2025年高一物理下学期“对称思想”专项测试

2025年高一物理下学期“对称思想”专项测试一、单项选择题（每题4分，共40分）1.关于机械运动中的时间对称性，下列说法正确的是（）A.平抛运动的物体在上升和下落过程中加速度方向相反B.简谐运动中振子从平衡位置到最大位移处的时间等于从最大位移处回到平衡位置的时间C.匀速圆周运动的物体在相等时间内通过的位移一定相等D.自由落体运动中物体下落第1s内和第2s内的位移大小之比为1:22.如图所示，轻质弹簧两端连接质量均为m的小球A、B，静止于光滑水平面上。现对A球施加水平向右的瞬时冲量I，系统运动过程中弹簧的最大弹性势能为（）A.I²/(4m)B.I²/(2m)C.I²/mD.2I²/m3.某静电场中电场线分布关于y轴对称，P（a,0）和Q（-a,0）为x轴上两点，则下列判断正确的是（）A.P、Q两点电场强度大小相等，方向相同B.若将试探电荷+q从P移至Q，电场力做功一定为零C.P、Q两点电势一定相等D.若P点电势为φ，则Q点电势为-φ4.半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球从轨道左端A点由静止释放，运动至最低点B时与静止在轨道上的质量为2m的小球发生弹性碰撞。碰撞后两球的运动轨迹关于过B点的竖直线对称，则碰撞后质量为m的小球的速度大小为（）A.√(gR)B.√(2gR)/3C.2√(gR)/3D.√(2gR)5.如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，车面两端各固定一轻质弹簧。现有质量为m的小球以速度v₀从左端水平射入，压缩弹簧后被弹回，最终小球以速度v从右端离开小车。若弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（）A.小球离开小车时的速度v=v₀B.整个过程中小车的位移为零C.弹簧的最大弹性势能为mv₀²/2D.小球与小车组成的系统动量守恒，机械能不守恒6.某单色光在真空中的波长为λ，垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，薄膜厚度为d。若反射光出现相消干涉，则下列关系式一定成立的是（）A.2nd=λ/2B.2nd=λC.2nd=(k+1/2)λ（k=0,1,2…）D.2nd=kλ（k=0,1,2…）7.质量为m的物块静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现对物块施加一水平向右的恒力F，物块仍保持静止。若将F的方向改为水平向左，大小不变，则物块受到的摩擦力（）A.大小不变，方向改变B.大小改变，方向不变C.大小和方向均改变D.大小和方向均不变8.如图所示，在竖直平面内有一固定的光滑绝缘圆环，环上套有两个带等量异种电荷的小球A、B，两球质量均为m，电荷量分别为+q和-q。整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。若两球静止时，连线AB恰好水平，则圆环对每个小球的弹力大小为（）A.mgB.qEC.√(m²g²+q²E²)D.√(m²g²-q²E²)9.一理想变压器原、副线圈匝数比为n₁:n₂=2:1，原线圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有电阻R=11Ω。下列说法正确的是（）A.副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值为110√2VC.原线圈中的电流为5AD.变压器的输入功率为2200W10.如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为+q的粒子从原点O以速度v₀沿x轴正方向射入磁场，运动轨迹为圆弧。若在粒子运动过程中突然将磁场方向改为垂直纸面向外，大小不变，则粒子最终的位置坐标为（）A.(0,2mv₀/(qB))B.(2mv₀/(qB),0)C.(0,-2mv₀/(qB))D.(-2mv₀/(qB),0)二、多项选择题（每题5分，共30分，选对但不全得3分，有错选得0分）11.关于波的对称性，下列说法正确的有（）A.简谐波的波形图关于波的传播方向具有平移对称性B.声波在空气中传播时，波峰和波谷的间距相等C.两列频率相同的波发生干涉时，振动加强区和减弱区的分布关于波源连线对称D.单摆做简谐运动时，在关于平衡位置对称的两点，速度大小一定相等12.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，在O点正下方L/2处固定一钉子P。现将小球拉至与O点等高的A点由静止释放，小球摆至最低点B时，轻绳被钉子挡住。则下列说法正确的有（）A.小球摆至B点时，绳子张力突然增大B.小球摆至右侧最高点C时，速度为零C.A、C两点关于过B点的竖直线对称D.小球从A到B和从B到C的过程中，重力做功相等13.某物体做匀变速直线运动，其位移-时间图像如图所示。关于物体的运动，下列说法正确的有（）A.物体在0~t₁和t₁~2t₁时间内的位移大小相等B.物体在0~t₁和t₁~2t₁时间内的加速度大小相等，方向相反C.物体在t₁/2和3t₁/2时刻的速度大小相等D.物体在0~2t₁时间内的平均速度为零14.如图所示，平行板电容器两极板水平放置，板间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v沿水平方向射入板间，恰好做匀速直线运动。若仅改变下列一个条件，粒子仍可能做匀速直线运动的有（）A.增大粒子的入射速度vB.增大电场强度EC.减小磁感应强度BD.改变粒子的电荷量q15.关于电磁感应中的对称性应用，下列说法正确的有（）A.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流的图像关于时间轴对称B.闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁场方向平动，磁通量变化率关于线圈中心对称C.长直导线中通有恒定电流I，其周围某点的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比D.互感现象中，原、副线圈的自感系数关于匝数比平方成反比16.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的均匀矩形木板，木板左端放置一质量为m的物块。现对物块施加一水平向右的恒力F，物块与木板间的动摩擦因数为μ。在物块从木板左端滑至右端的过程中，下列说法正确的有（）A.若M=m，则木板和物块的位移大小之比为1:2B.若M=2m，则木板和物块的加速度大小之比为1:2C.系统产生的热量与木板的质量无关D.物块和木板的动量变化量大小相等三、计算题（共80分）17.（14分）如图所示，在竖直平面内有一光滑固定轨道，由半径R=0.4m的四分之一圆弧AB和水平轨道BC组成，圆弧轨道的最低点B与水平轨道相切。质量m₁=0.1kg的小球1静止于B点，质量m₂=0.2kg的小球2从圆弧轨道顶端A点由静止释放，与小球1发生弹性碰撞。取g=10m/s²，求：（1）小球2碰撞前瞬间的速度大小；（2）碰撞后两小球的速度大小和方向；（3）碰撞过程中小球1对小球2的冲量大小和方向。18.（16分）如图所示，水平地面上有一质量M=2kg的长木板，木板右端固定一轻质弹簧，弹簧原长L₀=0.5m，劲度系数k=200N/m。木板上表面与一质量m=1kg的物块间的动摩擦因数μ=0.2，木板与地面间的摩擦不计。现给物块施加一水平向左的初速度v₀=4m/s，物块向左运动压缩弹簧。取g=10m/s²，求：（1）物块与木板共速时的速度大小；（2）弹簧的最大压缩量；（3）物块最终停在木板上的位置与木板右端的距离。19.（16分）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=10N/C。在电场中有一光滑绝缘的固定斜面，倾角θ=37°。一质量m=0.2kg、电荷量q=0.1C的带正电小球，从斜面底端A点以初速度v₀=5m/s沿斜面向上运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²，求：（1）小球沿斜面向上运动的最大距离；（2）小球返回A点时的速度大小；（3）若在小球运动至最高点时突然将电场方向改为水平向左，大小不变，求小球再次返回A点时的速度大小。20.（18分）如图所示，半径R=0.5m的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1T。磁场边界上的A点有一粒子源，可沿半径方向向磁场内发射质量m=1×10⁻²⁶kg、电荷量q=1×10⁻¹⁸C的带正电粒子，粒子的速率v₀=1×10⁶m/s。不计粒子重力，求：（1）粒子在磁场中运动的轨道半径；（2）粒子从发射到离开磁场的时间；（3）若在圆形磁场区域外再套一个与它同心的圆形无磁场区域，使所有粒子均从原磁场边界上的同一点离开，求该无磁场区域的最小半径。21.（16分）如图所示，一轻质弹簧两端分别连接质量均为m=1kg的物块A和B，静止放置于光滑水平面上。现对物块A施加水平向右的恒力F=10N，同时对物块B施加水平向左的恒力F=10N，两力同时作用t=2s后撤去。已知弹簧的劲度系数k=100N/m，求：（1）撤去力F瞬间，A、B两物块的速度大小；（2）弹簧的最大伸长量；（3）从撤去力F到弹簧恢复原长的过程中，弹簧对物块A做的功。四、拓展题（共20分）22.（20分）对称性是物理学中的重要思想方法，在解决复杂问题时往往能起到简化作用。请结合具体物理情境，完成以下任务：（1）简述“时间反演对称性”在力学问题中的应用，并举例说明；（2）分析“空间平移对称性”与“动量守恒定律”的关系；（3）设计一个利