2024-2025學(xué)年新教材高中物理模塊綜合練含解析魯科版選擇性必修1

PAGE12-模塊素養(yǎng)評(píng)價(jià)(90分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.生活中有許多光現(xiàn)象,以下關(guān)于對(duì)光現(xiàn)象的說(shuō)明說(shuō)法不正確的是 ()A.我們看到水中的筷子彎折是光的折射現(xiàn)象B.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象C.水中的氣泡特殊光明是光的干涉現(xiàn)象D.小孔成像是利用光的直線(xiàn)傳播【解析】選C。因?yàn)楣獾恼凵渥饔?所以我們看到水中的筷子是彎曲的,A正確;光導(dǎo)纖維傳輸數(shù)據(jù)的原理利用了光的全反射,B正確;水中的氣泡特殊光明,是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí),一部分光發(fā)生全反射造成的,C錯(cuò)誤;小孔成像利用了光的直線(xiàn)傳播原理,所以得到的像是倒像,D正確。2.關(guān)于振動(dòng)和波,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.物體發(fā)生振動(dòng),肯定會(huì)產(chǎn)生波B.物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件是存在回復(fù)力C.振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)刻,合外力為零D.當(dāng)一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),振子受到的回復(fù)力不肯定和彈簧的形變成正比【解析】選C。波的形成條件包括機(jī)械振動(dòng)和介質(zhì),只有機(jī)械振動(dòng)而沒(méi)有介質(zhì),則不會(huì)產(chǎn)朝氣械波,故A錯(cuò)誤;做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體受到的回復(fù)力要滿(mǎn)意F=-kx,即物體受到的回復(fù)力F跟偏離平衡位置的位移x大小成正比,并且總指向平衡位置,做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體不僅須要存在回復(fù)力,還須要符合回復(fù)力的特征,故B錯(cuò)誤;平衡位置,是指在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中,回復(fù)力為0的位置,所以振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)刻,合外力為零,故C正確;當(dāng)一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),振子受到的回復(fù)力肯定和彈簧的形變成正比,故D錯(cuò)誤。3.兩個(gè)彈簧振子,甲的固有頻率是100Hz,乙的固有頻率是400Hz,若它們均在頻率是300Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng),則 ()A.甲的振幅較大,振動(dòng)頻率是100HzB.乙的振幅較大,振動(dòng)頻率是300HzC.甲的振幅較大,振動(dòng)頻率是300HzD.乙的振幅較大,振動(dòng)頻率是400Hz【解析】選B。受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率確定,與固有頻率無(wú)關(guān),所以甲乙的振動(dòng)頻率都是300Hz,做受迫振動(dòng)的物體固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相差較小時(shí),振幅較大,所以乙的振幅較大。所以選B。4.ABCDE為單反照相機(jī)取景器中五棱鏡的一個(gè)截面示意圖,AB⊥BC,由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于AB射入棱鏡,經(jīng)兩次反射后光線(xiàn)垂直于BC射出,且在CD、AE邊只有a光射出,光路圖如圖所示,則a、b兩束光 ()A.在真空中,a光的傳播速度比b光的大B.在棱鏡內(nèi),a光的傳播速度比b光的小C.以相同的入射角從空氣斜射入水中,b光的折射角較小D.分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距小【解析】選C。全部光在真空中有相同的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在CD、AE邊只有a光射出,b光發(fā)生了全反射,說(shuō)明b光的臨界角小,在五棱鏡中的折射率大,由v=知,b光在棱鏡里的速度小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由折射定律n=知,b光的折射率大,則折射角小,選項(xiàng)C正確;a光的頻率小于b光的頻率,則a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),由Δx=λ知,a光的相鄰亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。5.兩束不同頻率的單色光a、b從空氣彼此平行射入水中,發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(α>β)。下列結(jié)論中正確的是 ()A.光束a在水中的傳播速度比光束b在水中的傳播速度小B.若光束從水中射向空氣,則光束b的臨界角比光束a的臨界角大C.若單色光a照耀某金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),那單色光b照耀該金屬時(shí)也肯定能發(fā)生光電效應(yīng)D.用單色光a和單色光b分別做雙縫干涉試驗(yàn),在其他條件肯定的狀況下,單色光a的條紋間距比單色光b的條紋間距小【解析】選C。由圖可知,光束a的折射角較大,由n=可知,即光線(xiàn)a在水中的折射率較小,又由n=可知,光線(xiàn)a在水中的傳播速度較大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)楣饩€(xiàn)a的折射率小,由sinC=可知,光線(xiàn)a在水中的臨界角大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)楣饩€(xiàn)a的折射率小,光線(xiàn)a的頻率小,能量小,若單色光a照耀某金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),那單色光b照耀該金屬時(shí)也肯定能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)C正確;光線(xiàn)a的頻率小,由c=λf可知,光線(xiàn)a的波長(zhǎng)大,故用單色光a和單色光b分別做雙縫干涉試驗(yàn),在其他條件肯定的狀況下,單色光a的條紋間距比單色光b的條紋間距大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.如圖是一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為2cmB.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為4HzC.在2s末,質(zhì)點(diǎn)的加速度最大D.在2s末,質(zhì)點(diǎn)的速度最大【解析】選D。振幅是振子離開(kāi)平衡位置的最大距離,由圖知振幅A=1cm,故A項(xiàng)不合題意;由圖知,振子完成一個(gè)周期性的運(yùn)動(dòng)為正弦圖像,讀出周期為T(mén)=4s,則頻率f==0.25Hz,故B項(xiàng)不合題意;在第2s末,振子的位移為0,其加速度為0,故C項(xiàng)不合題意;在第2s末,振子的位移為0,說(shuō)明振子經(jīng)過(guò)平衡位置,速度最大,故D項(xiàng)符合題意。7.如表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變更的關(guān)系,若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固,則 ()驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固=60HzB.60Hz<f固<70HzC.50Hz<f固≤60HzD.以上三個(gè)都不對(duì)【解析】選C。從如圖所示的共振曲線(xiàn)可推斷出f驅(qū)與f固相差越大,受迫振動(dòng)的振幅越小;f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大。并可以從中看出f驅(qū)越接近f固,振幅的變更越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50～60Hz范圍內(nèi)時(shí),振幅變更最小,因此50Hz<f固≤60Hz,所以選C。8.一質(zhì)量為200kg的小船靜止在安靜的水面上,小船長(zhǎng)度為2m。質(zhì)量為50kg的小孩從船頭走到船尾。若不考慮船運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水對(duì)船的阻力,則人從船頭走到船尾的過(guò)程中 ()A.人與船可以向相同方向運(yùn)動(dòng)B.船的速率始終是人的速率的4倍C.人對(duì)地發(fā)生的位移大小為1.6mD.船對(duì)地發(fā)生的位移大小為1.6m【解析】選C。船和人組成的系統(tǒng),在水平方向上動(dòng)量守恒,以人速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得:m人v人+m船v船=0故v人=負(fù)號(hào)表示人與船的速度方向總是相反,故A項(xiàng)與題意不相符;將m人=50kg,m船=200kg代入v人=解得:v人=-4v船則人的速率始終是船的速率的4倍,故B項(xiàng)與題意不相符;人從船頭走到船尾,設(shè)人和船對(duì)地發(fā)生的位移大小分別為s1和s2,以人速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得:m人-m船=0又s1+s2=L解得:s1=1.6m,s2=0.4m故C項(xiàng)與題意相符,D項(xiàng)與題意不相符。二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.下列說(shuō)法正確的是 ()A.海豚有完善的聲吶系統(tǒng),海豚發(fā)出的聲波比無(wú)線(xiàn)電波傳播的速度快,方向性好B.蝙蝠利用超聲脈沖導(dǎo)航,當(dāng)它飛向某一墻壁時(shí),接收到的脈沖頻率大于它發(fā)出的頻率C.聲波擊碎玻璃杯的試驗(yàn)原理是共振D.頻率相同,相位差恒定的兩列波能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉【解析】選B、C、D。海豚有完善的聲吶系統(tǒng),海豚的聲吶系統(tǒng)發(fā)出的不是聲波,是超聲波,A錯(cuò)誤;蝙蝠利用超聲脈沖導(dǎo)航,在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間,與墻壁相互靠近,故接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率大于它發(fā)出的頻率,B正確;當(dāng)聲波的頻率等于玻璃杯的固有頻率時(shí)玻璃杯震蕩最猛烈,最簡(jiǎn)單被擊碎,即聲波擊碎玻璃杯的試驗(yàn)原理是共振,C正確;依據(jù)干涉的條件可知,頻率相同,相位差恒定的兩列波能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉,D正確。所以選B、C、D。10.一列簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,波速為2m/s。某時(shí)刻波形如圖所示,a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的橫坐標(biāo)分別為xa=2.5m,xb=4.5m,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)的周期為4sB.平衡位置x=10.5m處的質(zhì)點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)與a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況總相同C.質(zhì)點(diǎn)a從圖示起先在經(jīng)過(guò)個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為2cmD.假如該波在傳播過(guò)程中遇到尺寸小于8m的障礙物,該波可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【解析】選A、B、D。由圖能干脆讀出波長(zhǎng)λ=8m,由波速公式v=,該波的周期T==s=4s,則質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)的周期為4s,A正確;x=10.5m處的質(zhì)點(diǎn)與a質(zhì)點(diǎn)相距一個(gè)波長(zhǎng),步調(diào)總是一樣,振動(dòng)狀況總是相同,B正確;圖示時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng),速度減小,再經(jīng)過(guò)個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程小于一個(gè)振幅,即小于2cm,C錯(cuò)誤;此列波的波長(zhǎng)λ=8m,尺寸小于8m的障礙物滿(mǎn)意發(fā)生明顯衍射的條件,所以該波可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,D正確。故選A、B、D。11.一個(gè)透亮勻稱(chēng)玻璃圓柱體的橫截面如圖所示,一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光從A點(diǎn)射入,分成兩束分別從B、C射出,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.a光的折射率小于b光的折射率B.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度C.a、b兩種單色光分別從B、C射出時(shí)折射角相等D.a、b兩種單色光分別通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉裝置,b光的干涉條紋間距較大【解析】選A、C。由題圖知:在A點(diǎn)兩光的入射角相等,a光的折射角大于b光的折射角,由折射率公式n=可知a光的折射率小于b光的折射率,由v=分析可知在玻璃中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度,故A正確,B錯(cuò)誤。由幾何學(xué)問(wèn)知兩光束在B、C兩點(diǎn)的入射角分別等于在A點(diǎn)的折射角,依據(jù)光路可逆性原理可知在B、C的折射角等于在A點(diǎn)的入射角,所以從B、C射出時(shí)折射角相等,故C正確。a光的折射率小于b光的折射率,則a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),因?yàn)殡p縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比,所以a、b兩種單色光分別通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉裝置獲得的干涉條紋間距a的較大,故D錯(cuò)誤。故選A、C。12.在某次演練中,一顆炮彈在向上飛行過(guò)程中爆炸,如圖所示。爆炸后,炮彈恰好分成質(zhì)量相等的兩部分。若炮彈重力遠(yuǎn)小于爆炸內(nèi)力,則關(guān)于爆炸后兩部分的運(yùn)動(dòng)軌跡可能正確的是 ()【解析】選B、D。炮彈爆炸時(shí),內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,由圖知,A圖水平方向滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,但豎直方向不滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,不行能,故A項(xiàng)與題意不相符;B圖水平方向和豎直方向都滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,是可能的,故B項(xiàng)與題意相符;C圖水平方向滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,但豎直方向不滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,不行能,故C項(xiàng)與題意不相符;D圖豎直方向和水平方向都滿(mǎn)意動(dòng)量守恒,是可能的,故D項(xiàng)與題意相符。三、試驗(yàn)題(本題共2小題,共14分)13.(6分)某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的試驗(yàn)中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線(xiàn)AO與aa′的交點(diǎn)。在直線(xiàn)OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。(1)該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有________。

A.插上大頭針P3,使P3僅攔住P2的像B.插上大頭針P3,使P3攔住P1的像和P2的像C.插上大頭針P4,使P4僅攔住P3的像D.插上大頭針P4,使P4攔住P3和P1、P2的像(2)過(guò)P3、P4作直線(xiàn)交bb′于O′,過(guò)O′作垂直于bb′的直線(xiàn)NN′,連接OO′。測(cè)量圖甲中角α和β的大小,則玻璃磚的折射率n=________。

(3)該同學(xué)在試驗(yàn)中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫(huà)得過(guò)寬。若其他操作正確,則折射率的測(cè)量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)精確值。

【解析】(1)確定P3大頭針的位置的方法是大頭針P3能攔住P1、P2的像,則P3必定在出射光線(xiàn)方向上。確定P4大頭針的位置的方法是大頭針P4能攔住P1、P2、P3的像,故選B、D。(2)測(cè)定玻璃磚折射率的原理是折射定律,則得該玻璃磚的折射率為n=。(3)作圖時(shí),玻璃磚應(yīng)與所畫(huà)的邊界相齊。該同學(xué)的做法中,出射光線(xiàn)的側(cè)向偏移距離小于理論的側(cè)向偏移距離,測(cè)量出的折射角要小于真實(shí)的折射角,導(dǎo)致測(cè)量值偏小。答案:(1)B、D(2)(3)小于14.(8分)試驗(yàn)小組的同學(xué)們用如圖所示的裝置,做“用單擺測(cè)定重力加速度”的試驗(yàn):(1)在試驗(yàn)時(shí)除用到秒表、刻度尺外,還應(yīng)當(dāng)用到下列器材為_(kāi)_______。

A.長(zhǎng)約為1m的細(xì)線(xiàn)B.長(zhǎng)約為1m的橡皮繩C.直徑約為1cm的鐵球D.直徑約為10cm的木球(2)將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作,其中正確的是________。

A.測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度作為單擺的擺長(zhǎng)B.把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)很小的角度后由靜止釋放,使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C.在擺球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí)D.用秒表測(cè)量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期T(3)某同學(xué)多次變更單擺的擺長(zhǎng)L并測(cè)得相應(yīng)的周期T,他依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示的圖像,但遺忘在圖中標(biāo)明橫坐標(biāo)所代表的物理量。你認(rèn)為橫坐標(biāo)所代表的物理量是________(國(guó)際單位),若圖線(xiàn)斜率為k,那么,重力加速度g=________。

(4)假如試驗(yàn)中采納的秒表比正常秒表偏快,會(huì)使得g測(cè)________g真(選填“大于”“小于”或“等于”)。

【解析】(1)擺線(xiàn)選擇較細(xì)且牢固的線(xiàn),為便于測(cè)量周期和減小空氣阻力,則選取1米左右的細(xì)線(xiàn),故選擇A;為了減小空氣阻力的影響,擺球選擇質(zhì)量大體積小的,故選擇C;故選A、C;(2)單擺的擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到球心的距離,所以測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度作為單擺的擺長(zhǎng)是不對(duì)的,故A錯(cuò)誤;單擺在擺角小于5°時(shí)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所以把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)很小的角度后由靜止釋放,使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故B正確;擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí),速度最大,從平衡位置起先計(jì)時(shí),誤差較小,在擺球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí),誤差較大,故C錯(cuò)誤;用秒表測(cè)量單擺完成全振動(dòng)30至50次所用的時(shí)間時(shí)誤差較小,求出完成一次全振動(dòng)所用的平均時(shí)間時(shí)誤差較小,所以用秒表測(cè)量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期T,有較大誤差,故D錯(cuò)誤。(3)依據(jù)單擺周期公式T=2π=,所以應(yīng)當(dāng)作T-圖像,故橫坐標(biāo)所代表的物理量是;依據(jù)上式可知斜率k=,解得g=(4)假如試驗(yàn)中采納的秒表比正常秒表偏快,則測(cè)量的時(shí)間比真實(shí)時(shí)間長(zhǎng),測(cè)量的周期比真實(shí)周期大,依據(jù)單擺周期公式T=2π,解得g=,會(huì)使得g測(cè)小于g真。答案:(1)A、C(2)B(3)(4)小于四、計(jì)算題(本題共4小題,共46分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)15.(8分)如圖所示是某彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變更的圖像,求:(1)振子在從計(jì)時(shí)時(shí)刻起20s內(nèi)通過(guò)的路程。(2)在30s末,振子的位移?！窘馕觥?1)由題圖可知,振子離開(kāi)平衡位置的最大距離為30cm,在20s內(nèi)正好一個(gè)來(lái)回,故通過(guò)的路程為60cm。(2)由題圖可知:在30s末,振子的位移大小為30cm,方向沿x軸的負(fù)方向。答案:(1)60cm(2)30cm,方向沿x軸的負(fù)方向16.(8分)如圖所示,a、b、c是處于同一勻稱(chēng)介質(zhì)中某始終線(xiàn)上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn),一列簡(jiǎn)諧波的波源在b點(diǎn),波同時(shí)沿該直線(xiàn)向ba和bc方向傳播,a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L1=7m,各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期T=0.4s,波長(zhǎng)4m≤λ≤5m,t1=0時(shí)刻,波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)a,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b恰好位于波峰,t2=1.6s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷,求:(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng);(2)b、c兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L?！窘馕觥?1)設(shè)波長(zhǎng)為λ,則有兩種可能:λ+nλ=L1(n=0,1,2,3,…),解得λ=,當(dāng)n=1時(shí),λ=4m符合題意?；蛘?λ+nλ=L1(n=0,1,2,3,…),解得λ=,由于4m≤λ≤5m,沒(méi)有符合題意的解,所以簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)λ=4m,且知各質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下。(2)波速v==m/s=10m/s,b、c兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L=v(t2-)=1