新教材适用2024-2025学年高中物理综合测评B教科版选择性必修第一册

综合测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.运输人造地球卫星的火箭起先工作后,火箭做加速运动的缘由是()A.燃料推动空气,空气反作用力推动火箭B.火箭燃料燃烧发热,加热四周空气,空气膨胀推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭答案:D解析:由于反冲运动的作用,火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动,这个反作用力并不是空气给的,故A、B、C错误,D正确。2.如图所示,空气中有两块材质不同、上下表面平行的足够大的透亮玻璃板平行放置;一束由红、蓝两种色光混合而成的细光束,从空气中以某一角度θ(0°<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面。下列说法错误的是()A.在第一块玻璃板下表面肯定有出射光B.在其次块玻璃板下表面肯定没有出射光C.其次块玻璃板下表面的出射光方向肯定与入射光方向平行D.其次块玻璃板下表面的出射光肯定在入射光延长线的左侧答案:B解析:光线从第一块玻璃板的上表面射入,在第一块玻璃板中的折射角和下表面的入射角相等,依据光的可逆原理可知,光在第一块玻璃板下表面肯定有出射光,同理,在其次块玻璃板下表面也肯定有出射光,A正确,B错误;因为光在玻璃板中的折射角和下表面的入射角相等,依据光的可逆原理知,下表面的出射光的折射角和起先在上表面的入射角相等,即两光线平行,所以其次块玻璃板下表面的出射光方向肯定与入射光方向平行,C正确;依据光线在玻璃板中发生偏折,由于折射角小于入射角,可知其次块玻璃板下表面的出射光肯定在入射光延长线的左侧,D正确。3.半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示,O为圆心,光线Ⅰ沿半径方向从a处射入玻璃后,恰在O点发生全反射。另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点b射入玻璃砖后,折射到MN上的d点,测得Od=14R。则玻璃砖的折射率为(A.n=17 B.n=2C.n=417 D.n=答案:C解析:设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i和r,在△bOd中,lbd=lOd2+lOb2由折射定律有n=sinisinr,即sin又因为光线Ⅰ与光线Ⅱ平行,且在O点恰好发生全反射,有sini=1所以有1717n=1n,从而得到n=417,4.如图所示,将密度为ρ(小于水的密度ρ水)的小球用长为L的细线拴住并固定在装满水的容器底部,忽视阻力,将小球与竖直方向拉开一小角度,小球做简谐运动,重力加速度取g,小球简谐运动的周期可能为()A.2πLB.2πgC.2πρD.2πρ答案:C解析:由于小球所受浮力大于重力,取浮力与重力的合力视为等效重力,则mg'=F浮-mg=ρ水gV-mg=ρ水gmρ-mg,得等效重力加速度g'=ρ水-ρρ·g,小球简谐运动的周期T=2πLg'=2πρL(ρ水5.如图所示,光滑水平面上有甲、乙两辆车,甲车上面有放射装置,甲车连同放射装置质量为M1=2kg,车上另有一个质量为m=1kg的小球,甲车静止在水平面上,乙车总质量M2=4kg,以v0=7m/s的速度向甲车运动,甲车为了不和乙车相撞,向乙车水平放射小球(乙车上有接收装置使小球最终停在乙车上),则甲车相对地面放射小球的最小水平速度是()A.6m/s B.9m/sC.12m/s D.8m/s答案:D解析:设水平向右为正方向,甲车相对地面放射小球的最小水平速度大小是v。甲车放射小球时,小球与甲车满意动量守恒,可得M1v1-mv=0。乙车接收小球时,小球与乙车系统动量守恒,可得M2v0-mv=(M2+m)v2,两车恰好不会相撞满意v1=v2,联立并代入数据解得v=8m/s,故D正确,A、B、C错误。6.通常把振动周期是2s的单摆叫作秒摆,下列关于秒摆的说法正确的是()A.当摆长缩短为原来的14时,频率是B.当摆球质量减小为原来的14时,周期是C.当振幅减为原来的14时,周期是D.当重力加速度减为原来的14时,频率是0.答案:ACD解析:单摆的周期与质量和振幅均无关,故B项错误,C项正确;再由周期公式T=2πlg,知T∝l,T∝1g,f=1T∝1l,f=17.如图所示,两束不同的单色光P和Q,以适当的角度射向半圆柱形玻璃砖,其射出光线都是从圆心O点沿OF方向射出,则下面说法正确的是()A.玻璃砖对P光的折射率大B.Q光的频率比P光的频率大C.P光穿过玻璃砖后频率变大D.Q光穿过玻璃砖所需时间长答案:BD解析:依据折射定律知Q光相对P光偏折较多,所以玻璃砖对Q光的折射率较大,Q光的频率较大。P光穿过玻璃砖前后频率不变。由于两光在玻璃中的路程相等,由v=cn知Q光的速率小,穿过玻璃砖的时间长,故B、D正确,A、C8.如图所示,光滑水平面上有一矩形长木板,木板左端放一小物块,已知木板质量大于物块质量,t=0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动,遇到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来,运动过程中物块始终未离开木板,则关于物块运动的速度v随时间t变更的图像不正确的是()答案:ACD解析:木板遇到挡板前,物块与木板始终做匀速直线运动,速度为v0;木板遇到挡板后,物块向右做匀减速运动,速度减至零后向左做匀加速运动,木板向左做匀减速运动,最终两者速度相同,设为v;设木板的质量为M,物块的质量为m,系统动量守恒,取向左为正方向,由动量守恒定律得Mv0-mv0=(M+m)v,解得v=(M-m)v0M+m<v0,二、试验题(本题共2小题,共18分)9.(8分)在“测量玻璃的折射率”试验时:(1)下列做法正确的是。

A.入射角越大,误差越小B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面C.试验时既可用量角器,也可用圆规和刻度尺等工具进行测量D.推断像与针是否在同始终线时,应当视察大头针的头部(2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图(a)所示,依据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点,依据上述操作所测得的折射率(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(a)(3)小明同学经正确操作后,在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3和P4,AB和CD是描出的玻璃砖的两个边,如图(b)所示,请在虚线框中画出光路图。(b)答案:(1)C(2)偏小(3)光路图见解析解析:(1)本试验在用插针法时,角度不宜过大,否则很难确定折射角,选项A错误;不能用铅笔贴着光学面画界面,选项B错误;本试验通过n=sinisinr求折射率,也可以画出两个半径一样的圆,通过sinθ=x1r将角度转化为角度对边之比求折射率,选项C正确;在视察像与针是否在一条直线时,(2)由图可知,此次测量的折射角偏大,导致测得的折射率偏小。(3)光路图如图所示。10.(10分)碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞,发生弹性碰撞时系统的动量守恒、机械能也守恒,发生非弹性碰撞时系统动量守恒,但机械能不再守恒。为了推断碰撞的种类,某爱好试验小组设计了如下试验,试验步骤如下:(1)依据如图所示的试验装置图,安装实物。(2)用石蜡打磨轨道,使ABC段平整光滑,其中AB段是曲面,BC段是水平面,C端固定一重垂线。(3)O是C的投影点,OC=H,在轨道上固定一挡板D,从贴紧挡板D处由静止释放质量为m1的小球1,小球1落在M点,用刻度尺测得M点与O点的距离为2l。(4)在C的末端放置一个大小与小球1相同的小球2,其质量为m2。现仍从D处静止释放小球1,小球1与小球2发生正碰,小球2落在N点,小球1落在P点,测得OP为l,ON为3l。(5)依据试验步骤和上述试验数据,可以得出小球1与2的质量之比m1∶m2=。

(6)若两小球均看成质点,以两球为系统,碰前系统初动能Ek0=,碰后系统末动能Ek=(用题目中字母H、m2、l和重力加速度g表示),则可以得出两球的碰撞是碰撞。

答案:(5)3∶1(6)3m2解析:(5)小球1运动到C端的速度为v1,在空中做平抛运动,水平方向2l=v1t,竖直方向H=12gt2,由于小球1两次均从同一高度自由下滑,到C端动能一样,速度均为v1,设小球1与小球2碰撞后水平速度分别为v1'、v2',碰撞前后瞬间系统动量守恒,以向右为正方向,对小球1和小球2组成的系统,由动量守恒定律得m1v1=m1v1'+m2v2',碰后两球均在空中做平抛运动,小球1水平方向有l=v1't,小球2水平方向有3l=v2't,解得m1∶m2=3∶1(6)以两球为系统,碰前系统初动能Ek0=12m1v12=3m2gl2H,碰后系统末动能Ek=12m1v1'2+12m2v2'三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(12分)如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜,然后垂直于AC边射出。(1)求棱镜的折射率。(2)保持AB边上的入射点不变,渐渐减小入射角,直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。答案:(1)3(2)3解析:(1)光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射,由折射定律得sinisinα式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知α+β=60°②由几何关系和反射定律得β=β'=∠B ③联立①②③式,并代入i=60°得n=3。 ④(2)设变更后的入射角为i',折射角为α',由折射定律得sini'sin依题意,光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θ,且sinθ=1n 由几何关系得θ=α'+30°⑦由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为sini'=3-2212.(14分)两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v=0.4m/s,两波源分别位于A、B处,t=0时的波形如图所示。求:(1)两列波运动的周期分别为多少;(2)当t=2.5s时,M、N两点的位移大小分别为多少。答案:(1)0.5s1s(2)2cm0解析:(1)由题图可知,两列波的波长分别为λA=0.2m,λB=0.4m简谐波A的周期为TA=λ简谐波B的周期为TB=λ代入数据解得TA=0.5s,TB=1s。(2)波源的起振方向都沿y轴负方向,t=0时M点距A波波前LMA=0.5m,距B波波前LMB=0.3m当经过t=2.5s时,LMAv+n1T解得n1=5所以A波在t=2.5s时引起质点M的位移为xAM=0当经过t=2.5s时,LMBv+n2T解得n2=7所以B波在t=2.5s时引起质点M的位移为xBM=2cm则t=2.5s时质点M的位移为2cm同理可判定N点的位移为xN=0。13.(16分)如图所示,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长L=0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1=0.2kg的球。当球在竖直方向静止时,球对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于水平位置时无初速度释放。当质量为m1的球摆至最低点时,恰与放在桌面上的质量m2=0.8kg的小铁球正碰,碰后质量为m1的球以2m/s的速度弹回,质量为m2的球将沿半圆形轨道运动,且恰好能通过最高点D,g取10m/s2,求:(1)质量为m2的球在半圆形轨道最低点C的速度大小;