2021年新教材高中物理 模块综合检测（A）（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、模块综合检测(A)(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列说法正确的是()A.摆钟走时快了必须调短摆长,才可能使其走时准确B.火车过桥要减速慢行,是为了防止火车因共振而倾覆C.挑水时为了防止水从水桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频D.在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象解析:摆钟走时快了说明摆的周期变短了,需要增大单摆的周期,根据单摆的周期公式T=2lg可知,必须增大摆长,才可能使其走时准确,故选项A错误.火车过桥时要减速是为了防止桥发生共振,不是防止火车发生共振,故选项B错误.挑水的人由

2、于行走,使扁担和水桶上下振动,当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时,发生共振,水桶中的水荡出,挑水时为了防止水从水桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频,故选项C正确.停在海面的小船上下振动,是受迫振动,故选项D错误.答案:C2.下列物理现象:(1)在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝;(2)“闻其声而不见其人”;(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波的()A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、折射、干涉、多普勒效应解析:

3、在春天里一次闪电过后,雷声轰鸣不绝,属于声波的反射;“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应.答案:A3.下图为某质点在04 s内的振动图像,则()A.质点振动的振幅是2 m,质点振动的频率为4 HzB.质点在4 s末的位移为8 mC.质点在4 s内的路程为8 mD.质点在t=1 s到t=3 s的时间内,速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向,且速度先增大后减小解析:由题图可知,质点振动的振幅A=2 m,周期T=4 s,则频率f=1T=0.25 Hz,选项A错误.振动质点的位

4、移是质点离开平衡位置的位移,4 s末的位移为0,选项B错误.4 s内的路程s=4A=8 m,选项C正确.质点从t=1 s到t=3 s的时间内,一直沿x轴负方向运动,速度先增大后减小,选项D错误.答案:C4.在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器,两个扬声器连续发出波长为5 m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A.2 B.4 C.6 D.8解析:当该同学到两个声源的距离之差为波长的整数倍时,振动加强,听到声音是加强的,故该同学从中间向一侧移动0、2.5 m、5.0 m、7.5

5、 m、10 m时,听到的声音强;当同学到两个声源的距离之差为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的,故该同学从中间向一侧移动1.25 m、3.75 m、6.25 m、8.75 m时,听到的声音弱.故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次.答案:B5.一只爆竹竖直升空后,在高为h处达到最高点并发生爆炸,分为质量不同的两块,两块质量之比为31,其中质量小的一块获得大小为v的水平速度,自由落体加速度为g,不计空气阻力,则两块爆竹落地后相距()A.v42hgB.2v32hgC.4v2hgD.4v32hg解析:设其中一块质量为m,另一块质量为3m.爆炸过程系统水平方向动量守恒

6、,以速度v的方向为正方向,由动量守恒定律得mv-3mv=0,解得v=v3;设两块爆竹落地用的时间为t,则有h=12gt2,得t=2hg,两块爆竹落地点间的距离为s=(v+v)t,联立各式解得s=4v32hg,故选项D正确.答案:D6.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是()A.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维的外套折射率要比内芯折射率大解析:目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的

7、特制玻璃丝,当光射入时满足光的全反射条件,从而发生全反射,最终实现传递信息的目的,选项A正确,选项B、C错误.广泛应用的光导纤维的外套折射率比内芯折射率要小,故选项D错误.答案:A7.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑,小球与弹簧的碰撞无能量损失.下列说法正确的是()A.在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力对槽不做功B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒C.被弹簧反弹后,小球的最终速率小于槽的速率D.被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处解析:在下滑过程中,小球和槽之间

8、的相互作用力对槽做功,选项A说法错误;在下滑过程中,小球和槽组成的系统在水平方向所受合力为0,系统在水平方向动量守恒,选项B说法正确;小球与槽组成的系统在水平方向上动量守恒,小球与槽的质量相等,小球沿槽下滑,二者分离后,小球与槽的速度大小相等,小球被弹簧反弹后的速度与槽的速度相等,故小球不能滑到槽上,选项C、D说法错误.答案:B二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.如图所示,一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点.开始时沙袋处于静止状态,一弹丸以水平速度v0 击中沙袋后未穿出,二者共同摆

9、动.弹丸质量为m,沙袋质量为5m,弹丸和沙袋形状大小忽略不计,弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计,不计空气阻力,自由落体加速度为g.下列说法正确的是()A.弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变B.弹丸打入沙袋过程中,弹丸对沙袋的冲量大小等于沙袋对弹丸的冲量大小C.弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为mv0272D.沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为v0272g解析:弹丸打入沙袋的过程由动量守恒定律知mv0=(m+5m)v,解得v=16v0;弹丸打入沙袋后,弹丸和沙袋做圆周运动,根据FT=6mg+6mv2l可知,细绳对沙袋的拉力变大,根据牛顿第三定律,细绳所受拉力变大,选项A错误.根据牛

10、顿第三定律可知,弹丸打入沙袋过程中,弹丸对沙袋的冲量大小等于沙袋对弹丸的冲量大小,选项B正确.弹丸打入沙袋过程中产生的热量为Q=12mv02-126mv2=512mv02,选项C错误.由机械能守恒可得 126mv2=6mgh,解得h=v0272g,选项D正确.答案:BD9.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴对称且平行的两束不同单色细光束,它们从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P.根据该光路图,下列说法正确的是()A.A光的频率比B光的频率高B.在该玻璃体中,A光的速度

11、比B光的速度小C.在该玻璃体中,A光的临界角大于B光的临界角D.用同一双缝干涉实验装置分别以A、B光做实验,A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距解析:B光的偏折程度比A光的大,则玻璃体对B光的折射率大于其对A光的折射率,B光的频率较高,选项A错误.玻璃体对A光的折射率较小,根据v=cn知,在该玻璃体中,A光速度比B光速度大,故选项B错误.玻璃体对B光的折射率大于其对A光的折射率,由临界角公式sin C=1n知道,A光的临界角大于B光的临界角,故选项C正确.同一双缝干涉实验装置分别以A、B光做实验,根据双缝干涉相邻亮(或暗)条纹的间距x=ld知,干涉条纹的间距与波长成正比,则A光的干涉条纹间

12、距大于B光的干涉条纹间距,故选项D正确.答案:CD10.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图所示,质点A的平衡位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次到达波峰,由此可见()A.这列波的波长是2 mB.这列波的频率是50 HzC.这列波的波速是25 m/sD.这列波的传播方向是沿x轴的负方向解析:质点A的平衡位置距原点0.5 m,即4=0.5 m,=2 m,选项A正确.此时质点A向上振动,根据“上下坡”法可以确定该波向x轴负方向传播,经0.02 s 第一次到达波峰,即T4=0.02 s,T=0.08 s,波的频率f=1T=12.5 Hz,选项B错误

13、,选项D正确.波速v=f=212.5 m/s=25 m/s,选项C正确.答案:ACD三、非选择题:共54分.11.(8分)某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角如图所示.(1)此玻璃的折射率计算式为n=(用图中的1、2表示);(2)如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.解析:(1)据题意可知入射角为(90-1),折射角为(90-2),则玻璃的折射率为n=sin(90-1)sin(90-2)=cos 1cos 2.(2)玻璃砖越宽,光在玻璃砖内的传播方向越容易确定,测量结果

14、越准确,故应选用宽度大的玻璃砖来测量.答案:(1)cos 1cos 2或sin(90-1)sin(90-2)(2)大12.(12分)某研究性学习小组在进行用单摆测量重力加速度的实验,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5.在测量单摆的周期时,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t.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l0,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示). 甲 乙 (1)从图乙可知,摆球的直径为d=mm.(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=.(3)实验结束后,同

15、学们在讨论如何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l-T2关系图像来处理数据解析:(1)螺旋测微器的固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度读数为0.0148.0 mm=0.480 mm,则最终读数为5.980 mm.(2)由题意知,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t,则单摆的全振动的次数为N=n-12,周期为T=tN=2tn-1,单摆的摆长为l=l0+d2,由单摆的周期公式T=2lg得g=2(n

16、-1)2(l0+d2)t2.(3)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,故选项A正确.在单摆经过平衡位置时开始计时,且选用体积较小的摆球,可以减小误差,故选项B、C错误.应用图像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l-T2关系图像来处理数据,故选项D正确.答案:(1)5.980(2)2(n-1)2(l0+d2)t2(3)AD13.(10分)如图所示,半圆柱形玻璃砖的半径R=10 cm,折射率为n=3,直径AB与屏垂直并接触于A点,激光a以入射角i=30 射向半圆柱形玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求这两个光斑之间的距

17、离l.解析:画出光路图如图所示,设折射角为r,根据折射定律得n=sinrsini,解得r=60.由几何知识得,OPQ为直角三角形,所以两个光斑PQ之间的距离l=lPA+lAQ=Rtan 30+Rtan 60,解得l=4033 cm.答案:4033 cm14.(12分)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m,长度为l的小车,小车左端有一质量也是m可视为质点的物块,车子的右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与车长相比可忽略),物块与小车间的动摩擦因数为,整个系统处于静止状态.现在给物块一个水平向右的初速度v0,物块刚好能与小车右端的轻弹簧接触,此时弹簧锁定瞬间解除,当物块再回到左端时,与

18、小车相对静止.求:(1)物块的初速度v0;(2)弹簧的弹性势能Ep.解析:(1)物块刚好能与小车右端轻弹簧接触,说明接触时物块与小车同速.设物块与轻弹簧刚好接触时的速度为v,由动量守恒定律得mv0=2mv,解得v=v02,由能量关系得12mv02-12(2m)v2=mgl,解得v0=2gl.(2)设物块最终速度为v1,由动量守恒定律得mv0=2mv1,解得v1=v02,所以v1=v,由能量关系得12(2m)v2+Ep-mgl=12(2m)v12,解得Ep=mgl.答案:(1)2gl(2)mgl15.(12分)一列简谐横波在x轴上传播,各质点在竖直方向上振动,B、C是x轴上相距sBC=6 m的两

19、质点,t=0时,B质点正好到达最高点,且B质点到x轴的距离为4 cm,而此时C质点恰好经过平衡位置向上运动.已知这列波的频率为25 Hz.(1)求经过时间1 s,C质点运动的路程;(2)若C、B在x轴上的距离大于一个波长,求该波的波速大小.解析:(1)C质点一个周期内运动的路程s0=4A=0.16 m,1 s内的周期数是n0=1T=25,C质点1 s内运动的路程s=n0s0=4 m.(2)若波由C传向B,sBC=n+34(n=1,2,3,),v=f=6004n+3 m/s(n=1,2,3,),若波由B传向C,sBC=n+14(n=1,2,3,),v=f=6004n+1 m/s(n=1,2,3,).答案:(1)4 m(2)见解析.