07-全书综合测评卷(二)（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 高中物理期末综合测评卷，聚焦机械振动与波、动量能量、光学等核心模块，通过军事演习投掷手榴弹、干涉热膨胀仪等真实情境，考查物理观念与科学思维，非选择题突出实验探究与综合问题解决能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7题28分|波的叠加、多普勒效应、单摆共振等|第1题以四幅图像综合考查波动规律，第3题结合双波源传播考查波的相遇与干涉条件| |多项选择|3题18分|单摆周期、光的折射与干涉|第9题分析复色光经玻璃砖折射后的传播特性，关联折射率与双缝干涉条纹间距| |非选择题|5题54分|测量折射率实验、动量守恒验证、波的传播计算、滑块碰撞综合|15题整合平抛运动、弹性碰撞与能量守恒，构建多过程物理模型；11题通过实验误差分析考查科学探究能力|

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) ( 姓名 班级 考号 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 全书综合测评卷(二) 注意事项 1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。 2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10 m/s2。 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　 　　　 A.图①为两列频率相同、振幅相同的相干水波于某时刻叠加,实线和虚线分别表示波峰和波谷,则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B.图②S为在水面上振动的波源,M、N为在水面上的两块挡板,要使A处水也能发生振动,则波源S的频率应该变大 C.图③是一个单摆做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)图,由此判断出该单摆摆长约为1 m D.图④救护车向右运动的过程中,A、B两人听到警笛声的频率相同 2.一次军事演习中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡峭的山头,向敌方工事内投掷手榴弹。战士在同一位置先后水平投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹,手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h,不计空气阻力,手榴弹运动轨迹如图所示,下列说法正确的是(　　) A.从投出到落地,甲、乙手榴弹重力的冲量不同 B.手榴弹落地瞬间,甲、乙手榴弹重力的瞬时功率不同 C.从投出到落地,甲、乙手榴弹的动能增加量相同 D.甲在空中运动过程中动量变化量比乙大 3.在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7 m处的波源O和P,先后沿y轴做简谐运动,形成了两列相向传播的简谐横波a和b,已知波源O的振动周期T=1 s,t=0时刻a和b分别传播到x=3 m和x=5 m处,波形图如图所示。下列说法正确的是(　　) A.波源O的起振方向沿y轴正方向 B.波源P的起振方向沿y轴负方向 C.t=0.5 s时两列波相遇 D.两列波相遇后会形成稳定的干涉图样 4.一列简谐横波沿x轴正向传播,a、b为x轴上两质点,其平衡位置相距3 m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示,已知该波的波长大于3 m。下列说法正确的是(　　) 　　 A.质点b在0~1.4 s内的运动路程为24 cm B.该波波速大小为5 m/s C.该波波长为12 m D.t=0时,质点a速度方向沿y轴负方向 5.如图甲所示,一质量为m=0.4 kg的物块放置在倾角为30°的光滑固定斜面底端,t=0时刻对物块施加一沿斜面方向的外力F,外力F随物块位置x变化的关系图像如图乙所示,规定沿斜面向上为F的正方向,物块位于斜面底端时x=0,若物块从开始运动到第一次速度变为0所用时间为4 s,则物块从开始运动至运动到x=1 m处所用的时间可能为(　　) 　 A.4 s　　　　B.8 s　　　　C.10 s　　　　D.12 s 6.如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环,C为待测柱形样品,C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板,会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数,当温度升高时,下列说法正确的是(　　) A.劈形空气层的厚度变大,条纹向左移动 B.劈形空气层的厚度变小,条纹向左移动 C.劈形空气层的厚度变大,条纹向右移动 D.劈形空气层的厚度变小,条纹向右移动 7.如图所示,光滑的水平地面上放置了两个完全相同的物块A、B,一竖直轻杆固定在物块A上,轻杆上端系一长L=1.2 m的不可伸长的轻绳,轻绳另一端连接小球C。现用外力将球C拉起直至轻绳处于水平状态后,将小球C由静止释放,小球C摆到最低点的同时物块A、B恰好发生碰撞,此后A、B粘在一起运动,不计一切阻力,已知mA=mB=2 kg,mC=1 kg,A、B、C均可视为质点,下列说法正确的是(　　) A.整个运动过程中,A、B、C组成的系统动量守恒 B.物块A、B碰撞后的速度大小为2 m/s C.物块A、B间的初始距离为0.8 m D.小球C经过最低点后向左摆动所能上升的最大高度为h=1 m 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 8.某教室里,在竖直平面内做简谐运动的甲、乙两个单摆,摆长和摆角均相同,摆球质量不同。则这两个单摆运动过程中,相同的是(　　) A.周期　　　　B.振幅　　　　C.最大速度大小　　　　D.机械能 9.如图所示,一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面,得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,玻璃砖的下表面有反光薄膜,下列说法正确的是(　　) A.光束Ⅰ为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B.光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率 C.光束Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置,光束Ⅲ的干涉条纹间距更宽 D.在玻璃砖中,光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度 10.如图甲所示,a、b两物块(均视为质点)用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上,b的质量为m。t=0时刻,使a获得水平向右、大小为v0的初速度,a、b运动的v-t图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的弹性势能Ep=kx2,其中x为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是(　　) 　 A.a的质量为2m B.t2时刻,a、b间的距离最大 C.0~t3时间内,b所受冲量的大小为mv0 D.图乙中阴影部分的面积为 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(7分)某组同学做测量玻璃的折射率实验。 　　 (1)如图甲所示,在本实验中,为了减小误差,下列说法正确的是　　　。  A.实验时,大头针P1和P2之间、P3和P4之间的距离要小一些 B.入射角应适当大一些,但也不宜太大 C.在操作时,手不能触摸玻璃砖的光学平面,也不能用玻璃砖代替直尺画界面 D.实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置可上下移动 (2)如图乙所示,A同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽了。若其他操作正确,则折射率的测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)准确值。  (3)B同学先用插针法正确画出光路图如图丙,AO为入射光线,OB为折射光线。他过B点向交界面作垂线BN,延长AO与垂线BN交于点M。则该玻璃的折射率为n=　　　　(用丙图中线段长度表示)。  12.(8分)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中OA为水平段。选择一元硬币和一角硬币进行实验。 　 测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)。将硬币甲放置在斜面上某一位置,标记此位置为B。由静止释放甲,当甲停在水平面上某处时,测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处,左侧与O点重合,将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后,分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变,重复实验若干次,得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2,设两种硬币与纸板间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。 (1)在本实验中,甲选用的是　　　　(选填“一元”或“一角”)硬币;  (2)碰撞前,甲到O点时速度的大小可表示为　　　　(用题中所给字母表示);  (3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒,则=　　　　(用m1和m2表示),然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒;  (4)由于存在某种系统或偶然误差,计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1,写出一条产生这种误差可能的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。  13.(11分)如图所示,某容器的截面为半径为R的半圆,AB为水平直径,有一束单色光从A处射入容器,在容器未充任何物质的情况下,单色光射到C点,单色光在AC间的传播时间为t1(未知)。将容器内充满某种透明液体后,单色光射到D点,单色光在AD间的传播时间为t2(未知)。C、D为半圆弧的三等分点。已知光在真空中的传播速度为c。求: (1)透明液体对单色光的折射率n; (2)t1和t2的大小关系。 14.(13分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,P质点此时的位移为10 cm,振幅为20 cm,P质点再经过 s第一次到达波峰,求: (1)P质点的位移y与时间t的函数关系; (2)该简谐横波的波速; (3)t= s时,x=3 m处质点的位移。 15.(15分)如图所示,MNP为一段光滑轨道,其中MN段是半径为R=5.5 m的圆弧形轨道,M与圆心的连线与竖直方向夹角为53°,NP是水平足够长的直轨道,MN与NP段在N点平滑连接。滑块A从距M点高度H=3.2 m处水平抛出,恰好能从M点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长L=0.5 m的木板B,木板左右两侧各有一固定挡板,木板紧靠右挡板放置一滑块C。滑块A在NP轨道上与木板B发生碰撞,碰撞后立即从轨道移去滑块A。若mA=m,mB=mC=2m,滑块A、C均可视为质点,A与B之间、C与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。B、C之间的动摩擦因数为μ=0.5,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求: (1)滑块A到达M点时的速度; (2)滑块A与木板B碰撞后木板的速度; (3)滑块C与左右两侧挡板碰撞的总次数。 答案全解全析 1.C　图①c点是波峰和波谷叠加,两列波的振动相互抵消,即c点处于平衡位置不动,A错误;图②要使A处水也能发生振动,即发生明显衍射,波源S的频率应该变小,则波长变长,越容易发生明显衍射,B错误;图③由图可知f=0.5 Hz时单摆发生共振,则单摆的周期T==2 s,结合T=2π,解得L≈1 m,C正确;图④救护车向右运动的过程中,根据多普勒效应可知,A听到警笛声的频率变高,B听到警笛声的频率变低,D错误。 2.C　手榴弹在空中做平抛运动,有h=gt2,由于下落高度相同,则所用时间相等,IG=mgt,甲、乙手榴弹质量相等,则二者重力的冲量相同,A错误;根据P=mgvy=mg·gt,由于甲、乙手榴弹下落所用时间相等,所以手榴弹落地瞬间,甲、乙手榴弹重力的瞬时功率相同,B错误;从投出到落地,根据动能定理有mgh=ΔEk,可知甲、乙手榴弹的动能增加量相同,C正确;根据动量定理有mgt=Δp,由于甲、乙手榴弹在空中所用时间相等,所以甲、乙手榴弹在空中运动过程中动量变化量相等,D错误。 3.C　根据同侧法,可知x=3 m处质点沿y轴负方向运动,则波源O的起振方向沿y轴负方向,同理,x=5 m处质点沿y轴正方向运动,则波源P的起振方向沿y轴正方向,A、B错误;a、b两列波在同一均匀介质中的传播速度大小相同,为v== m/s=2 m/s,设t时刻两列波同时传播到x=4 m处,有2vt=2 m,解得t=0.5 s,即t=0.5 s时两列波在x=4 m处相遇,C正确;由题可知a波的频率fa==1 Hz,由图可知λb=4 m,b波的频率fb==0.5 Hz,由于两列波的频率不同,因此相遇后不能形成稳定的干涉图样,D错误。 4.B　根据振动图像可得横波的振动周期为T=0.8 s,振幅A=4 cm,因1.4 s=T,故质点b在0~1.4 s内的运动路程s=×4A=28 cm,A错误;波沿x轴正向传播,则有3 m=λ+nλ(n=0,1,2,…),且波长大于3 m,因而n=0,解得λ=4 m,所以波速大小为v==5 m/s,B正确,C错误;由图乙可知,t=0时,质点a速度方向沿y轴正方向,D错误。 5.C　根据题图乙可知,F与x的函数关系为F=-2x+4(N),物块所受合力为F合=F-mg sin 30°=-2x+2(N),当x=1 m时,F合=0,令x'=x-1 m,则有F合=-2x'(N),故物块以x=1 m处为平衡位置做简谐运动,设物块开始运动时t=0,由题意可知,t=4 s时物块速度为0,即到达x=2 m处,根据简谐运动的对称性可知,物块到达x=1 m处所用的时间可能为2 s,6 s,10 s,14 s,…,故选C。 6.A　由题知,C的膨胀系数小于G的膨胀系数,当温度升高时,G增长的高度大于C增长的高度,则劈形空气层的厚度变大,如图所示,同一厚度的空气膜向劈尖移动,则条纹向左移动,选项A正确。 一题多解　空气膜不同厚度处的干涉条纹对应两束干涉光的不同路程差,设空气膜厚度为d,光的波长为λ,则干涉条纹处有2d=kλ(k=0,1,2,…),若厚度d增加,则同一位置处干涉条纹的相应k值(级次)会增大,故条纹将向左移动,选项A正确。7.D　物块A、B和小球C组成的系统由于竖直方向动量不守恒,水平方向动量守恒,所以系统的总动量不守恒,故A错误;小球C第一次摆到最低点过程中,以水平向左为正方向,由系统水平方向动量守恒可得mCvC-mAvA=0,由系统机械能守恒可得mCgL=mC+mA,联立解得vC=4 m/s,vA=2 m/s,物块A、B碰撞过程有mAvA=(mA+mB)v,解得物块A、B碰撞后的速度大小为v=1 m/s,故B错误;小球C第一次摆到最低点过程中(人船模型),根据题意,水平方向有mCx1=mAx2,又x1+x2=L,联立可得物块A、B间的初始距离为x2=0.4 m,故C错误;小球C经过最低点后向左摆动,当三者共速时,小球C到达最大高度处,根据水平方向动量守恒可知,初态水平方向总动量为零,则三者共速时水平方向总动量为零,即此时三者速度均为零,根据能量守恒有(mA+mB)v2+mC=mCgh,解得h=1 m,故D正确。 8.ABC　同一教室内重力加速度相同,且两单摆摆长相同,由T=2π可得,这两个单摆的周期相同,A正确;甲、乙两个单摆的摆长和摆角均相同,可知振幅相同,B正确;摆球在最低点时速度最大,从最高点到最低点,由机械能守恒有mgL(1-cos θ)=mv2,可得最大速度大小v=,可知最大速度大小相同,C正确;摆球质量不同,因此机械能不同,D错误。故选A、B、C。 9.AC　两种单色光都在玻璃砖的上表面发生了反射,入射角相同,由反射定律知,它们的反射角相同,且光束Ⅰ在O点处反射,可知光束Ⅰ是复色光,而光束Ⅱ、Ⅲ是由于玻璃砖对两种单色光折射率的不同导致偏折程度不同,所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,A正确。根据题意画出光路图如下: 由图可知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,则光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率,光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率,B错误。由于光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率,根据λ=可知,光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长,根据Δx=λ可知,光束Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置,光束Ⅲ的干涉条纹间距更宽,C正确。玻璃砖对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率,根据v=可知,在玻璃砖中,光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度,D错误。 10.ACD　设a的质量为ma,从初状态到共速,由动量守恒定律有mav0=(ma+m)·v0,解得ma=2m,A正确;根据题图乙可知,t1时刻之前a的速度大于b的速度,t1时刻a的速度等于b的速度,则t1时刻弹簧被压缩到最短,此时a、b间的距离最小,接着弹簧逐渐恢复原长,在t2时刻a的速度最小、b的速度最大,此时弹簧恢复原长,接着弹簧继续伸长,a的速度增大、b的速度减小,在t3时刻两者共速,此时两物块相距最远,因此t3时刻a、b间的距离最大,B错误;0~t3时间内,对b由动量定理有I=m·v0=mv0,C正确;图中阴影部分的面积为弹簧的最大压缩量xmax,根据能量守恒定律可得·ma=(m+ma)·+k,解得xmax=,即题图乙中阴影部分的面积为,D正确。故选A、C、D。 11.答案　(1)BC(2分)　(2)小于(2分)　(3)(3分) 解析　(1)为减小实验误差,大头针P1和P2之间、P3和P4之间的距离要大一些,A错误;为减小实验误差,入射角应适当大一些,但也不宜太大,B正确;在操作时,手不能触摸玻璃砖的光学平面,也不能用玻璃砖代替直尺画界面,否则会影响玻璃砖折射率的测量,C正确;实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可上下移动,D错误。 (2)用实线作出实际光路图,用虚线作出测量光路图,如图1所示: 可知,光进入玻璃砖的入射角不变,测量时的折射角偏大,则折射率的测量值将偏小。 (3)设入射角为i,折射角为r,如图2所示: 根据几何关系有sin i=,sin r=,根据折射定律有n==。 12.答案　(1)一元(2分)　(2)(2分)　(3)(2分) (4)见解析(2分) 解析　(1)为了防止碰撞后硬币甲被反弹回去,应使硬币甲的质量大于硬币乙的质量,故甲应选用一元硬币。 (2)甲从O运动到P的过程,由动能定理得-μm1gs0=0-m1,解得v0=。 (3)同理可得一元和一角硬币碰撞后的速度大小分别为v1=,v2=,若甲、乙碰撞过程动量守恒,则m1v0=m1v1+m2v2,联立并整理可得=。 (4)产生这种误差可能的原因:距离或质量的测量存在误差、碰撞过程不是对心碰撞、两硬币实际与纸板间的动摩擦因数不相等。 13.答案　(1)　(2)t1=t2 解析　(1)设AC与竖直方向的夹角为α,AD与竖直方向的夹角为θ,如图所示: 由几何关系可知α=60°,θ=30°(2分) 由折射定律有n==(2分) (2)根据几何关系得AC=2R cos 30°,AD=2R cos 60° 解得AC=R,AD=R(2分) 由n=(2分) 解得该单色光在透明液体中传播的速度为v= 则t1==,t2==(2分) 所以t1=t2(1分) 14.答案　(1)y=20 sin cm　(2)20 m/s　(3)-20 cm 解析　(1)波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知,t=0时刻P质点向上振动;设P质点的位移y与时间t的函数关系为y=20 sin (ωt+φ0) cm 把t=0,y=10 cm,代入解得φ0=(2分) 把t= s,y=20 cm,代入解得ω=10π rad/s(2分) 所以P质点的位移y与时间t的函数关系为 y=20 sin cm(1分) (2)由题图可知该波波长为λ=4 m,周期T==0.2 s(2分) 则该简谐横波的波速为v==20 m/s(2分) (3)由题图可知t=0时刻,x=3 m处质点从平衡位置向下振动,则x=3 m处质点的振动方程为y'=-A sin ωt=-20 sin 10πt(cm)(2分) t= s时,x=3 m处质点的位移为y'=-20 sin cm=-20 cm(2分) 15.答案　(1)10 m/s,与水平方向的夹角为53°沿轨道切线方向 (2)8 m/s,方向水平向右　(3)6次 解析　(1)设滑块A抛出时的初速度为v1,到达M点时的速度为vM,根据动能定理有mgH=m-m(1分) 恰好能从M点切入轨道可得vM=(1分) 解得滑块A到达M点时的速度大小vM=10 m/s,速度方向与水平方向的夹角为53°沿轨道切线方向(1分) (2)滑块A从M点到与木板B碰撞前瞬间,根据能量守恒有 m+mgR(1-cos 53°)=m(1分) 解得碰撞前瞬间滑块A的速度大小v0=12 m/s(1分) A与B发生弹性碰撞,规定水平向右为正方向,设碰撞后瞬间A、B的速度分别是v3、v2 由动量守恒有mv0=mv3+2mv2(1分) 由机械能守恒有m=m+×2m(1分) 联立解得滑块A与木板B碰撞后木板B的速度大小v2=v0=8 m/s,方向水平向右(2分) (3)滑块C与挡板间的碰撞为弹性碰撞,B和C系统动量守恒,最终B与C共速,做匀速直线运动,则有2mv2=4mv共(1分) 系统机械能损失为ΔE=·2m-·4m(1分) 系统损失的机械能转化为内能,有ΔE=Q=2μmgs(1分) 解得s=3.2 m(1分) 滑块C在木板B上来回滑动的距离为3.2 m,由n==6.4(1分) 可知滑块C与两侧挡板共碰撞6次(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $