2024-2025學(xué)年高中物理全冊綜合評估練習(xí)含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGEPAGE10綜合評估時間：90分鐘滿分：100分一、單項選擇題(每小題3分，共24分)1．以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負值(n<0)，稱為負折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依舊滿意eq\f(sini,sinr)＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負值)．現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出．若該材料對此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是(B)解析：折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè)，故選項A、D錯誤；因為材料折射率n＝－1，在電磁波由空氣進入介質(zhì)的入射點，sinα＝－sin(－β)，得α＝β，則C項錯；故正確選項為B.2．如圖所示，豎直面內(nèi)有一個固定圓環(huán)，MN是它在豎直方向上的直徑．兩根光滑滑軌MP、QN的端點都在圓周上，MP>QN.將兩個完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q點無初速度釋放，在它們各自沿MP、QN運動到圓周上的過程中，下列說法中正確的是(C)A．合力對兩滑塊的沖量大小相同B．重力對a滑塊的沖量較大C．彈力對a滑塊的沖量較小D．兩滑塊的動量改變大小相同解析：這是“等時圓”，即兩滑塊同時到達滑軌底端．合力F＝mgsinθ(θ為滑軌傾角)，F(xiàn)a>Fb，因此合力對a滑塊的沖量較大，a滑塊的動量改變也大；重力的沖量大小、方向都相同；彈力FN＝mgcosθ，F(xiàn)Na<FNb，因此彈力對a滑塊的沖量較?。蔬x項C正確．3．如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同始終線上運動．兩球質(zhì)量關(guān)系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kg·m/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為－4kg·m/s，則(A)A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110解析：由兩球的動量都是6kg·m/s可知，運動方向都向右，且能夠相碰，說明左方是質(zhì)量小速度大的球，故左方是A球．碰后A球的動量削減了4kg·m/s，即A球的動量為2kg·m/s，由動量守恒定律得B球的動量為10kg·m/s，則其速度比為25.故選項A是正確的．4．一個彈簧振子沿x軸做簡諧運動，取平衡位置O為x軸坐標原點．從某時刻起先計時，經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度．能正確反映振子位移x與時間t關(guān)系的圖像是(A)解析：如圖所示，O為平衡位置，由題意知t＝eq\f(T,4)時，振子具有正向最大加速度，故此時振子應(yīng)在A處，位移x為負的最大值．分析各圖像知，只有A項正確．5．一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播，波長為λ，周期為T.t＝0時刻的波形如圖1所示，a、b是波上的兩個質(zhì)點．圖2是波上某一質(zhì)點的振動圖像．下列說法中正確的是(D)A．t＝0時質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的大B．t＝0時質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的小C．圖2可以表示質(zhì)點a的振動D．圖2可以表示質(zhì)點b的振動解析：由圖1可知，t＝0時，a在正向最大位移處，v＝0，加速度最大；b在平衡位置，速度最大，a＝0，且振動方向沿y軸負向，圖2可以表示質(zhì)點b的振動，選項A、B、C都錯誤，選項D正確．6．如圖所示，將小球甲、乙、丙(都可視為質(zhì)點)分別從A、B、C三點由靜止同時釋放，最終都到達豎直面內(nèi)圓弧的最低點D，其中甲是從圓心動身做自由落體運動，乙沿弦軌道從一端B到達另一端D，丙沿圓弧軌道從C點運動到D，且C點很靠近D點．假如忽視一切摩擦阻力，那么下列推斷正確的是(A)A．甲球最先到達D點，乙球最終到達D點B．甲球最先到達D點，丙球最終到達D點C．丙球最先到達D點，乙球最終到達D點D．甲球最先到達D點，無法推斷哪個球最終到達D點解析：甲球運動時間t1＝eq\r(\f(2R,g))，乙球運動時間t2，設(shè)BD傾角為θ，則a＝gsinθ，BD長為2Rsinθ.故2Rsinθ＝eq\f(1,2)(gsinθ)teq\o\al(2,2)，t2＝2eq\r(R/g)，丙球做簡諧運動，t3＝eq\f(1,4)×2πeq\r(R/g)＝eq\f(π,2)eq\r(R/g).可得t2>t3>t1，故選A.7．一中子與一質(zhì)量為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰．若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為(A)A.eq\f(A＋1,A－1) B.eq\f(A－1,A＋1)C.eq\f(4A,A＋12) D.eq\f(A＋12,A－12)解析：中子與原子核的碰撞屬于彈性正碰，中子的質(zhì)量數(shù)為1，設(shè)其速度為v0.依據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律，有v1＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v0，得eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(v0,v1)))＝eq\f(A＋1,A－1)，A項正確．8．3個質(zhì)量分別為m1、m2、m3的小球，半徑相同，并排懸掛在長度相同的3根豎直繩上，彼此恰好相互接觸．現(xiàn)把質(zhì)量為m1的小球拉開一些，如圖中虛線所示，然后釋放，經(jīng)球1與球2、球2與球3相碰之后，3個球的動量相等．若各球間碰撞時均為彈性碰撞，且碰撞時間極短，不計空氣阻力，則m1m2m3可能等于(A)A．631B．231C．211D．321解析：因為是彈性碰撞，系統(tǒng)遵循動量守恒和機械能守恒，設(shè)碰后3個球的動量均為p，則總動量為3p，依據(jù)機械能守恒定律得eq\f(3p2,2m1)＝eq\f(p2,2m1)＋eq\f(p2,2m2)＋eq\f(p2,2m3)，化簡得eq\f(9,m1)＝eq\f(1,m1)＋eq\f(1,m2)＋eq\f(1,m3)，將四個選項數(shù)值代入，得A正確．二、多項選擇題(每小題4分，共16分)9．兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇．下列說法正確的是(AD)A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為|A1－A2|B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅肯定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅解析：兩列振動方向相同的相干波相遇疊加，在相遇區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點仍做簡諧運動，其振動位移在0到最大值之間，B、C項錯誤；在波峰與波谷相遇處質(zhì)點振幅為兩波振幅之差，在波峰與波峰相遇處質(zhì)點振幅為兩波振幅之和，故A、D項正確．10．如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個質(zhì)量也為m的小球從槽上高h處由靜止起先自由下滑(BC)A．在下滑過程中，小球和槽之間的相互作用力對槽不做功B．在下滑過程中，小球和槽組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒C．被彈簧反彈后，小球和槽都做速率不變的直線運動D．被彈簧反彈后，小球能回到槽上高h處解析：在下滑過程中，小球和槽之間的相互作用力對槽做功，選項A錯誤；在下滑過程中，小球和槽組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，選項B正確；小球被彈簧反彈后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做勻速運動，選項C正確；小球與槽組成的系統(tǒng)動量守恒，球與槽的質(zhì)量相等，小球沿槽下滑，球與槽分別后，小球與槽的速度大小相等，小球被彈簧反彈后與槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，選項D錯誤．11．如圖所示，水平光滑軌道寬度和彈簧自然長度均為d.m2的左邊有一固定擋板．已知m1≥m2.m1由圖示位置靜止釋放，當m1與m2相距最近時m1速度為v1，則在以后的運動過程中(BD)A．m1的最小速度是0B．m1的最小速度是eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1C．m2的最大速度是v1D．m2的最大速度是eq\f(2m1,m1＋m2)v1解析：當m1與m2相距最近后，m1在前，做減速運動，m2在后，做加速運動，當再次最近時，m1減速結(jié)束，m2加速結(jié)束，因此此時m1速度最小，m2速度最大，在此過程中遵從動量守恒和機械能守恒，因此二者的作用相當于彈性碰撞，由彈性碰撞的公式可解得B、D兩項正確．12．在勻稱介質(zhì)中坐標原點O處有一波源做簡諧運動，其表達式為y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))m，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖像如圖所示，則(AB)A．此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B．M點在此后第3s末的振動方向沿y軸正方向C．波源起先振動時的運動方向沿y軸負方向D．此后M點第一次到達y＝－3m處所需時間是2s解析：依據(jù)表達式y(tǒng)＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))m，得ω＝eq\f(π,2)，因此波的周期T＝eq\f(2π,ω)＝4s．由波形圖像可得波長λ＝8m．從x＝12m的位置到x＝24m的位置傳播距離為1.5λ，所用的時間為1.5T＝6s，選項A正確；M點經(jīng)過eq\f(3,4)T時振動方向沿y軸正方向，選項B正確；波剛好傳到12m處時，起振方向沿y軸正方向，則波源起先振動的方向也沿y軸正方向，選項C錯誤；M點從今位置第一次到達y＝－3m處所需的時間小于eq\f(T,2)＝2s，選項D錯誤．三、填空題(每小題9分，共18分)13．如圖甲所示為光學(xué)試驗用的長方體玻璃磚，它的光學(xué)面不能用手干脆接觸．在用插針法測定玻璃磚折射率的試驗中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好攔住插在a、b位置的針的像，但最終一個針孔的位置不同，分別為d、e兩點，如圖乙所示．計算折射率時，用d(選填“d”或“e”)點得到的值較小，用e(選填“d”或“e”)點得到的值誤差較?。馕觯喝粲檬纸佑|光學(xué)面，則油污層可使透過光的量及部分光的傳播方向發(fā)生改變，使玻璃磚折射成像不清，視察模糊，影響試驗效果．如圖所示，用d點得到n的測量值較小，用e點得到n的測量值誤差較?。?4．用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗證動量守恒定律，試驗時先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點G由靜止起先滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡，把質(zhì)量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止起先滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次，得到了如圖乙所示的三個落地處．(1)請在圖乙中讀出OP＝17.5cm.(2)由乙圖可以推斷出R是B球的落地點，Q是A球的落地點．(3)為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學(xué)只需驗證表達式mAOQ＝mAOP＋mBOR.解析：(1)由圖可知OP約為17.5cm.(2)Q是A球碰前的落點，P是A球碰后的落后，R是B球的落點．(3)因為各球的運動時間相等，因此碰后的速度可以用水平位移來代替，須要驗證的表達式為mAOQ＝mAOP＋mBOR.四、計算題(15、16、17題各10分，18題12分，共42分)15．一列簡諧橫波，在t＝0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點振動的振幅為10cm.P、Q兩點的坐標為－1m和－9m，波傳播方向由右向左，已知t＝0.7s時，P點其次次出現(xiàn)波峰．試估算：(1)這列波的傳播速度多大？(2)從t＝0時刻起，經(jīng)多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？(3)當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程為多少？答案：(1)10m/s(2)1.1s(3)0.9m解析：(1)由題圖知，這列波的波長λ＝4m，又ΔT＝eq\f(7,4)T＝0.7s，得T＝0.4s，由波速公式得v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4m,0.4s)＝10m/s.(2)第一個波峰傳到Q點的距離為x＝11m，所需時間t＝eq\f(x,v)＝eq\f(11,10)s＝1.1s.或：振動傳到Q點需2.5個周期，因質(zhì)點起振方向向上，所以Q點第一次到達波峰再需1/4周期，故t＝2.5T＋eq\f(1,4)T＝1.1s.(3)振動傳到P點需1/2個周期，所以當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點已振動了Δt′＝0.9s＝eq\f(9,4)T，則P點通過的路程為L＝4A×eq\f(9,4)＝0.9m.16．如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點．現(xiàn)將A無初速度地釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體，并沿桌面滑動．已知圓弧軌道光滑，半徑R＝0.2m；A和B的質(zhì)量相等；A和B整體與桌面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.重力加速度g＝10m/s2.求：(1)碰撞前瞬間A的速度v；(2)碰撞后瞬間A和B整體的速度v′；(3)A和B整體在桌面上滑動的距離L.答案：(1)2m/s(2)1m/s(3)0.25m解析：(1)滑塊A從圓弧最高點滑到最低點的過程中機械能守恒，則有eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＝mAgR，可以得出vA＝eq\r(2gR)＝2m/s.(2)在圓弧底部滑塊A和滑塊B相撞，動量守恒，有mAvA＝(mA＋mB)v′，得v′＝eq\f(1,2)vA＝1m/s.(3)滑塊A和B粘在一起在桌面上滑行，摩擦力做負動，由動能定理可得f·L＝eq\f(1,2)(mA＋mB)v′2＝eq\f(1,4)mAveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)mAgR，摩擦力f＝μ(mA＋mB)g＝2μmAg.于是可以得到2μmAg·L＝eq\f(1,2)mAgR，則L＝eq\f(R,4μ)＝0.25m.17．如圖所示，直角三角形ABC是一玻璃磚的橫截面，AB＝L，∠C＝90°，∠A＝60°.一束單色光PD從AB邊上的D點射入玻璃磚，入射角為45°，DB＝eq\f(L,4)，折射光DE恰好射到玻璃磚BC邊的中點E，已知光在真空中的傳播速度為c.求：(1)玻璃磚的折射率；(2)該光束從AB邊上的D點射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚所需的時間．答案：(1)eq\r(2)(2)eq\f(3\r(2)L,4c)解析：(1)作出光路圖，如圖所示，過E點的法線是三角形的中位線，由幾何關(guān)系可知△DEB為等腰三角形，故DE＝DB＝eq\f(L,4).由幾何學(xué)問知光在AB邊折射時折射角為30°，所以n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2).(2)設(shè)臨界角為θ，有sinθ＝eq