模块综合试卷(二)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（教科版）

本讲义聚焦高中物理波动光学与力学核心知识点，涵盖波的干涉、衍射、多普勒效应、简谐横波等波动内容，以及动量守恒、能量守恒、碰撞等力学规律，结合双缝干涉测波长、动量守恒验证等实验，构建从基础概念到综合应用的知识支架。 资料特色在于通过实际情境（如雨伞受力、登山防紫外线）培养物理观念，实验题（双缝干涉、冰壶碰撞）提升科学探究能力，综合题（波的叠加、弹簧碰撞）强化科学思维。课中辅助教师突出重点，课后帮助学生查漏补缺，巩固知识。

模块综合试卷(二) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.(2024·成都市高二期中)下列关于波的说法，正确的是(　　) A.在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移 B.当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低 C.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样 D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射 答案　B 解析　在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移不是始终保持最大，同理振动减弱区域的质点，其振幅最小，但其位移不是始终保持最小，所以振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，故A错误；由多普勒效应，当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故B正确；两列频率相同的波叠加时会出现稳定的干涉图样，两列频率不同的波叠加时不能形成稳定的干涉图样，故C错误；波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，故D错误。 2.(2024·成都市高二期中)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，其波速为200 m/s。下列说法正确的是(　　) A.从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 B.从图示时刻开始，经过0.01 s，质点b正在向上运动 C.该波在传播过程中遇到尺寸为10 m的障碍物，能发生明显的衍射现象 D.若该波波源从O点沿x轴正方向运动，则在x=20 m处接收到的波的频率等于50 Hz 答案　B 解析　由波沿x轴正方向传播，可判定质点a比质点b先回到平衡位置，故A错误；T==0.02 s，则Δt=0.01 s=，可知经过0.01 s，质点b正在向上运动，故B正确；波长小于障碍物尺寸，所以不能发生明显的衍射现象，故C错误；根据多普勒效应，当波源与观测者相互接近时，接收到的波的频率大于波源的频率f==50 Hz，故D错误。 3.(2024·宜宾市高二期末)如图所示，等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　) A.甲光的波长比乙光的短 B.在真空中的传播速度，甲光比乙光的大 C.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D.在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大 答案　D 解析　根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示， 由图可知，乙光在棱镜中的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大于甲光的折射率，则乙光的频率高于甲光的频率，根据c=λf，可知乙光的波长短，故A、C错误； 不同频率的光在真空中的传播速度是一样的，即在真空中甲光和乙光的传播速度相同，故B错误； 根据几何关系可知光在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大，故D正确。 4.下雨时，由于空气阻力的作用，因此雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动，假设雨滴落地时的速度为2 m/s。某次下小雨时小明同学打着半径为0.5 m的雨伞(假设伞面水平，雨水的平均密度为0.5 kg/m3)，由于下雨，因此小明增加撑雨伞的力约为(　　) A.0.16 N B.1.6 N C.16 N D.160 N 答案　B 解析　设时间t内，落到雨伞上雨水的质量为m，根据动量定理有Ft=mv，又m=ρvtπr2，解得F=ρv2πr2，代入数值解得F≈1.6 N，可知，小明增加撑雨伞的力约为1.6 N，故选B。 5.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛不能长时间被紫外线照射，否则视力将会严重受损。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n，所要消除的紫外线的频率为ν，已知真空中光速为c，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ'的整数倍，即2d=Nλ'(N=1，2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的，紫外线在真空中的波长是λ= 在膜中的波长是λ'== 故膜的厚度至少是d=，故选C。 6.(2024·达州市高二期中)如图，在水平光滑的地面上放置A、B两个质量均为m的物块，其中B物块左侧带有一个轻质弹簧。A物块以速度v0向右运动与弹簧接触之后，压缩弹簧至最短，然后被弹开。在整个过程中，B物块的动量为pB，A物块与弹簧接触的时间为t，弹簧的弹性势能为Ep=k(Δx)2，其中Δx为弹簧的形变量，则碰撞过程中以下四个图像正确的是(　　) 答案　B 解析　两物块作用过程中，系统动量守恒且能量守恒，则有mv0=mv1+mv2，m=m+m，解得v2=v0，B物块的动量为pB=mv2，图像pB-t的切线斜率表示B物块的受力，弹簧弹力先增大后减小，且最终B的动量为mv0，即图像斜率先增大后减小，故A错误，B正确；弹簧的弹性势能为Ep=k(Δx)2，可知Ep-Δx满足抛物线的规律，且开口向上，故C、D错误。 7.(2024·成都市高二期中)某介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上x1=-3 cm和x2=9 cm处，t=0时刻两振源同时开始振动，t=3 s时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是(　　) A.波在传播过程中遇到1 m尺度的障碍物能发生明显的衍射现象 B.振源Q起振方向沿y轴正方向 C.振源P在这3秒内的路程为24 cm D.两列波在x=3 cm处相遇后，该质点的振动始终加强 答案　C 解析　由题图可知两波的波长均为2 cm，在传播过程中遇到1 m尺度的障碍物，由于障碍物的尺寸远大于波长，则不能发生明显的衍射现象，故A错误；由题图可知此时x=6 cm处质点的起振方向沿y轴负方向，则振源Q起振方向沿y轴负方向，故B错误；由题意可知波速为v== cm/s=1 cm/s，则周期为T== s=2 s，由于Δt=3 s=T，可知振源P在这3秒内的路程为s=×4A=6A=6×4 cm=24 cm，故C正确；两列波在同一介质中传播，则波速相等，由题图可知当振源P的波峰传到x=3 cm处时，振源Q的波谷也刚好传到x=3 cm处，则两列波在x=3 cm处相遇后，该质点的振动始终减弱，故D错误。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示，在一块平板玻璃上放置一单侧凸形薄透镜，两者之间形成了厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到同心的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(　　) A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和平板玻璃上表面反射光叠加形成的 B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和平板玻璃上表面反射光叠加形成的 C.干涉条纹是内密外疏的 D.干涉条纹是内疏外密的 答案　AD 解析　凸透镜下表面与平板玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是由凸透镜下表面反射光和平板玻璃上表面反射光干涉叠加而成，故A正确，B错误； 干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面，导致间距从内到外增大得越来越快，根据d=，观察到同心内疏外密的圆环状条纹，故C错误，D正确。 9.(2024·广元市高二期中)一束复色可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从右侧表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示，对于两束单色光来说(　　) A.玻璃砖对a光的折射率较大 B.玻璃砖对b光的折射率较大 C.在玻璃砖中，a光的传播速度较小 D.在玻璃砖中，b光的传播速度较小 答案　AC 解析　由题图可看出，a光的偏折程度大，则玻璃砖对a光的折射率较大，故A正确，B错误； a光的折射率较大，根据v=知，玻璃砖中a光的传播速度较小，故C正确，D错误。 10.如图所示，光滑水平轨道上放置足够长的木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端。A、B间动摩擦因数为0.5，三者质量分别为mA=2 kg，mB=1 kg，mC=2 kg。开始时C静止，A、B一起以5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后立即一起向右运动。取g=10 m/s2，则(　　) A.A与C碰撞后瞬间，A的速度为3 m/s B.A与C碰撞后瞬间，A的速度为2.5 m/s C.A与B之间摩擦产生的热量为15 J D.若长木板A的长度为0.6 m，则滑块B不会滑离木板A 答案　BD 解析　在A与C碰撞中，因碰撞时间极短，动量守恒，设碰撞后瞬间A与C共同速度为vAC，以向右为正方向，由动量守恒定律可得mAv0=(mA+mC)vAC，解得vAC=2.5 m/s，A错误，B正确；当最终A、B、C相对静止时，由动量守恒有mBv0+(mA+mC)vAC=(mA +mB+mC)v共，解得v共=3 m/s，根据能量守恒定律得A与B之间摩擦产生的热量为 Q=mB+(mA+mC)-(mA+mB+mC)=2.5 J，选项C错误； 使得滑块B不会滑离A的最小长度为L== m=0.5 m，因此若长木板A的长度为0.6 m，则滑块B不会滑离木板A，选项D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分)(2024·绵阳市高二月考)我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)(2分)将实验仪器按要求安装在光具座上，则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是　　。  A.A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B.A处为单缝、B处为双缝，滤光片在A和B之间 C.A处为双缝、B处为单缝，滤光片在遮光筒内 D.A处为单缝、B处为双缝，滤光片在凸透镜和A之间 (2)(2分)若在实验当中，某同学观察到图乙所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，下面操作中可行的有　　　。  A.调节拨杆方向 B.其他不动，测量头旋转一个较小角度 C.其他不动，仅转动手轮 (3)(4分)已知双缝间距离d=0.20 mm，双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0 cm，如图丙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划板中心刻线对准图丁所示的第1条亮条纹，此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划板中心刻线向右边移动，直到对准图丁所示第5条亮条纹，此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，图己中该游标卡尺的读数x2=　　　　 mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是　　　　 m。  答案　(1)D　(2)B　(3)9.6　6.2×10-7 解析　(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，仪器摆放的顺序为：光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒。 (2)分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上时，将测量头旋转一个较小角度，使分划板中心刻线与干涉条纹平行即可，其他无需调节。 (3)题图戊中游标卡尺的读数x1=0+3×0.1 mm=0.3 mm 题图己中游标卡尺的读数x2=9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm 可知相邻亮条纹间距离Δx==2.325 mm 根据Δx=λ，可得单色光的波长λ=6.2×10-7 m。 12.(8分)(2024·达州市高二期中)冰壶运动深受人们的喜爱，现在流行一种旱地冰壶，它的赛道是由多块正方形的耐力板组成，某实验小组的同学想用此装置验证碰撞中的动量守恒，为了便于实验研究，将旱地冰壶的赛道改造成如图所示的赛道，现有两个材料不同的红壶和黄壶，某同学先将黄壶放在出发点a处，轻推黄壶，测得黄壶经过b点后再向前运动n1格速度变为零，并恰好停在分界线的中心点上；然后在a处仍然放上黄壶，在b处放上红壶，用同样的力度轻推黄壶，与红壶碰撞后，测得红壶向前运动n2格速度变为零，黄壶经过b点后再向前运动n3格速度变为零，两壶均恰好停在分界线的中心点上。 (1)(4分)为保证碰撞中的实验效果，要求黄壶的质量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)红壶的质量。  (2)(4分)若已知黄壶的质量为m1，与耐力板间的动摩擦因数为μ1；红壶的质量为m2，与耐力板间的动摩擦因数为μ2，则验证动量守恒定律的表达式为　　　　　　　　　　　　(用题中所给字母表示)。  答案　(1)大于　(2)m1=m1+m2 解析　(1)“验证碰撞中的动量守恒”实验，为防止入射壶反弹，入射壶的质量应大于被碰壶的质量，所以黄壶的质量要大于红壶的质量。 (2)设每格耐力板的长度均为L，先在a点放黄壶，设黄壶经过b点时的速度为v1，根据动能定理有 -μ1m1gn1L=0-m1，解得v1=；接着在a点放黄壶，在b点放红壶，用同样力度轻推黄壶，设黄壶碰撞后的速度为v1'，红壶的速度为v2，根据动能定理，对黄壶有-μ1m1gn3L=0-m1v1'2，解得 v1'=；对红壶有-μ2m2gn2L=0-m2，解得v2=，根据动量守恒定律有m1v1=m1v1'+m2v2，将各速度代入并化简可得m1=m1+m2，即为验证动量守恒定律的表达式。 13.(10分)(2024·宜宾市高二期中)如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=t1+0.2 s时刻的波形图，M为平衡位置在x=5 m处的质点。 (1)(5分)在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1 m，求波的传播方向和波速的大小； (2)(5分)若波速为55 m/s，求质点M在t1时刻的振动方向。 答案　(1)沿x轴正方向传播　25 m/s　(2)向下振动 解析　(1)波的图像可以看出振幅为A=20 cm=0.2 m，波长为4 m，如果M通过的路程为x'=1 m，则经历的时间与周期的比值为m==，说明波沿x轴正方向传播，波速为v2== m/s=25 m/s (2)若波沿x轴正方向传播，波传播的距离x1=(n+)λ(n=0，1，2…)，波传播的速度为：v1==5(4n+1) m/s(n=0，1，2…)，波速不可能等于55 m/s，说明波沿x轴负方向传播，质点M向下振动。 14.(13分)(2024·成都市简阳实验学校高二期中)如图所示，截面是扇形AOB的玻璃砖放在水平面上，扇形的半径为R，∠AOB=60°，OB面涂有反射层，一束单色光竖直向下照射在AO面上的C点，折射光线照射在OB面的D点，反射光线照射在弧面的中点E，DE与AO平行，光在真空中的传播速度为c。求： (1)(6分)玻璃砖对该单色光的折射率； (2)(7分)该单色光从C点传播到E点所用的时间。 答案　(1)　(2) 解析　(1)延长入射光线交OB于F点，如图 由于DE与AO平行，且CD和ED与竖直方向夹角相等，则∠OCF=∠DCF， 由几何关系可知，光的入射角为60°，∠OCF=∠DCF=30°， 故光的折射角为30°，则玻璃砖对该单色光的折射率为n==； (2)△OCD为正三角形，则OCED为菱形，则R=2OCcos 30°=OC，得OC=，即光在玻璃砖中的路程为s=2OC=， 光在玻璃砖中的速度为v==， 该单色光从C点传播到E点所用的时间为t==。 15.(15分)(2025·成都市高二月考)如图所示，光滑圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相切，其最低点的右侧相距一定距离处有厚度不计、上表面粗糙程度处处相同的薄木板，薄木板的最左端放置一小滑块，薄木板右端固定一竖直挡板，挡板左侧连有一水平轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽最高点正上方的一定高度处由静止释放，一开始圆弧槽被锁定，小球落入圆弧槽后从圆弧槽最低点以大小为v0的速度滑离。已知小球和圆弧槽的质量均为m，小滑块的质量为2m，薄木板以及固定挡板的总质量为4m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。 (1)(6分)求释放点距水平面的高度h； (2)(9分)若小球滑离圆弧槽后，立即解除圆弧槽的锁定，此后小球与小滑块发生弹性正碰(时间极短)，小滑块相对薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不滑落。求： ①小球能否再次冲上圆弧槽，若能，沿圆弧槽上升的最大高度为多少； ②弹簧的最大弹性势能Epm。 答案　(1)　(2)①　② 解析　(1)小球由静止释放，一开始圆弧槽被锁定，由机械能守恒定律得mgh=m，解得h=； (2)①规定向右为正方向，小球与滑块发生弹性碰撞，动量守恒，机械能守恒，mv0=mv0'+2mv2，m=mv0'2+×2m，解得小球速度v0'=-，方向向左，滑块速度v2=，方向向右。 小球能再次冲上圆弧槽，设沿圆弧槽上升的最大高度为h1，小球和圆弧槽水平方向动量守恒，则mv0'=(m+m)v共1，解得小球和圆弧槽共速时的速度v共1=-，小球和圆弧槽组成的系统机械能守恒，有mgh1=mv0'2-(m+m)， 解得h1= ②滑块与薄木板共速时弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律得2mv2=(2m+4m)v，解得v=， 因滑块恰好回到薄木板的最左端，故薄木板与滑块间一定有摩擦，且相对薄木板向右运动和返回向左运动的摩擦生热相同，设为Q，则Epm=×2m-(2m+4m)v2-Q， 滑块恰好回到薄木板的最左端时仍共速，速度仍为v，故Epm=Q， 解得Epm=。 学科网（北京）股份有限公司 $