璃板中發(fā)生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)，D正確.6.(2018·廈門一中高二下學(xué)期期中)一列向右傳播的簡諧橫波t0＝0時刻的波形如圖3所示，波速v＝5m/s，從t＝5s時刻開始掃描質(zhì)點(diǎn)A的振動圖象如圖所示，其中最符合實(shí)際的是()圖3答案D解析簡諧橫波向右傳播，由波形平移法可知t0＝0時刻質(zhì)點(diǎn)A的振動方向向下.由題圖讀出波長λ＝20m，則周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,5)s＝4s，因為t＝5s＝1eq\f(1,4)T，所以質(zhì)點(diǎn)A在t＝5s時刻到達(dá)平衡位置下方，速度方向向下，正向波谷運(yùn)動，所以從t＝5s時刻開始掃描質(zhì)點(diǎn)A的振動圖象，D圖最符合實(shí)際.7.(2018·北京101中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖4所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光.比較a、b、c三束光，可知()圖4A.當(dāng)它們在真空中傳播時，c光的波長最短B.當(dāng)它們在玻璃中傳播時，c光的速度最大C.若它們都從玻璃射向空氣，c光發(fā)生全反射的臨界角最大D.對同一雙縫干涉裝置，c光干涉條紋之間的距離最小答案AD解析由題圖可知，c光的偏折程度最大，則玻璃對c光的折射率最大，頻率最大，根據(jù)λ＝eq\f(c,f)知，在真空中c光的波長最短，A正確；根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，c光在玻璃中傳播的速度最小，B錯誤；根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)知，c光發(fā)生全反射的臨界角最小，C錯誤；c光的頻率最大，則波長最小，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，c光干涉條紋之間的距離最小，D正確.8.(2017·浙江11月選考)有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉.如圖5所示，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，e、g是a、d連線上的兩點(diǎn)，其中e為連線的中點(diǎn)，則()圖5A.a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng)，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動減弱B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4AC.從圖示時刻經(jīng)過半個周期，g處的質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期，d處的質(zhì)點(diǎn)振幅恰好為零答案ABC解析由題意可知兩列波滿足發(fā)生干涉的條件，a、d兩點(diǎn)分別為波谷與波谷疊加和波峰與波峰疊加，屬于振動加強(qiáng)點(diǎn)，而b、c兩點(diǎn)為波峰與波谷疊加，屬于振動減弱點(diǎn)，選項A正確；由題圖可知，e、g均為振動加強(qiáng)點(diǎn)，題圖所示時刻，e點(diǎn)處在平衡位置，經(jīng)過半個周期后，e處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4A，選項B正確；題圖所示時刻g處質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置振動，半個周期后加速向平衡位置運(yùn)動，選項C正確；d處質(zhì)點(diǎn)振動的振幅為偏離平衡位置的最大距離，是一定值2A，不會發(fā)生變化，選項D錯誤.9.(2016·天津卷)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動，其表達(dá)式為y＝5sin(eq\f(π,2)t)，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖象如圖6所示，則()圖6A.此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B.M點(diǎn)在此后第3s末的振動方向沿y軸正方向C.波源開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需時間是2s答案AB解析波的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,\f(π,2))s＝4s，波長λ＝8m，波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，則再經(jīng)過6s，波傳播的距離為x＝vt＝12m，該波傳到x＝24m處，選項A正確；M點(diǎn)在此時振動方向沿y軸負(fù)方向，則此后第3s末，即經(jīng)過了eq\f(3,4)T，該點(diǎn)的振動方向沿y軸正方向，選項B正確；因波傳到x＝12m處時，質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動，故波源開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸正方向，選項C錯誤；M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m位置時，所需的時間小于eq\f(T,2)＝2s，選項D錯誤.10.如圖7所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波，實(shí)線為t＝0時刻的波形圖，虛線為t＝0.2s時刻的波形圖.已知該波的波速是v＝0.8m/s，則下列說法正確的是()圖7A.這列波的波長為10cmB.這列波的周期為0.15sC.這列波可能沿x軸正方向傳播D.在t＝0時刻，x＝4cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向答案BD解析由題圖可知，這列波的波長為12cm，選項A錯誤；由v＝eq\f(λ,T)得，這列波的周期T＝eq\f(λ,v)＝0.15s，選項B正確；t＝0.2s＝1eq\f(1,3)T，由題圖可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，選項C錯誤；由“同側(cè)法”知，t＝0時刻，x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)的速度沿y軸負(fù)方向，選項D正確.11.(2018·復(fù)旦附中高二期中)如圖8所示，質(zhì)量相等的兩個滑塊位于光滑水平桌面上.其中彈簧兩端分別與靜止的滑塊N和擋板P相連接，彈簧與擋板的質(zhì)量均不計，滑塊M以初速度v0向右運(yùn)動，它與擋板P碰撞后開始壓縮彈簧，最后滑塊N以速度v0向右運(yùn)動.在此過程中()圖8A.M的速度等于0時，彈簧的彈性勢能最大B.M與N具有相同的速度時，兩滑塊動能之和最小C.M的速度為eq\f(v0,2)時，彈簧的長度最長D.M的速度為eq\f(v0,2)時，彈簧的長度最短答案BD解析M、N兩滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)在整個過程中動量守恒，當(dāng)M與N具有相同的速度eq\f(v0,2)時，彈簧彈性勢能最大，系統(tǒng)動能損失最大，損失的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，A錯誤，B正確；M的速度為eq\f(v0,2)時，彈簧的壓縮量最大，彈簧的長度最短，C錯誤，D正確.12.如圖9所示，兩個完全相同的小球A、B用等長的細(xì)線懸于O點(diǎn)，線長為L，若將A由圖示位置靜止釋放，則B球被碰撞后第一次速度為零時距最低點(diǎn)的高度可能是()圖9A.eq\f(L,2)B.eq\f(L,4)C.eq\f(L,8)D.eq\f(L,10)答案ABC解析設(shè)A、B的質(zhì)量均為m，A從靜止到最低點(diǎn)，由動能定理得mg·eq\f(L,2)＝eq\f(1,2)mv2，A、B碰撞瞬間，由動量守恒得mv＝mvA＋mvB(取水平向右為正方向).A、B碰撞前后動能不增加，eq\f(1,2)mv2≥eq\f(1,2)mvA2＋eq\f(1,2)mvB2，B球被碰后第一次速度為零過程中，由動能定理得eq\f(1,2)mvB2＝mgh，且vA≤vB，由以上各式，將選項中h值代入符合條件即可，故A、B、C正確.二、實(shí)驗題(本題共2小題，共13分)13.(6分)(2017·浙江11月選考)在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗時，(1)下列做法正確的是________.A.入射角越大，誤差越小B.在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著光學(xué)面畫出界面C.實(shí)驗時既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進(jìn)行測量D.判斷像與針是否在同一直線時，應(yīng)該觀察大頭針的頭部(2)小明同學(xué)在插針時玻璃磚的位置如圖10所示，根據(jù)插針與紙上已畫的界面確定入射點(diǎn)與出射點(diǎn)，依據(jù)上述操作所測得的折射率________(填“偏大”“偏小”或“不變”).圖10(3)小明同學(xué)經(jīng)正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃磚的兩個邊，如圖11所示，請在虛線框中畫出光路圖.圖11答案(1)C(2分)(2)偏小(2分)(3)光路圖見解析(2分)解析(1)本實(shí)驗在用插針法時，角度不宜過大，否則很難確定折射角，選項A錯誤；不能用鉛筆貼著光學(xué)面畫界面，選項B錯誤；本實(shí)驗通過n＝eq\f(sini,sinr)求折射率，也可以畫出兩個半徑一樣的圓，通過sinθ＝eq\f(x1,r)將角度轉(zhuǎn)化為角度對邊之比求折射率，選項C正確；在觀察像與針是否在一條直線時，應(yīng)該觀察大頭針底部，選項D錯誤.(2)由圖甲可知，此次測量的折射角偏大，導(dǎo)致測得的折射率偏小.甲(3)光路圖如圖乙所示.乙14.(7分)碰撞一般分為彈性碰撞和非彈性碰撞，發(fā)生彈性碰撞時系統(tǒng)的動量守恒、機(jī)械能也守恒，發(fā)生非彈性碰撞時，系統(tǒng)動量守恒，但機(jī)械能不再守恒.為了判斷碰撞的種類，某興趣實(shí)驗小組設(shè)計了如下實(shí)驗.實(shí)驗步驟如下：(1)按照如圖12所示的實(shí)驗裝置圖，安裝實(shí)物圖.圖12(2)用石蠟打磨軌道，使ABC段平整光滑，其中AB段是曲面，BC段是水平面，C端固定一重垂線.(3)O是C的投影點(diǎn)，OC＝H，在軌道上固定一擋板D，從貼緊擋板D處由靜止釋放質(zhì)量為m1的小球1，小球1落在M點(diǎn)，用刻度尺測得M點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為2l.(4)小球1與小球2發(fā)生正碰，小球2落在N點(diǎn)，小球1落在P點(diǎn)，測得OP為l，ON為3l.(5)根據(jù)實(shí)驗步驟和上述實(shí)驗數(shù)據(jù)，可以得出小球1與2的質(zhì)量之比eq\f(m1,m2)＝________.(6)若兩小球均看成質(zhì)點(diǎn)，以兩球為系統(tǒng)，碰前系統(tǒng)初動能Ek0＝________，碰后系統(tǒng)末動能Ek＝________(用題目中字母H、m2、l和重力加速度g表示)，則可以得出兩球的碰撞是________碰撞.答案(5)3∶1(2分)(6)eq\f(3m2gl2,H)(2分)eq\f(3m2gl2,H)(2分)彈性(1分)解析(5)小球1運(yùn)動到C端的速度為v1，在空中做平拋運(yùn)動，水平方向2l＝v1t，豎直方向H＝eq\f(1,2)gt2，由于球1兩次均從同一高度自由下滑，到C端動能一樣，速度均為v1，設(shè)小球1與小球2碰撞后水平速度分別為v1′、v2′，碰撞前后瞬間系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，對小球1和小球2組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：m1v1＝m1v1′＋m2v2′，碰后兩球均在空中做平拋運(yùn)動，小球1水平方向：l＝v1′t，小球2水平方向：3l＝v2′t，解得eq\f(m1,m2)＝3∶1.(6)以兩球為系統(tǒng)，碰前系統(tǒng)初動能Ek0＝eq\f(1,2)m1v12＝eq\f(3m2gl2,H)，碰后系統(tǒng)末動能Ek＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq\f(1,2)m2v2′2＝eq\f(3m2gl2,H)，則Ek0＝Ek，碰撞過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒，兩球碰撞是彈性碰撞.三、計算題(本題共4小題，共39分)15.(8分)(2018·深圳樂而思聯(lián)考)位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的振源產(chǎn)生了一列沿x軸正方向傳播的橫波，當(dāng)x＝5m處的質(zhì)點(diǎn)b剛好起振時，振動方向沿y軸負(fù)方向，此時位于x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)a剛好位于波峰，從該時刻開始計時，經(jīng)過t＝0.2s質(zhì)點(diǎn)a第二次位于波峰.已知該簡諧橫波的波長為λ＝4m，振幅為A＝2cm.(1)該簡諧橫波的波速多大？(2)從計時開始x＝9m處的質(zhì)點(diǎn)c需經(jīng)過多長時間第一次位于波峰？在該過程中x＝9m處的質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動的總路程為多大？答案(1)20m/s(2)0.35s6cm解析(1)x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)a連續(xù)兩次位于波峰的時間間隔是0.2s，所以該簡諧橫波周期為T＝0.2s(1分)波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.2)m/s＝20m/s(2分)(2)由t＝0時刻到x＝9m處的質(zhì)點(diǎn)c第一次位于波峰，該簡諧橫波向右傳播的距離為s＝(9－2)m＝7m(1分)則所需時間為t＝eq\f(s,v)＝eq\f(7,20)s＝0.35s(1分)在上述時間內(nèi)，x＝9m處的質(zhì)點(diǎn)c的振動時間為t1＝0.35s－eq\f(9－5,20)s＝0.15s(1分)0.15s＝eq\f(3,4)T，質(zhì)點(diǎn)c由平衡位置開始振動，因此x＝9m處的質(zhì)點(diǎn)c通過的路程為s路＝4×2×eq\f(3,4)cm＝6cm.(2分)16.(8分)(2018·南陽市期末)如圖13所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的eq\f(1,4)圓柱體的橫截面(O為圓心)，其折射率為eq\r(2).今有一束平行光以45°的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出，設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射.求：圖13(1)光線從透明物質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角；(2)圓柱體AB面上有射出光線的部分占AB面的幾分之幾？答案(1)45°(2)eq\f(1,2)解析(1)由公式sinC＝eq\f(1,n)，(2分)得臨界角為：C＝45°(1分)(2)從O點(diǎn)射入的光線，折射角為γ，根據(jù)折射定律有：n＝eq\f(sin45°,sinγ)，(1分)解得：γ＝30°(1分)設(shè)從某位置P入射的光線，折射到AB弧面上Q點(diǎn)時，入射角恰等于臨界角C，△PQO中α＝180°－90°－C－γ＝15°，(1分)所以有射出光線的區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角為：β＝90°－α－γ＝45°(1分)有射出光線的部分占AB面的比例為eq\f(45°,90°)＝eq\f(1,2)(1分)17.(11分)如圖14所示，水平光滑的地面上有A、B、C三個可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊，質(zhì)量分別為1kg、6kg、6kg.木塊A的左側(cè)有一半徑R＝0.1m的固定的粗糙半圓弧軌道，一開始B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)，B、C之間的彈簧處于原長.給木塊A一個水平向右的初速度，大小為v1＝8m/s，與木塊B碰撞后，A被反彈，速度大小變?yōu)関2＝4m/s.若A恰好能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)，(重力加速度g取10m/s2)求：圖14(1)木塊A克服圓弧軌道摩擦力所做的功；(2)彈簧具有的最大彈性勢能.答案(1)5.5J(2)6J解析(1)由木塊A恰好通過圓弧軌道最高點(diǎn)有mAg＝mAeq\f(vA2,R)(1分)解得vA＝1m/s(1分)木塊A從被反彈到運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程，由動能定理得－mAg·2R－Wf＝eq\f(1,2)mAvA2－eq\f(1,2)mAv22(2分)解得