期末综合检测（三）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）

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（三）

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．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则(  )

A．木块的最终速度为v0

B．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒

C．车表面越粗糙，木块减少的动量越多

D．车表面越粗糙，因摩擦产生的热量越多

【答案】A

【解析】AB.以小车和木块组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小时，M速度达最大，最后m、M以共同速度运动．以初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有：

解得最终两者的共同速度为，故A正确，B错误；

C.根据A选项分析，木块减少的动量为：

与车面粗糙程度无关．故C错误；

D.根据能量守恒，可得产生的热量为：

将代入，得：

与车面粗糙程度无关．，故D错误．

2．物体A和物体B用轻绳相连在弹簧下静止不动，如图所示．物体A的质量为m，物体B的质量为m，当连接物体A、B的绳突然被剪断后，物体A上升经某一位置时的速度大小为vA，这时物体B下落的速度大小为vB，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量的大小是（   ）

A．mvA B．mvA＋mvB

C．mvB D．m（vA＋vB）

【答案】D

【解析】以向上为正方向，由动量定理得：对B：

－mgt=－mvB－0

对A：

I－mgt=mvA－0

解得：

I=m（vA＋vB）；

A. mvA，与结论不相符，选项A不符合题意；

B. mvA＋mvB，与结论不相符，选项B不符合题意；

C. mvB，与结论不相符，选项C不符合题意；

D. m（vA＋vB），与结论相符，选项D符合题意；

3．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知(  )

A．振子的振动周期等于t1

B．在t＝0时刻，振子的位置在a点

C．在t＝t1时刻，振子的速度为零

D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动

【答案】D

【解析】A中振子的振动周期等于2t1，故A不对；B中在t=0时刻，振子的位置在O点，然后向左运动，故B不对；C中在t=t1时刻，振子经过平衡位置，此时它的速度最大，故C不对；D中从t1到t2，振子正从O点向b点运动，故D是正确的．

4．如图所示，三根细线于O点处打结，A、B两端固定在同一水平面上相距为L的两点    上，使AOB成直角三角形，∠BAO＝ 30°，已知OC线长是L，下端C点系着一个小球(忽    略小球半径)，下面说法正确的是（    ）

A．让小球在纸面内摆动，周期

B．让小球在垂直纸面方向摆动，周期

C．让小球在纸面内摆动，周期

D．让小球在垂直纸面内摆动，周期

【答案】A

【解析】AC．当小球在纸面内做小角度振动时，圆心是O点，摆长为L，故周期为

故A正确，C错误；

BD．当小球在垂直纸面方向做小角度振动时，圆心在墙壁上且在O点正上方，摆长为，故周期

故BD错误。

故选A。

5．如图所示，S1和S2是两个相干波源，其振幅均为A，周期均为T．实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷．此刻，c是波谷与波谷的相遇点，下列说法中正确的是(   )

A．a处质点始终处于离平衡位置2A处

B．随着时间的推移，c处的质点将向右移动

C．从该时刻起，经过T，c处的质点将通过平衡位置

D．若S2不动，S1沿S1b连线向b运动，则b处质点仍然始终处于平衡位置

【答案】C

【解析】A．a处是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振幅为2A，但质点并不始终处于离平衡位置2A处，A错误；

B．质点只在平衡位置附近振动，并不随波移动，B错误；

C．从该时刻起，经过T，c处为平衡位置与平衡位置相遇，质点将通过平衡位置，C正确；

D．两列波传到b点的振动情况一直在变化，当S2不动，S1沿S1b连线向b运动，b处质点不可能始终处于平衡位置，D错误。

故选C。

6．在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，振幅为20cm。下列说法正确的是（    ）

A．波的频率与波源的频率无关

B．此时P、Q两质点振动方向相同

C．再经过0.5s，波恰好传到坐标为（m，0）的位置

D．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz

【答案】B

【解析】A．波的频率等于波源的振动频率，A错误；

B．波向左右两边传播，此时P、Q两质点振动方向均向下，方向相同，B正确；

C．0.5s波传播的距离为

故波恰好传到坐标为（，0）的位置，C错误；

D．因波的频率为

故能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，D错误。

故选B。

7．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是（  ）

A．①③ B．①④ C．②④ D．只有③

【答案】B

【解析】①②由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式

△x=λ

可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故①正确；②错误；

③④由

sinC=

分析可知，a光的临界角较大．当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射从棱镜射出，故③错误；④正确。

故选B。

8．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑水平面上．现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象提供的信息可得（　　）

A．在t1，t2时刻两物块达到共同速度2m/s，且弹簧都处于伸长状态

B．从t3到t4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长

C．两物体的质量之比为m1：m2=2：1

D．在t2时刻，A、B两物块的动能之比为Ek1：Ek2=4：1

【答案】BC

【解析】A、从图象可以看出，从0到t1的过程中弹簧被拉长，t1时刻两物块达到共同速度2m/s，此时弹簧处于伸长状态；由图示图象可知，t2时刻两物体的速度大小不相等，且方向相反，则速度不同，故A错误；

B、由图示图象可知，t3时刻速度相等，弹簧处于压缩状态，从t3到t4时间内A做减速运动，B做加速运动，弹簧由压缩状态恢复到原长，故B正确；

C、由图示图象可知，t1时刻两物体相同，都是2m/s，A、B系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m2v1=（m1+m2）v2 ，即m2×6=（m1+m2）×2，解得：m1：m2=2：1，故C正确；

D、由图示图象可知，在t2时刻，A、B两物块的速度分别为：4m/s、-2m/s，两物体的动能之比为Ek1：Ek2= =8：1，故D错误；

故选BC．

9．如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球（小球可以看成质点）。在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置，点C（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h，h<<l。A、B、P、O在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g，不计空气阻力及绳与钉子碰撞时的能量损失。下列说法正确的是(   )

A．点C与点B高度差小于hB．点C与点B高度差等于h

C．小球摆动的周期等于D．小球摆动的周期等于

【答案】BC

【解析】AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，故A错误，B正确；

CD．小球B→A→B的时间为

小球B→C→B的时间为

故小球摆动的周期为

故C正确，D错误。

故选BC。

10．平静的水池表面有两个振源A、B，固有振动周期均为T。某时刻A开始向下振动，相隔半个周期B开始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如图所示的水波图。其中O是振源连线的中点，OH为中垂线，交叉点G、H的中点为D，C点位于波峰和波谷的正中间，实线代表波峰，虚线代表波谷。下列说法中正确的是（　　）

A．如果在E点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到F点

B．两列波叠加后，O点的振动始终减弱

C．图中G、H两点振幅为零，D点的振幅也为零

D．C点此时振动的速度为零

【答案】BCD

【解析】A．波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随着波的传播向前移动，选项A错误；

BC．O点是振源连线的中点，波的传播路程差等于零，由于相位恰好相反，所以O点以及中垂线上所有质点的振动均为叠加减弱，选项B、C正确；

D．B引起的振动此时在C点使得质点具有向上的速度，而A刚好传到C点，具有向下的速度，叠加后速度为零，选项D正确。

故选BCD。

11．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO´为直径MN的垂线，足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO´夹角θ较小时，光屛NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屛NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当θ=β时，光屛NQ区域B光的光斑消失，则（　　）

A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C．α＜θ＜β时，光屛上只有1个光斑

D．β＜θ＜时，光屛上只有1个光斑

【答案】AD

【解析】A、由题意可知当θ=α时，A光在MN发生全反射，当θ=β时B光在MN发生全反射,则可知A光的临界角小于B光的临界角，根据可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A 错误；

B、由可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误；

C、α＜θ＜β时，此时A光已经发生全反射，故在NP部分油一个光斑，同时B光从MN下方折射出来，射到NQ上，则在光屏上应有2个光斑，选项C错误；

D、β＜θ＜时，AB两束光都发生全反射，故在光屏上只有1个光斑，选项D 正确．

三、非选择题（共5题，共56分）

12．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑤先________，再放开________，让其带动纸带一起运动；在中间与滑块2相撞并粘在一起运动；

⑥取下纸带，重复步骤④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示；

⑦测得滑块1的质量310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量205g．

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s（保留三位有效数字）．

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________

【答案】接通打点计时器的电源    放开滑块    0.620    0.618    纸带与打点计时器限位孔有摩擦   

【解析】（1）[1][2]根据打点计时器的使用可知，接通打点计时器的电源，后放开滑块；

（2）[3]放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为

滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s；

[3]碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为

（3）[4]结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。

13．质量为的光滑弧形槽静止在光滑水平地面上，底部与水平面平滑连接，质量为m的小球从槽上高h处由静止滑下，小球运动到右侧墙壁时与竖直墙壁碰撞后以原速率弹回。已知重力加速度为g，求：

(1)小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；

(2)小球再次滑上弧形梢到达的最大高度。

【答案】(1)  ；(2)

【解析】（1）设小球从弧形槽滑下时的速度大小为，弧形槽的速度大小为，由系统机械守恒定律可得

①

由于系统在水平方向上动量守恒，故由动量守恒定律可得

②

联立①②解得

（2）小球与墙壁碰撞后以原速率弹回，当小球再次滑上弧形槽，到达弧形槽最高点时与弧形槽共速，设共同速度为v，此时小球的高度为，对小球和弧形槽有机械能守恒定律可得

③

由水平方向上动量守恒定律可得

④

联立①②③④解得

14．一半径为10cm的小球漂浮在水面上时恰好有一半体积浸没在水中，如图所示。现将小球向下按压5cm后放手，忽略空气阻力，小球在竖直方向上的运动可视为简谐运动，测得振动其周期为0.4s，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示。其中A为振幅，分析小球的运动：

(1)写小球位移函数表达式；

(2)求小球12s内所经历的路程和位移各是多少c

【答案】(1)；(2) 600cm，0

【解析】(1)T=0.4s，根据

得

t=0时刻

解得

（舍去）

故小球的振动方程为

(2)12s相当于30个周期，一个周期内小球的路程是4A，即总路程s=600cm；

位移是0.

15．两列横波在x轴上沿相反方向传播，如图所示，传播速度v＝6 m/s，两列波的频率都是f＝30 Hz，在t＝0时，这两列波分别从左和从右传到S1和S2处，使S1和S2都开始向上做简谐振动，S1的振幅为2 cm，S2的振幅也为2 cm，已知质点A与S1、S2的距离分别是S1A＝2.25 m，S2A＝4.25 m．

（1）判断在两波到达A点后A点的振动情况．   

（2）若A点发生振动，求其在s内通过的路程．

【答案】（1）A点以振幅为4 cm，周期为s做机械振动；（2）32cm．

【解析】

（1）由公式λ＝得：λ＝0.2 m，质点A与S1、S2的距离差为：Δx＝|S2A－S1A|＝2 m＝10λ．即质点A为振动加强点，振幅A＝2 cm＋2 cm＝4 cm．故A点以振幅为4 cm，周期为s做机械振动．

（2）由公式T=1/f=s，由(1)知，A点在时间s内经过了两个全振动，通过的路程为8倍振幅，即4×8 cm＝32 cm．

点睛：由波速公式v=λf求出波长．根据A到S1、S2的距离之差与波长的关系，分析A点的振动是加强还是减弱，即可确定其振幅．由频率求出周期，根据通过的路程为4A，求出1/30s内通过的路程．．

16．如图所示，用未知材料做成圆柱形透明砖，截面半径为，侧边除一小孔外都涂有反射层，一束激光从小孔射入，入射光线与处于同一圆形截面平行的直径间距为，已知材料的折射率，光在真空中的速度为。求：通过计算判断激光能否从小孔射出。（如果不能，请说明理由。如果能，请计算光在玻璃砖内的传播时间。）

【答案】能；

【解析】设入射角α，折射角β，则sinα=0.8

折射定律得

解得

作光路图可得光线在圆柱内两次反射后从小孔射出

可得

光的速度为

所以