期末综合检测（一）2022-2023学年高二物理同步双优测试AB卷（人教版2019选择性必修第一册）

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2022-2023学年高二物理同步双优测试AB卷（人教版2019）期末综合检测（一）一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0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．在如图所示的装置中，木块B与水平面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后并留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将木块、弹簧、子弹合在一起作为研究对象，则此系统在从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中（　　）A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒【答案】B【解析】在从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，由于墙壁对弹簧有作用力，系统所受合外力不为零，动量不守恒，子弹射入木块的过程有摩擦生热，系统机械能不守恒，B正确。故选B。2．如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L。乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是（　　）A．甲、乙两车运动中速度之比为B．甲、乙两车运动中速度之比为C．甲车移动的距离为D．乙车移动的距离为【答案】A【解析】AB．甲、乙和两车组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得可得甲、乙两车运动中速度之比为故A正确，B错误；CD．设甲车和乙车移动的距离分别为s1和s2，则有又联立解得故CD错误。故选A。3．如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方，使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间距均为x0（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（　　）A．该弹簧振子的振幅为2y0B．该弹簧振子的振动周期为C．激光笔在留下P、Q两点时加速度相同D．激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2mgy0【答案】D【解析】A．由图可知，弹簧振子的振幅为y0， 故 A错误；B．记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期为故 B错误；C．加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，故C错误；D．在激光笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知合外力做功为零，但重力做正功为2mgy0，故弹力对物块做负功为－2mgy0，故D正确。故选D。4．光滑的水平面上叠放着质量分别为1kg和0.5kg的两木块M、N，木块M与一劲度系数为100N/m的水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块间的动摩擦因数为0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使这两个木块一起振动（不发生相对滑动），取重力加速度大小g=10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，则振动的最大振幅为（　　）A．1.5cm B．3cm C．4.5cm D．9cm【答案】C【解析】对整体最大振幅时有隔离分析，当最大振幅时，两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力，则有联立解得A=4.5cm故C正确，ABD错误。故选C。5．直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线，位于处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质I、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示，此时刻b波恰好传到处，下列说法正确的是（　　）A．波源的起振方向沿y轴正方向B．处质点P在这段时间内的路程为10cmC．两列波的频率关系D．此时刻a波传到处【答案】D【解析】A．此时刻b波恰好传到处，该质点向下振动，故波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B．根据图像可知，处质点P在这段时间内振动了 ，经过的路程为故B错误；C．这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系相同，故C错误；D．根据图像可知，波传播了2个周期，右侧波长为4m，故此时刻a波传到处，故D正确。故选D。6．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。时，质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是（　　）A．这列波的周期为0.5sB．这列波的传播速度为6m/sC．时，质点Q将位于波峰位置D．质点Q在0~0.9s内的路程为18cm【答案】D【解析】A．简谐横波沿x轴正方向传播，由波形平移法知，t=0时刻质点P经平衡位置向上运动，则质点P第二次到达波峰需经则故A错误；B．该波的波长为λ=2m，则波速故B错误；C．t=0时刻Q点通过平衡位置向下运动，故t=0.6s=1.5T时，质点Q第二次通过平衡位置向上运动，故C错误；
D．因故质点Q在0～0.9s内的路程为故D正确。故选D。7．如图所示，在等边三棱镜截面内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界的夹角为，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是（　　）A．该单色光在边界发生全反射 B．该单色光在边界发生全反射C．该单色光从空气进入棱镜，波长变长 D．从E点射入三棱镜的光线与底边平行【答案】D【解析】画出光路图如图A．该单色光从空气射向三棱镜，不可能在AB边界发生全反射，故A错误；B．根据对称性可知，光线射到AC边时的入射角等于AB边时的折射角，根据光路可逆性原理知，该单色光在AC边界不会发生全反射，故B错误。C．光从空气进入三棱镜，频率不变，波速减小，由可知，波长变短，故C错误；D．在E点，入射角为i=60°，设折射角为r，由可得r=30°根据几何关系知，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故D正确；故选D。8．如图所示，是固定于竖直平面内的光滑圆轨道，圆心O在S的正上方，与P点在同一水平线上。在O和P两点处各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b由静止沿圆弧轨道下滑。以下说法正确的是（　　）A．在S点的动量相同B．在S点的动量不相同C．由静止到S点的过程重力的冲量相同D．由静止到S点的过程合外力的冲量大小相等【答案】BD【解析】AB．根据机械能守恒定律知，在S点的速度大小相等，方向不同，根据知，动量的大小相等，但是方向不同，故A错误，B正确；C．由机械能守恒定律知，在相同的高度时，两物块的速度大小相等，即速率相等。由于a的路程小于b的路程，故即a比b先到达S点，可知由静止到S点的过程重力的冲量不同，故C错误；D．合外力的冲量等于动量的变化量，两物块由静止到S点的过程，动量变化量的大小相等，则合外力冲量的大小相等，故D正确。故选BD。9．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）A．单摆的摆长约为1.0 mB．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin πt cmC．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小【答案】AB【解析】A．由题图乙可知单摆的周期T=2s振幅A=8 cm由单摆的周期公式代入数据可得L≈1m故A正确；B．由可得ω=π rad/s则单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=Asin ωt=8sin πt cm故B正确；C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，故C错误；D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球的位移增大，回复力增大，故D错误。故选AB。10．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻与两个时刻，轴上区间的波形完全相同，如图所示。图中、两质点在时刻位移均为振幅的一半，下列说法中正确的是（　　）A．该波的波速可能为B．时刻，处的质点位移一定是C．从时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置D．从时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波峰【答案】AC【解析】A．已知波沿轴正方向传播，则在△时间内，波传播的距离为△，2，3，则该波的波速，2，3，当时，故A正确；B．由于周期不确定，不一定等于半个周期的奇数倍，则时刻，处的质点位移不一定是，故B错误；C．因波沿轴正方向传播，再结合波形图可知从时刻起，在处的质点比处的质点先回到平衡位置，则C正确；D．利用波的“平移法”可判断，当质点第一次到达平衡位置时，质点还在继续向上振动，没有到达波峰，故D错误；故选AC。11．食品安全检验中碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间。以下说法中正确的是（　　）A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α【答案】ACD【解析】AB．开始时A、B的透振方向相同，将被测样品P置于A、B之间后，S发出的光经A起偏再经过样品后，振动方向转过了α角，从而与B的透振方向不同，光不能顺利通过B，所以到达O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；C．为使O处光强度最强，可以将B转过一定的角度后，使B的透振方向与光经过A和P后的振动方向相同，则B转过的角度应等于α，故C正确；D．为使O处光强度最强，也可以将A转过一定的角度后，使光经过A和P后的振动方向与开始时B的透振方向相同，则A转过的角度应等于α，故D正确。故选ACD。三、非选择题（共5题，共56分）12．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，给小车A一定的初速度，使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图甲所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源的频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。（1）若得到打点纸带如图乙所示，并已将测“得各”计数点间距离标在图上。A为运动起始的第一点，则应选________段来计算小车A碰前的速度，应选________段来计算小车A和小车B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”、 “BC”、“CD”或“DE”）。（2）测得小车A的质量mA＝0.40kg，小车B的质量mB＝0.20kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s；碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s。【答案】BC    DE    0.420    0.417    【解析】(1)[1]由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后。推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度。[2]碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。(2)[3]碰前系统的动量即A的动量，则[4]碰后的总动量13．在光滑水平面上静置有质量均为m的木板和滑块，木板上表面粗糙，滑块上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且在木板上表面内，它们紧靠在一起，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板的右端以初速度滑上木板，过B点时速度为，又滑上滑块，最终恰好能滑到滑块圆弧的最高点C处。已知物块P与木板间的动摩擦因数为μ。求：（1）物块滑到B处时木板的速度；（2）木板的长度L；（3）滑块圆弧的半径。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】(1)物块由A到B过程，取向左为正方向，木板AB、滑块CD及物块P整体，由动量守恒定律得又解得(2)物块由A到B过程，据能量守恒定律得解得木板的长度为(3)物块由D到C过程，滑块与物块P组成的系统动量守恒，机械能守恒，得联立解得滑块圆弧的半径为14．某介质中形成一列简谐波，在时刻，区间内的波形如图中的实线所示。(1)若波沿轴正方向传播，时刻恰好传到点，且再经过，处的点第一次到达正的最大位移处，求该列波的周期；(2)若该列波的周期如(1)所求，且沿轴负方向传播，求波形变成如图中虚线所示所需的时间。【答案】(1)0.16s；(2)，【解析】(1)由题意可知，时刻处的波峰经传到处，有解得(2)若波沿轴负方向传播，则经过时间形成如图中虚线所示波形，则解得，15．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量。图乙表示由计算机得到的小球对摆线的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取10 m/s2）（1）单摆的振动周期和摆长；（2）摆球的质量；（3）摆球运动过程中的最大速度。【答案】(1)0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s【解析】(1)摆球受力分析如图所示小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，可知由单摆的周期公式为解得(2)(3)在最高点A，有在最低点B，有从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得联立三式并代入数据得，16．如图，直角三角形为一棱镜的横截面，，，边的长度为。一细束光线垂直于边从边中点进入棱镜，然后平行于底边从边射出。光在空气中的传播速度为。（结果可用根号表示）(1)求棱镜材料的折射率；(2)光在棱镜中的传播时间。【答案】(1)；(2)【解析】(1)光垂直于边从边中点进入棱镜，光在棱镜中的传播路径如下图所示：由几何关系可知，光在C点入射时，入射角为60°，折射角为30°，则折射率(2)光在棱镜中的传播为由几何关系可知光在棱镜中传播距离为光在棱镜中的传播时间为