滚动测试卷(二)-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019）

滚动测试卷(二) (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单选题(本题共7小题，每小题4分，共28分) 1．春节是我国的传统佳节。春节期间许多小孩子喜欢放烟花爆竹，有一种叫“窜天猴”的烟花，在点燃的瞬间向后喷射的气体速度约为1 000 m/s，产生的推力约为5 N，则它在0.02 s时间内喷射的气体质量约为(　　) A．1.0×10－2 kg B．1.0×10－3 kg C．1.0×10－4 kg D．1.0×10－5 kg 答案：C 解析：设“窜天猴”烟花在单位时间内喷射的气体质量约为Δm，由动量定理可得FΔt＝Δmv，代入数据解得Δm＝＝ kg＝1.0×10－4 kg，A、B、D错误，C正确。 2．(2023·乾安县第七中学高二月考)如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，则(　　) A．甲、乙两个单摆的振幅分别为2 cm、－1 cm B．甲、乙两个单摆的机械能可能相等 C．第4 s末，甲、乙两个摆球的加速度均为零 D．第2 s末甲的速度达到最大，乙的向心加速度达到最大 答案：B 解析：振幅为偏离平衡位置的最大距离，故甲、乙两个单摆的振幅分别为2 cm、1 cm，A错误；摆球质量未知，故甲、乙两个单摆的机械能可能相等，B正确；第4 s末，两摆球均在平衡位置，故甲、乙两摆球切线方向的加速度均为零，但向心加速度均不为零，C错误；第2 s末甲处于平衡位置，速度达到最大，乙处于最大位移处，速度为零，向心加速度为零，D错误。 3．如图甲为一列简谐横波在t＝0时的波的图像，图乙为该波中平衡位置位于x＝4 m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．此波的波速为2 m/s B．此波沿x轴正方向传播 C．t＝0.5 s时质点P的速度最大 D．t＝1.0 s时质点P的加速度最大 答案：C 解析：由题图可知，周期T＝1.0 s，波长λ＝4 m，则波速v＝＝ m/s＝4 m/s，选项A错误；平衡位置位于x＝4 m处的质点P在t＝0时刻向下振动，根据“上下坡”法知，波沿x轴负方向传播，选项B错误；t＝0.5 s时，质点P运动到平衡位置且向上振动，速度最大，选项C正确；t＝1.0 s时质点P运动到平衡位置且向下振动，加速度为零，选项D错误。 4．关于下列光现象的说法中正确的是(　　) A．图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B．图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象 C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象 D．图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振原理 答案：D 解析：题图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射，故A错误；题图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是泊松亮斑，是光的衍射现象，故B错误；题图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的，是光的干涉现象，故C错误；题图丁中立体电影在放映时，是两台放映机发出相互垂直的偏振光，佩戴特殊眼镜观看立体电影，才能获得最佳观赏效果，利用了光的偏振原理，故D正确。 5．如图所示，某次冰壶比赛，甲壶以速度v0与静止的乙壶发生正碰。已知冰面粗糙程度处处相同，两壶完全相同，从碰撞到两壶都静止，乙的位移是甲的9倍，则(　　) A．两壶碰撞过程无机械能损失 B．两壶碰撞过程动量变化量相同 C．碰撞后瞬间，甲壶的速度为 D．碰撞后瞬间，乙壶的速度为v0 答案：C 解析：两壶碰后在冰面上滑行，则有a＝＝μg，两壶完全相同，从碰撞到两壶都静止，乙的位移是甲的9倍，设碰后两壶的速度分别是v1和v2，根据0－v2＝－2ax，得v1∶v2＝1∶3，根据动量守恒定律得mv0＝mv1＋mv2，解得v1＝，v2＝，C正确，D错误；两壶碰撞过程机械能的变化量为ΔE＝mv＋mv－mv＝－mv，机械能有损失，A错误；动量的变化量是矢量，两壶碰撞过程动量变化量大小相同，但方向相反，B错误。 6．(2023·浙江嘉兴月考)如图所示，横截面为圆环的柱形容器由折射率为n的玻璃制成，其外径为R1，内径为R2，MN为一条直径。有两束光线，其中光线A在纸平面内传播，从P点射向容器，经一次折射后，恰好与容器内壁相切，另一束光线B平行于MN射向容器，经过一次折射后，恰好在容器内壁发生全反射，则(　　) A．光线A入射角的正弦值sin iA＝ B．光线A射入柱形容器后折射出去的时间为 C．光线B的入射角的正弦值sin iB＝ D．光线B到MN的距离等于R2 答案：D 解析：光线A经一次折射后与容器内壁相切，光路图如图1所示，设光线A在M点的入射角为iA，折射角为r，由折射定律得n＝，由几何关系得sin r＝，解得sin iA＝，故A错误； 光线A在柱形容器中通过的距离为x＝2，光线A在柱形容器中传播速度为v＝，则光线A射入柱形容器后折射出去的时间为t＝＝ ，故B错误；平行于MN的光线B射向容器，在容器外壁的入射角为iB，折射角为r′，由折射定律得n＝，光线恰好在容器内壁发生全反射，入射角等于临界角C，光路图如图2所示，则sin C＝，根据正弦定理可得＝＝＝nR1 ，解得sin r′＝，即sin iB＝nsin r′＝，故C错误；设光线B到MN的距离为d，根据几何关系可得d＝R1sin iB＝R2，故D正确。 7．(2023·陕西武功县高二月考)如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图，则下列说法正确的是(　　) A．这列波的波长为12 m B．在t＝0.2 s时，x＝6 cm处的质点速度沿y轴正方向 C．这列波的波速可能为0.4 m/s D．这列波遇到5 m宽的物体，能发生明显的衍射现象 答案：C 解析：根据题图中虚线可以看出λ＝12 cm，A错误；因为波沿x轴正方向传播，根据同侧法，可以得到在t＝0.2 s时，x＝6 cm处的质点速度沿y轴负方向，B错误；根据图像可知，波传播的距离Δx＝nλ＋λ(n＝0，1，2，3…)，波的速度v＝＝(0.6n＋0.4) m/s(n＝0，1，2，3…)，C正确；因为波长远小于5 m，所以不会发生明显的衍射现象，D错误。 二、多选题(本题共3小题，每小题6分，共18分) 8．霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象，也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则a、b两光相比较(　　) A．b光的频率更高 B．在同一介质中，a光的传播速度更小 C．分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显 D．从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大 答案：BD 解析：由题图可知，在第一次折射时，a、b两光的入射角相同，b光的折射角明显大于a光的折射角，由折射率公式n＝，可知b光折射率小，频率也小，A错误；在相同介质中传播时，由v＝可知，因nb<na，所以va<vb，B正确；分别照射同一狭缝，由产生明显衍射现象的条件可知，波长越长衍射现象越明显，因为b光的频率小，波长长，所以b光的衍射现象更明显，C错误；从水中射入空气，满足从光密介质射入光疏介质的条件，会产生全反射，由临界角公式sin C＝可知，因nb<na，所以b光临界角更大，D正确。 9．(2023·新课标卷)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻(　　) A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的动量大小比乙的小 C．甲的动量大小与乙的相等 D．甲和乙的动量之和不为零 答案：BD 解析：对甲、乙两条形磁铁分别受力分析，如图所示， 根据牛顿第二定律有a甲＝ , a乙＝，由于m甲>m乙， 所以a甲<a乙，由于两磁铁运动时间相同，且同时由静止释放，可得v甲<v乙，A错误；对于整个系统而言，由于μm甲g>μm乙g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的小，B、D正确，C错误。故选BD。 10．如图所示，半径分别为3R和R的两光滑半圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好均能通过各自半圆轨道的最高点，已知a球的质量为m。则(　　) A．b球的质量为m B．两小球与弹簧分离时，动能相等 C．若ma＝mb＝m，要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有的弹性势能为Ep＝15mgR D．a球到达圆心等高处时，对轨道压力为3mg 答案：CD 解析：当小球恰好能通过半圆轨道的最高点时，在最高点的位置，小球的重力提供小球做圆周运动的向心力，对a小球，根据动能定理得－6mgR＝mv2－mv，在最高点时，根据牛顿第二定律得mag＝，联立解得v0＝，同理对b分析可得，b球的速度为v1＝，对a、b组成的系统进行研究，在释放瞬间，两小球的动量守恒，选a球的速度方向为正方向，则mv0－mbv1＝0，解得mb＝m，故A错误；动能与动量的关系为Ek＝，因为两个小球的动量相等，但质量不相等，则两小球与弹簧分离时，动能也不相等，故B错误；若两小球的质量相等，则与弹簧分离时两小球的速度大小相等、方向相反，根据上述分析，两小球具备的最小速度与上述分析的a球的速度相等，则弹簧的弹性势能等于两小球的动能之和，因此Ep＝×2m×v＝15mgR，故C正确；当a球到达圆心等高处时，对此过程根据动能定理得－3mgR＝mv－mv，在与圆心等高的位置，根据牛顿第二定律得FN＝，结合牛顿第三定律可得FN′＝FN，联立解得FN′＝3mg，故D正确。 三、非选择题(本题共6小题，共54分) 11．(6分)(2023·江苏南京高三阶段练习)某同学设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”的两个实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图①所示。 (1)用游标卡尺测出小铁球直径结果如图②所示。则其直径D＝________mm。 (2)让小铁球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力大小随时间变化的关系图像如图③所示，则小球摆动的周期为T＝________s。 (3)该同学还测得该单摆的摆线长用L表示，则重力加速度的表达式为g＝____________(用物理量T、L、D表示)。 (4)将摆球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，测得拉力的最小值F1与最大值F2并得到F2 -F1图线，如图④所示，如果小球在摆动的过程中机械能守恒，则该图线斜率的绝对值等于________。 答案： (1)9.3　(2)2.0　(3)　(4)2 解析：(1)读数为9 mm＋3×0.1 mm＝9.3 mm。 (2)小球在经过最低点时绳上的拉力最大，且一个周期内经过二次最低点，所以小球做单摆运动的周期为T＝2× s＝2.0 s。 (3)由单摆周期公式可知T＝2π 解得g＝＝。 (4)根据向心力方程以及机械能守恒可知 F1－mg＝0 F2－mg＝m mgh＝mv2 联立解得F2＝3mg－2F1 所以F2 -F1图线斜率的绝对值应为2。 12．(6分)(2023·广东深圳市高二期中)(1)如图甲所示，某同学在实验室利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝相距d，双缝到光屏的距离为L，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图丙、丁所示，则： ①分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝________mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm； ②若将滤光片由红色换为绿色，得到的干涉条纹间距将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。 (2)该同学转身一看，旁边有玻璃砖，于是他开始做“测定玻璃的折射率”的实验，如图戊所示。 ①为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是________。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应垂直地插在纸面上 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些 D．在观察时，大头针P4只需要将P3挡住即可 ②该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图戊所示，他测得AB＝6 cm，CD＝4 cm，则可求出玻璃的折射率n＝________。 ③他在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图己所示，则他测得的折射率________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 答案：(1)① 11.1　15.6　0.75　② 变小　(2)①B　②1.5　③ 偏小 解析：(1)①游标卡尺为10分度，读数分别为 xA＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm xB＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mm 由题图乙可得A、B中间有6个条纹间距，则相邻两条纹间距为Δx＝＝0.75 mm。 ②由c＝λf可知频率高的单色光波长短，根据Δx＝λ可知干涉条纹间距将变小。 (2)①选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故A错误；大头针应垂直地插在纸面上，防止观察作图产生误差，故B正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故C错误；确定P4大头针位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故D错误。故选B。 ②玻璃的折射率n＝＝＝＝＝1.5。 ③如图为题图己中分别作出的实际光路图(图中实线)和以aa′、bb′为界面，以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图(图中虚线) 比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角的大小可知，折射角测量值偏大，则折射率偏小。 13．(10分)如图所示，直角三角形ABC是三棱镜的横截面，其中∠A＝60°，AB长度为L。一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知D、C两点间距离为。光在真空中的速度为c，求： (1)三棱镜材料对这束单色光的折射率； (2)该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值； (3)该光束在棱镜中传播的时间。 答案：(1) 　(2) 　(3) 解析：(1)光路图如图所示 由几何关系可得 CE＝ ＝＝L 由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的折射角等于30°，则有n＝ 解得n＝。 (2)由几何关系知光束在E点的入射角为60°，临界角C满足sin C＝， 解得C＝60° 所以光束在E点发生全反射，且反射后射到AB边的中点F，设折射角为θ，由折射定律可知 n＝ 解得sin θ＝ 所以该光束从棱镜射出时的折射角的正弦值为。 (3)由几何关系可知DE＝CD＝ EF＝＝L 由n＝可得 光在棱镜中的传播速度为v＝c 该光束在棱镜中传播的时间为 t＝＝。 14．(10分)如图所示，一截面是夹角为∠POQ＝120°扇形的透明圆柱体，放置在水平桌面上。现有一束光平行于桌面从PQ的中点A射到圆柱体表面上，折射进入后恰好从OQ中点B处垂直截面OQ射出；若将这束光平行于桌面从AP中点C处射到圆柱体表面上，则折射后从OQ截面的D点射出，测得D距圆心O的距离为d。求： (1)透明圆柱体的折射率； (2)光束从C到D经历的时间。 答案：(1)　(2) 解析： (1)如图所示，由几何关系得∠α＝∠AOP＝60° 又sin∠BAO＝＝ 则透明圆柱体的折射率n＝＝。 (2)如图所示，由几何关系得∠β＝∠COP＝30° 又n＝＝ 得sin∠DCO＝＝ 因为∠COD＝90° 所以sin∠DCO＝＝ 可得CD＝2d 光在圆柱体内传播的速度v＝ 则光束在圆柱体内从C到D经历的时间 t＝＝＝。 15．(10分)已知某花炮发射器能在t1＝0.2 s的时间内将花炮竖直向上发射出去，花炮的质量为m＝1 kg、射出的最大高度与发射器之间的距离为h＝180 m，且花炮刚好在最高点爆炸为两块物块，假设爆炸前后花炮的质量不变，经过一段时间炸开的两块物块同时落地。忽略一切阻力及发射器大小，重力加速度g＝10 m/s2。 (1)求花炮发射器发射花炮时，对花炮产生的平均作用力的大小； (2)如果爆炸时产生的两块物块的速度均沿水平方向，落地时两个落地点之间的距离为s＝900 m且两物块的速度互相垂直，求两物块的质量； (3)求花炮内炸药的化学能。 答案：(1)310 N　(2)见解析　(3)1 800 J 解析：(1)花炮射出后做竖直上抛运动，设其运动至h＝180 m高空用时为t，由竖直上抛运动的规律知h＝gt2 代入数据解得t＝6 s 设在发射时间t1＝0.2 s内，发射器对花炮的平均作用力大小为F，对花炮从发射到运动至h＝180 m高空的整个过程，运用动量定理有Ft1－mg(t＋t1)＝0 代入数据解得F＝310 N。 (2)设花炮在最高点爆炸时炸裂成质量为m1、m2的两块物块，其对应水平速度大小分别为v1、v2，方向相反 花炮爆炸时在水平方向所受合外力为零，由动量守恒定律有m1v1－m2v2＝0 且有m1＋m2＝m 由平抛运动的规律和题目中所给信息可知(v1＋v2)t＝900 m 设炸开的两物块落地时竖直方向的速度为vy＝gt，因落地时两物块的速度相互垂直，如图所示，则有tan θ＝＝ 代入数据解得m1＝0.2 kg，m2＝0.8 kg，v1＝120 m/s，v2＝30 m/s， 或者m1＝0.8 kg，m2＝0.2 kg，v1＝30 m/s，v2＝120 m/s。 (3)花炮在最高点爆炸前后由能量守恒定律可得炸药产生的化学能 E＝m1v＋m2v＝1 800 J。 16．(12分)如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径R＝0.45 m，下端恰好与平台平滑对接，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板c，木板的右端紧靠侧壁竖直的平台，平台的上表面光滑并与木板上表面等高，小滑块a、b可视为质点。已知两个小滑块与木板的质量均为m＝1 kg，小滑块a、b与木板间的动摩擦因数均为μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。小滑块a由圆弧轨道顶端无初速度释放，a、b碰撞时间极短。 (1)求小滑块a滑到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小； (2)若初始小滑块b静止在木板右端，a、b碰后粘连在一起运动，求系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量； (3)若初始小滑块b静止在木板上距离木板右端L＝2.5 m处，a、b间发生弹性碰撞，求碰撞后小滑块a、b之间的最大距离。 答案：(1)30 N　(2)0.75 J　(3)0.5 m 解析：(1)从小滑块a释放到到达圆弧轨道底端的过程，根据动能定理得mgR＝mv 解得v0＝3 m/s根据牛顿第二定律可得FN－mg＝m 解得FN＝30 N 根据牛顿第三定律可知轨道受到的压力大小为30 N。 (2)a、b相碰过程由动量守恒定律可得mv0＝2mv1 a、b与c相互作用过程由动量守恒定律可得 2mv1＝3mv2 系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量 Q＝×2mv－×3mv＝0.75 J。 (3)a滑上c后做匀减速直线运动，加速度大小为 a1＝＝μg＝1 m/s2 b、c一起匀加速运动的加速度大小为 a2＝＝0.5 m/s2<a1 因此a滑上c后，先做减速运动，与b发生弹性碰撞后，由动量守恒定律和能量守恒定律可知，a、b速度互换，b相对a、c向前运动，由于摩擦力作用，三者最后共速，由动量守恒定律可得 mv0＝3mv共 解得v共＝1 m/s 由功能关系可得 μmg(L＋x)＝mv－×3mv 解得x＝0.5 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$