广东云浮一中2024届人教版高中物理试题选修4-1：模块综合检测试题(一)

广东云浮一中2024届人教版高中物理试题选修4-1：模块综合检测试题(一)注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板止对若水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受它气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，得以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19CC．根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量Q=D．根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量Q=2、关于下列核反应方程，以下说法不正确的是（）①②③A．方程①中衰变产生的Pa处于激发态，会发出射线 B．方程①中衰变的发生是自发的过程C．方程②是裂变反应，应用时产生的废物容易处理 D．③是聚变反应，产能效率比裂变反应高3、下列叙述正确的是()A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外还具有动量B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型4、如图所示为氢原子的能级图，一个处于基态的氢原子，吸收一个光子受到发后最多可以辐射三种不同率的光子，则被吸收光子的能量为A．10.2eV B．12.09ev C．12.75eV D．13.06eV5、一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫作A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为rB和rC，已知太阳质量为M，行星质量为m，万有引力常量为G，行星通过B点处的速率为vB，则椭圆轨道在B点的曲率半径和行星通过C点处的速率分别为（）A．， B．，C．， D．，6、滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（）A．滑轮a、b都只受三个力作用B．滑轮b不受摩擦力的作用C．甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动D．乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd．下列选项正确的是（）​A．Ea：Eb=4：1B．Ec：Ed=2：1C．Wab：Wbc=3：1D．Wbc：Wcd=1：38、如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波时刻波形图，该时刻点开始振动，再过，点开始振动。下列判断正确的是_____________。A．波的传播速度B．质点的振动方程C．质点相位相差是D．时刻，处质点在波峰E.时刻，质点与各自平衡位置的距离相等9、如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么A．偏转电场对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上时速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置，10、如图甲所示，水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L，置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。两根电阻均为R的金属棒ab、cd置于导轨上且与导轨接触良好，电流表内阻不计。现ab棒在水平外力F作用下由静止向右运动，电流表示数随时间变化图线如图乙所示，在t0时刻cd棒刚要开始运动，下列各种说法中正确的是（）A．ab棒在时间内做匀加速直线运动B．若在时刻突然撤去外力F，则ab棒的加速度C．在时间内，通过cd棒的电量为D．在时间内，力F做的功全部转化为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平B．测出遮光条的宽度dC．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离lD．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间tE.用天平称出托盘和砝码的总质量mF.………请回答下列问题（重力加速度取g）：(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。(4)选用不同的l，测出对应的t。能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆上，杆下方悬挂一重锤，小球A（包含遮光条）和B的质量用天平测出分别为、，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为、，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为h，小球B平抛的水平位移为x。(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是________。A．要使小球A和小球B发生对心碰撞B．小球A的质量要大于小球B的质量C．应使小球A由静止释放(2)某次测量实验中，该同学测量数据如下：，，，，，，重力加速度g取，则小球A与小球B碰撞前后悬线的拉力之比为________，若小球A（包含遮光条）与小球B的质量之比为________，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是碰撞________（“弹性”或“非弹性”）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O′，两板距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场；AB是一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆，杆上等间距地固定着四个（1、2、3、4）完全相同的带电荷小球，每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L，第1个小球置于O孔处．将AB杆由静止释放，观察发现，从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场，AB杆一直做匀速直线运动，整个运动过程中AB杆始终保持竖直，重力加速度为g。求：（1）两板间的电场强度E；（2）第4个小球刚离开电场时AB杆的速度；（3）从第2个小球刚进入电场开始计时，到第4个小球刚离开电场所用的时间。14．（16分）有一个推矿泉水瓶的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后末停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败。其简化模型如图所示，AC是长度为L1=5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域。已知BC长度L2=1m，瓶子质量m=1kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.2.某选手作用在瓶子上的水平推力F=10N，瓶子沿AC做直线运动，假设瓶子可视为质点，滑行过程中未倒下，g取10m/s2，那么该选手要想游戏获得成功，试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？15．（12分）如图所示，T形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A、B两部分，活塞左、右两侧截面积分别为S1、S2，活塞与汽缸两端的距离均为L，汽缸上有a、b、c三个小孔与大气连通，现将a、b两孔用细管(容积不计)连接．已知大气压强为p0，环境温度为To，活塞与缸壁间无摩擦．(1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到T1，求此时缸内气体的压强；(2)若气体温度仍为T0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了ΔL的距离(活塞移动过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

A．当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电，A错误；B．油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C的整数倍，B错误；C．设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系为当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即其中根据题意有解得C正确；D．加上电压时，油滴运动过程中，不仅仅只受电场力和重力作用，还受阻力作用，所以，D错误。故选C。2、C【解题分析】

AB．由题可知，核反应方程①是β衰变，β衰变的发生是自发的过程，在β衰变后的新核处于激发态，所以会发出γ射线。故AB正确，不符合题意；

C．方程②是裂变反应，应用时产生的废物具有一定的放射性，不容易处理。故C不正确，符合题意；

D．根据核反应的特点可知，方程③是聚变反应，在聚变反应中产能效率比裂变反应高。故D正确，不符合题意。故选C。3、D【解题分析】

A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子具有能量，A错误；B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，释放一定频率的光子，电子的轨道半径变小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B错误；C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率应小于或等于吸收光子的频率，C错误；D．α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转是卢瑟福提出原子核式结构模型的主要依据，D正确。故选D。4、C【解题分析】

一个氢原子处于激发态最多可以辐射三种不同频率的光子，则该氢原子处于n=4激发态，该氢原子处于基态时吸收的光子能量为：hv=（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV．ABD.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV，ABD错误；C.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV，C正确．5、C【解题分析】

由题意可知，一般曲线某点的相切圆的半径叫做该点的曲率半径，已知行星通过B点处的速率为vB，在太阳的引力下，该点的向心加速度为设行星在这个圆上做圆周运动，同一点在不同轨道的向心加速度相同，则在圆轨道上B点的加速度为则B点的曲率半径为根据开普勒第二定律，对于同一颗行星，在相同时间在扫过的面积相等，则即行星通过C点处的速率为所以C正确，ABD错误。故选C。6、C【解题分析】

AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得解得对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得解得故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，故D错误；故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解题分析】由点电荷场强公式：，可得：，故A正确；由点电荷场强公式：，可得：，故B错误；从a到b电场力做功为：Wab=qUab=q（φa-φb）=q（6-3）=3q，从b到c电场力做功为：Wbc=qUbc=q（φb-φc）=q（3-2）=q，所以有：Wab：Wbc=3：1，故C正确；从c到d电场力做功为：Wcd=qUcd=q（φc-φd）=q（2-1）=q，所以Wbc：Wcd=1：1，故D错误。所以AC正确，BD错误。8、ACE【解题分析】

A．质点M和N相距6m，波的传播时间为1.5s，则波速：，故A正确；B．波长λ=4m，根据波长、波速和周期的关系可知周期为：，圆频率：，质点M起振方向向上，t=1s时开始振动，则质点M的振动方程为y=0.5sin（2πt-2π），故B错误；

C．相隔半波长奇数倍的两个质点，相位相差为π，质点M、N相隔1.5λ，故相位相差π，故C正确；

D．t=0.5s=0.5T，波传播到x=4.0m处，此时x=1.0m处质点处于波谷，故D错误；

E．t=2.5s=2.5T，N点开始振动，质点M、N相隔1.5λ，振动情况完全相反，故质点M、N与各自平衡位置的距离相等，故E正确。

故选ACE。9、AD【解题分析】试题分析：带电粒子在加速电场中加速，电场力做功W=E1qd；由动能定理可知：E1qd=mv2；解得：；粒子在偏转电场中的时间；在偏转电场中的纵向速度纵向位移；即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多；故A正确，B错误；因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同；故C错误，D正确；故选AD．考点：带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功．10、AC【解题分析】

A．由乙图可知，t0时间内I与时间成正比，根据闭合电路欧姆定律可知时间内，加速度为定值，所以ab棒在时间内做匀加速直线运动，A正确；B．cd棒刚要开始运动，此时有对于ab棒撤去外力F后，根据牛顿第二定律解得B错误；C．根据电流的定义式可知t0时间内通过电路的电荷量大小等于图线与时间轴围成的面积，两导体棒串联，则通过cd棒的电量为C正确；D．对于整个系统来说，外力F做的功全部用来克服安培力做功（ab、cd两棒中产生的焦耳热）、克服摩擦力做功（摩擦生热）以及增加动能，D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、滑块和遮光条的总质量MmglD【解题分析】

(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为v＝(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为Ep＝mgl(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是mgl＝(m+M)·()2应该是图像，ABC错误，D正确。故选D。12、A弹性【解题分析】

(1)由实验原理确定操作细节；(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过最低点的速度，从而得出动能的增加量，根据小球下降的高度求出重力势能的减小量，判断是否相等。【题目详解】(1)[1]A．两个小于必发生对心碰撞，故选项A正确；B．碰撞后入射球反弹，则要求入射球的质量小于被碰球的质量，故选项B错误；C．由于碰撞前后A的速度由光电门测出，A释放不一定从静止开始，故选项C错误；故选A；(2)[2]碰撞前后入射球A的速度由光电门测出：，；被碰球B碰撞后的速度为：；根据牛顿第二定律,碰撞前有：，所以；同理碰撞后有：，所以，则：；[3]若碰撞前