模块达标检测(一)(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(教科版)
2026-10-13
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摘要:
**基本信息**
该同步练习通过基础选择、能力多选、综合非选择三层设计,覆盖光现象、动量、机械振动与波等核心知识点,从概念理解到实验探究再到综合应用,构建物理观念与科学思维的递进巩固路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|光的横波判断、折射定律、动量概念|7道单选聚焦单一知识点,如偏振现象辨析(题1)、动量大小比较(题3),夯实物理观念|
|能力层|速度合成、波的干涉与多普勒效应|3道多选整合多考点,如速度分解与匀速圆周运动(题8)、波的干涉加强点分析(题9),提升科学推理能力|
|综合层|动量守恒实验、单摆测g、波传播计算|5道非选择涵盖实验操作(题11)、数据处理(题12)及综合计算(题15碰撞恢复系数),强化科学探究与模型建构|
内容正文:
模块达标检测(一)
(时间:75分钟 满分:100分)
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目要求)
1.(2025•四川成都高二下期末)下列现象能说明光是横波的是( )
A.图a,DNA分子的X射线衍射
B.图b,肥皂薄膜的彩色干涉
C.图c,水中气泡因发生全反射而特别明亮
D.图d,旋转相机镜头前的偏振片改变偏振方向,拍摄同一景物呈现不同景象
2.(2026•四川眉山高二下期中)两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中以相同角度射入空气发生如图所示的折射现象(α<β),下列说法正确的是( )
A.随着a、b入射角度的逐渐增加,a先发生全反射
B.水对a的折射率比水对b的折射率小
C.a、b在水中的传播速度va小于vb
D.a、b入射角为0°时,没有光线射入空气中
3.(2025•四川省泸州市合江县中学校高一下学期月考)从同一高度以相同速率分别抛出质量相同的三个小球,一球竖直向上抛出,一球竖直向下抛出,一球水平抛出,所受阻力都不计,则( )
A.三球落地时动量大小相同
B.从抛出到落地过程,三球动量变化相同
C.从抛出到落地过程,三球受到的冲量相同
D.从抛出到落地过程,水平抛出的小球受到的冲量最小
4.(2026•四川乐山高二下期末)同一双缝干涉实验装置做了甲、乙两种光的双缝干涉实验,获得的双缝干涉条纹分别如图1、2所示。下列说法正确的是( )
A.图1中,两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹
B.图1中,两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹
C.甲光的波长比乙光的波长短
D.减小实验中的双缝间距,条纹间距会变小
5.(2026•四川遂宁高二下阶段练习)如图所示,AB为半径R=2 m的一段光滑圆糟,A、B两点在同一水平高度上,且AB弧长20 cm。将一小球由A点释放,则它运动到B点所用时间为( )
A. B.
C.π D.2π
6.(2026•四川省遂宁市射洪中学高一下学期月考)一个质点以O为中心做简谐运动,位移随时间变化的图像如图,a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法正确的是( )
A.质点通过位置c时速度最大,加速度为零
B.质点通过位置b时,相对平衡位置的位移为
C.质点从位置a到位置c和从位置b到位置d经过的路程相等
D.质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的平均速度相等
7.(2025•四川省雅安中学高三下学期入学考试)如图a所示,一列简谐横波以速度v沿x轴传播,在波的传播方向上有P、M、Q三点,M为PQ中点,PQ=1.2 m且小于波长。P、Q两处质点的振动图像分别如图b中实线和虚线所示。则( )
A.波长λ一定为1.6 m
B.速度v可能为0.8 m/s
C.0.5 s时P、Q两处质点的速度相同
D.0.5 s时M处质点可能处于波谷
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.(2025•四川省成都市石室中学高三下学期适应性考试)一小球在xOy坐标平面内运动,它在x轴方向的分速度vx随时间按正弦规律变化,在y轴方向的分速度vy随时间按余弦规律变化,速度—时间图像分别如图甲、乙所示,下列关于小球运动的说法,正确的是( )
A.小球的实际运动为简谐运动
B.小球的速度大小随时间周期性变化
C.小球的加速度大小恒为10 m/s2
D.一个周期内小球运动的路程为5π m
9.(2026•四川省遂宁中学高二下学期期中)如图所示,甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样,两列波的振幅均为5 cm,B是A、C连线的中点;乙图为一波源S3在同种均匀介质中匀速运动时某一时刻的波面分布情况。甲图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是( )
A.甲图中A、C两点的竖直高度差为20 cm
B.甲图中B点的振幅为0
C.乙图所表示的是波的衍射现象
D.在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
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15mgR
D.a球到达圆心等高处时,对轨道的压力为3mg
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(7分)(2025•四川省眉山市高一下学期期末考试)某研究性学习小组用如图所示装置验证动量守恒定律。主要步骤如下:
步骤1:安装实验器材,记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O;
步骤2:让质量为m1的入射小球多次从斜槽上紧靠挡板S位置由静止释放,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置P;
步骤3:把质量为m2的被碰小球静置于斜槽末端,再将入射球从斜槽上紧靠挡板S位置由静止释放,与被碰小球碰撞,并重复多次,记录两小球的平均落地点位置M、N;
步骤4:用刻度尺分别测量两小球落点的平均位置M、P、N与O点的距离x1、x2、x3,
(1)实验中入射小球m1和被碰小球m2的质量应满足的关系为( )
A.m1<m2 B.m1=m2 C.m1>m2
(2)关于该实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽末端必须水平
C.两球半径可以不同
D.实验中需测量小球抛出点的离地高度H
(3)在误差允许范围内,若满足关系式 ,则动量守恒定律成立。
12.(8分)(2025•四川省达州市第一中学高二上学期月考)用单摆测量重力加速度实验中,实验装置如图1所示。
(1)实验中需要使用秒表,某次实验秒表指针如图2所示,记录的时间应是 s。
(2)此实验还需测量小钢球的直径,某次用游标卡尺测量,示数如图3所示,则d= mm。
另一次用螺旋测微器测量另一小球,示数如图4所示,则d′= mm。
(3)某一组同学在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且计数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t。该小组的一位同学认为单摆周期为T=,并由此计算当地的重力加速度,若该小组其他操作都正确,他们的测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)另一组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T,画出L-T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图5所示。则当地重力加速度的表达式g= 。处理完数据后,该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径,这样 (选填“影响”或“不影响”)重力加速度的计算。
(5)在测量时,第三小组由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图6所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.(10分)(2026•四川省内江市第三中学高三下学期月考)如图所示,截面为半圆形的玻璃砖,一束波长λ=5×10-7 m的激光沿圆心O与直径成45°射入半圆形玻璃砖,在O点恰好发生全反射,从圆面水平射出后,进入双缝干涉装置,已知R=0.3 m,双缝间距d=2×10-4 m,光屏与双缝的距离l=1 m,光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,求:
(1)玻璃砖的折射率n;
(2)光线在玻璃砖中传播的时间t;
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
14.(14分)(2025•四川省泸州市高二下学期期末统一考试)位于坐标原点O处的波源在t0=0时刻发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t1=3 s时刻的波形如图所示。在传播方向上有P、Q两质点,坐标分别为xP=10 m、xQ=1.5 m。求:
(1)该波的波长和波速;
(2)P质点第二次到达波峰的时刻tP;
(3)Q质点的振动方程。
15.(15分)如图所示,一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动,经过O点时的速度大小为v0(未知),最终停在O点右侧s0=1 m处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧0.5s0处,让物块A仍从O点以速度大小v0向右运动,并与物块B发生碰撞,物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.2,物块B与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.4,重力加速度为g=10 m/s2,求:
(1)速度大小v0;
(2)若物块A与B发生弹性碰撞,求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大;
(3)设物块A与B碰前瞬间的速度为v,碰后瞬间物块A、B的速度分别为v1、v2,在物理学上通常定义碰撞恢复系数为e=;若要求物块A、B至少发生两次碰撞,求恢复系数e的取值范围。
答案
模块达标检测(一)
1.D 光的衍射现象表明光具有波动性,但不能说明光是横波,A错误;光的干涉证明了光具有波动性,但不能说明光是横波,B错误;全反射不能说明光具有波动性,C错误;偏振现象是横波所特有的,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。因此,具有偏振性的光说明光是横波。D正确。
2.B 因a、b有相同的入射角时,b的折射角较大,可知随着a、b入射角度的逐渐增加,b的折射角先到达90°,即b先发生全反射,选项A错误;根据n=相同的入射角时,b的折射角较大,可知水对a的折射率比水对b的折射率小,选项B正确;根据v=可知,a、b在水中的传播速度va大于vb,选项C错误;a、b入射角为0°时,光线将不发生偏折沿直线射入空气中,选项D错误。
3.A 根据动能定理有mgh=mv2-m,可得落地速度为v=,可知三球落地时的速度大小相等,根据p=mv可知三球落地时的动量大小相同,选项A正确;三个小球以相同的速率从同一高度抛出,做竖直上抛运动的小球运动时间大于做平抛运动的时间,做平抛运动的时间大于做竖直下抛运动的时间,所以三球运动的时间不相同,根据I=mgt可知三球受到的冲量不相同,竖直下抛运动的小球运动的时间最短,故竖直下抛运动小球受到的冲量最小,选项C、D错误;根据动量定理I=mgt=Δp,可知从抛出到落地过程,三球动量变化不相同,选项B错误。
4.B 根据干涉条纹的规律可知,当两列光波谷和波谷,或者波峰和波峰重叠时,在重叠处将出现亮条纹,故A错误,B正确;根据条纹公式有Δx=λ可知,在同一装置中,波长越长相邻明条纹中心之间的间距越大,可知,甲光的波长比乙光的波长长,故C错误;根据上述条纹公式可知,减小实验中的双缝间距,条纹间距会变大,故D错误。
5.C 图中A、B与O连线与竖直方向的夹角均为θ=××360°=<5°,所以小球的运动可视为简谐运动,类比单摆的周期公式可知小球由A运动到B所用的时间为t=(2n+1)=(2n+1)π(n=0,1,2,…),故选C。
6.A 质点通过位置c,即平衡位置时速度最大,加速度为零,选项A正确;x-t图像是正弦函数图像,函数关系为x=Asint,t=3 s时,质点通过位置b时,相对平衡位置的位移为x=Asin×3=A,选项B错误;由图可知质点从位置a到位置c经过的路程小于从位置b到位置d经过的路程,选项C错误;同理,质点从位置a到b经过的路程小于从位置b到c经过的路程,根据=,可知,两个过程的平均速度不同,选项D错误。
7.D 由题图b可知,周期为T=4 s,若简谐横波沿x轴正方向传播,且P、Q两点距离小于波长,则λ=1.2 m,解得λ=1.6 m,波速v== m/s=0.4 m/s,若简谐横波沿x轴负方向传播,且P、Q两点距离小于波长,则=1.2 m,解得λ=4.8 m,波速v== m/s=1.2 m/s,选项A、B错误;由题图b可知,t=0时P点从平衡位置向上振动,Q点从最大位移向下振动,根据简谐运动的对称性,可知=0.5 s时P、Q两质点的位移相同,可得速度大小相等,方向相反,选项C错误;若简谐横波沿x轴正方向传播,P、Q两处质点之间距离为λ,0.5 s时P、Q两处质点偏离平衡位置位移相同,此时M处质点处于波谷,选项D正确。
8.CD 由图甲可知,小球在x轴方向的分速度vx=5sin(2t),由图乙可知,小球在y轴方向的分速度vy=5cos(2t),小球的合速度v==5 m/s,故小球的合速度大小不变,小球做匀速圆周运动,选项A、B错误;由图甲可知,小球运动的周期T=π s,由v=得R=2.5 m,小球的加速度大小a==10 m/s2,选项C正确;一个周期内小球运动的路程s=2πR=5π m,选项D正确。
9.AD 甲图中A、C都是振动加强点,其中A点在波峰,C点在波谷,则A、C两点的竖直高度差为Δh=4A=20 cm,选项A正确;AC连线上所有点都是加强点,即B点是加强点,振幅为10 cm,选项B错误;乙图所表示的是波的多普勒效应,选项C错误;在E点单位时间内接收到的波面比F点多,则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高,选项D正确。
10.CD 当小球恰好能通过半圆轨道的最高点时,在最高点的位置,小球所受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=m-m,在最高点时,根据牛顿第二定律得mg=m,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,系统的动量守恒,选a球的速度方向为正方向,则mv0-mbv1=0,解得mb=m,故A错误;由动能与动量的关系得Eka=,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×=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=m-m,在与圆心等高的位置,根据牛顿第二定律得FN=m,结合牛顿第三定律可得FN′=FN,联立解得FN′=3mg,方向水平向左,故D正确。
11.(1)C (2)B (3)m1x2=m1x1+m2x3
解析:(1)为了保证碰撞后入射小球不反弹,需要满足m1>m2,故选C选项。
(2)为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同,需要每次从同一位置释放入射小球,但斜槽轨道不需要光滑,选项A错误;为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,斜槽末端必须水平,选项B正确;为了保证两球发生对心正碰,两球半径需要相同,选项C错误;两球做平抛运动在空中下落高度相同,所用时间相同,所以可以用水平位移代替抛出时的初速度,则实验中不需要测量小球抛出点的离地高度H,选项D错误。
(3)设入射小球碰撞前瞬间速度为v0,碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为v1、v2,根据动量守恒定律可得m1v0=m1v1+m2v2,由于两球做平抛运动在空中下落高度相同,所用时间相同,则有v0=,v1=,v2=,联立可得在误差允许范围内,若满足关系式m1x2=m1x1+m2x3,则动量守恒定律成立。
12.(1)99.8 (2)16.5 5.980 (3)偏大
(4) 不影响 (5)偏大
解析:(1)图2可知秒表小表盘指针在 1分钟到2分钟之间,且超过1.5分钟;大表盘指针读数为39.8秒,则记录的时间为60 s+39.8 s=99.8 s。
(2)图3可知游标卡尺精度为0.1 mm,则d=16 mm+0.1 mm×5=16.5 mm,图4可知读数为d′=5.5 mm+0.01 mm×48.0=5.980 mm。
(3)根据T=2π整理得g=l,题意可知单摆真实周期T真实==,可知周期测量值偏小,故加速度测量值偏大。
(4)根据题意有T=2π整理得L=T2,可知图像斜率=,解得g=;若计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径,根据题意有T=2π整理得L=T2-,可知图像斜率不变,故对g的测量无影响。
(5)设摆线与竖直方向夹角为θ,则有mg真实tan θ=mLsin θ,整理得g真实=Lcos θ<g测=L,可知g测量值偏大。
13.(1) (2)2×10-9 s (3)2.5×10-3 m
解析:(1)根据临界角与折射率的关系可得n===。
(2)光线在玻璃中的传播时间为t=
根据光在介质中的传播速度v=
整理解得t=2×10-9 s。
(3)根据条纹间距与波长的关系可得Δx=λ=×5×10-7 m=2.5×10-3 m。
14.(1)4 m 1 m/s (2)17 s
(3)y=-5sin(t-1.5)cm(t≥1.5 s)
解析:(1)由题图可知λ=m
可得该波的波长为λ=4 m
根据题意可知该波的波速为v== m/s=1 m/s。
(2)周期为T==4 s
根据“波形平移法”可知从t1=3 s到P质点第一次到达波峰所用时间为Δt== s=10 s
则P质点第二次到达波峰的时刻为tP=t1+Δt+T=17 s。
(3)波沿x轴正方向传播,根据“波形平移法”可知质点的起振方向向下;质点Q的起振时刻为t′== s=1.5 s
则Q质点的振动方程为y=-Asin(t-1.5)=-5sin(t-1.5)cm(t≥1.5 s)。
15.(1)2 m/s (2)0 m/s (3)0<e≤3-2
解析:(1)对物块A受力分析,根据牛顿第二定律有
μ1mg=ma1
解得a1=μ1g=2 m/s2
根据运动学公式有-2a1s0=0-,解得v0=2 m/s。
(2)设碰前瞬间物块A的速度为v,根据运动学公式可得v2-=-2a1×0.5s0
解得v= m/s。
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为vA、vB,根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
mv=mvA+mvB
mv2=m+m
联立解得vA=0
vB= m/s。
(3)对物块B受力分析,根据牛顿第二定律有μ2mg=ma2
解得a2=μ2g=4 m/s2
设碰撞恢复系数为e1时,物块A、B恰好发生两次碰撞,有e1=
根据动量守恒定律可得mv=mv1+mv2
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足=
联立解得e1=3-2
故恢复系数e的取值范围为0<e≤3-2。
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