高中物理选择性必修一测试题附答案.docx
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高中物理选择性必修一测试题附答案
髙中物理选择性必修一测试题
一、选择题（本题共12小题：
第小题4分共48分，1~5题：
每小题只有一个选项正确，6-12题：
每小题至少两个选项符合题意，全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不选得0分）
1・关于系统动量守恒的条件匚下列说法正确的是二二
A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒
B.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒
C.只要系统中有一个物体具有加速度二系统动量就不守恒
D.系统中所有物体的加速度为零时，系統的总动量不一左守恒
2.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睹的情
况。
若手机质量为120g,从离人眼约20cm的髙度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s,取重力加速度g=lOiWs2；下列分析正确的是（）
A.手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48kg・m/s
B•手机对眼睛的冲量大小约为0.48N-S
C.手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D.手机对眼睛的作用力大小约为0.24N
3•一弹簧振子做简谐运动，周期为T（）
A.若『和（什二门时刻振子运动速度的大小相等、方向相同，则□一立是匚的整数倍
2
B•若『和（什二f）时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则□一泄是二的整数倍
2
C.若贝h和（r+3f）时刻振子运动的加速度一定相等
d•若则/和（什二门时刻弹簧的长度一楚相等
2
4•如图所示，物块M与加叠放在一起，以O为平衡位置，在川?
之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方向，其振动的位移x随时间『的变化图像如图，则下列说法
正确的是（）
A.创.弓时间内，物块〃的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大
B・从4时刻开始计时，接下来I内.两物块通过的路程为d
4
C.在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小
D•两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走加，则M的振幅不变
5•如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊铁块在其下方吸引了一磁铁加，已知弹簧的劲度系数为*,磁铁对铁块的最大吸引力等于3加g,不计磁铁对英它物体的作用并忽略阻力，为了使M和加能够共同以最大振幅沿竖直方向作简谐运动，那么（）
A•它处于平衡位置时弹簧的伸长量等于2（"
k
B.振幅的最大值是
MM
K
C.弹簧弹性势能最大时，弹力的大小等于2（M+〃Jg
D・弹簧运动到最高点时，弹簧的弹力等于0
6.下列说法正确的是（）。
A.发生多普勒效应的原因是波源的频率发生变化
B.物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率
C•弹簧振子做简谐振动时，振子在平衡位巻时速度最大
D•任意两列波相遇都会发生稳泄的干涉现象7.如图，一人站在静止的平板车上，不计平板车与水平地而的摩擦，空气的阻力也不考
虑。
则下列说法正确的是（）
A.人在车上向右行走时，车将向左运动
B.当人停止上动时，由于车的惯性大，车将继续运动
C.若人缓慢地在车上行走时，车可能不动
D・当人从车上的左端行上到右端，不管人在车上行疋的速度
多大，车在地而上移动的距离都相同
8.2020年7月23日，我国首次发射火星探测器“天问一号”°地而上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。
假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表而后，周期变为3s,已知火星
半径约为地球半径的二分之一，以下说法正确的是（）
A•若秒摆在火星表而的摆角变小，则周期也会随之变小
B・地球质量约为火星质量的9倍
C•火星的第-宇宙速度约为地球第-宇宙速度的半倍
D.“天问一号”探测器刚发射离开地球表而时，此秒摆的周期大于2s
高中物理选择性必修一测试题第7页共7页
9.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在均匀介质中传播时戶0时刻的波动图像如图甲所示，此时波刚好传播到A=7m的位置，平衡位置的质点2的振动图像如图乙所示，质点B的平衡位置坐标xs=25ma则下列说法正确的是（）
A・波源起振方向向下
B.从戶0到t=20s质点B运动的路程为20m
C./=1.15s时质点2加速度在增大
D•r=1.8s时质点3开始振动10・一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点
的平衡位置为x轴建立图示坐标系。
两人在绳端P、。
沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成
两列振幅分別为10cm、20cm的相向传播的机械波。
已知P的波速为2m/s,z=0时刻的波形如图所示。
下列判断正确的有（）
A・两波源的起振方向相反
B.两列波的频率均为2Hz,叠加区域有稳立干涉图样
C./=6s时，两波源间（不含波源）有5个质点的位移为一10cm
D•叠加稳立时两波源间（不含波源）有10个质点的振幅为30cm
H•如图所示，。
处有一波源做简谐运动，其表达式为y=2sin^（cm）,它在均匀介质中
2
yicm
洽、C\…
0
-2
12甘56
形成的简谐横波沿x轴正向传播匚7=0时亥山波刚好传播到x=6m处，则从此时刻起
（）
A.该波的波速为2m/s
B.Z=0.8s时质点P第一次到达波谷处
c.z=7.0s时质点o具有沿y轴负向的最大加速度
D./=10.6s时x=23.5m处质点的振动方向沿『轴负向
12.如图所示，质量为M的木板静止在光滑水平而上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固泄在挡板上，质量为加的小物块从木板最右端以速度m滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。
已知物块与木板之间的动摩擦因数为〃，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则（）
A.木板先加速再减速，最终做匀速运动
B•整个过程中弹簧弹性势能的最大值为卡
C•整个过程中木板和禅簧对物块的冲量大小为——
M+IH
Mv?
D・弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为——
2“（M+〃?
）g
二、实验题
13•根据单摆周期公式了=
测量当地的重力加速度。
将细线的上端固左在铁架台上,
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为—inm,测得“次经过最低点的
时间如图所示，读数匸—s。
当地重力加速度表达为纤（用前边给出的字母表
示，绳长用Z表示）
（2）有同学测得的g值偏小，可能原因是。
A.测摆线时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点
C.以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算
D.开始讣时时，小球开始摆动后稍迟才按下停表计时
E.
摆球通过平衡位宜并开始讣时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1
（3）实验小组中乙同学和丙同学在运用图像法处理实验数据时，乙同学实验后方才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径，已知图中虚线②、③与ON平行，则乙同学当时作出的t2-L图象应该是图中虚线o14.在“测玻璃的折射率”实验中:
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是
A.必须选用上下表而平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应垂直地插在纸面上
D.大头针片和鬥及出和人之间的距离应适当大些
（2）甲同学在画界而时，不小心将两界而dZ?
和山间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示,则他测得的折射率—（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
（3）乙同学有刻度尺没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，04为半径画圆，交延长线于C点，过』点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点。
如图
乙所示：
的长度为•£,CD的长度为乙，0B的长度为”，OD的长度为儿，0A和
0C的长度为/?
00'的长度为几则他只需要测量—（填各段长度给圮的符号），就可以求出玻璃的折射率"=—（用测量出的物理量表示）
三、计算题（注意规范答题，本次有卷面分哦）
15•如图甲所示，质量为加的小球悬挂在一根劲度系数为上的轻质弹簧下端，静I上后小球所在的位置为0点。
取0点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向建立坐标系。
现将小球从O点向下拉一小段距离.4,然后释放。
已知重力加速度为g，小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。
（1）请证明：
小球做简谐运动。
（2）从小球在位移d处释放开始计时，请在图乙坐标系中立性画出小球在一个周期内的位移-
时间图像。
（3）求小球在做简谐运动过程中的加速度a与位移x的表达式，并在图丙中画出小球的ex图像。
16•图甲为一列简谐波在/=*s时的波形，P、。
是介质中的两个质点。
图乙是质点P的振
动图像。
求：
（1）简谐波的波长和振动频率：
（2）简谐波的波速和波的传播方向：
（3）/=£s时质点0的坐标。
17•如图，MBC是一直角三棱镜的横截面，厶1=90°,Z5=60°。
一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到2C边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经-15边的F点射出。
已知反射光线平行于棱镜的BC边,E点恰好是2C的中点。
不计多次反射。
已知光速为c。
（1）棱镜的折射率“：
（2）光束从BC边的刀点入射时，入射角的正弦值sina：
（3）光束在三棱镜中的传播时间人
18•如图所示，光滑水平地而上有质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，其中甲车由半径R=1.0m的四分之一光滑圆弧轨道.毎和未知长度的光滑水平轨逍BC构成；乙车由水平轨道和固左在车右端的轻质弹簧构成，英中水平轨道除肪段粗糙外其余部分均光滑。
两车的
C、D端等高且接触良好，现已锁泄在一起。
在甲车的圆弧轨道2端和〃端分別有一质量"尸lkg可看作质点的滑块，初始状态滑块1和滑块2均静止，现松手让滑块1从圆弧轨逍滑下，滑块1和滑块2在甲车的最右端C处发生弹性碰撞，碰撞瞬间两车解除锁定分离，之后
41
滑块2在乙车上运动。
已知滑块2在乙车上运动期间禅簧储存的最大弹性势能值是工J,弹
6
簧形变始终没有超出最大限度。
求：
（gMOlWs?
）
（1）两滑块碰撞前，滑块1的速度大小和水平轨道BC部分的长度厶
（2）滑块2第一次经过*'区域时，产生的内能0：
⑶滑块2最终离开乙车时相对地而的速度大小和方向。
滑块1
国庆中秋大餐物理参考答案
1・B
【详解】A.若系统内存在着摩擦力，而系统所受的合外力为零，系统的动量仍守恒，故A错误：
B.只要系统所受到合外力为零，则系统的动量一定守恒，故B正确：
C.系统中有一个物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的速度都改变，都有加速度，单个物体受外力作用，系统的动量却守恒，故c错误：
D.系统中所有物体的加速度为零时，系统所受的合外力为零，即系统的总动量一泄守恒，
故D错误。
故选B。
2・B
【详解】A.根据自由落体运动公式y=丽丄j2xl0x0.2m/s=2m/s
选取向上为正方向，手机与眼睛作用后手机的速度变成0,所以手机与眼睹作用过程中动量
变化为3=0-（m）=O.12x2kg•m/s=0.24kg・m/s
故A错误：
BC.手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向上为正方向，贝9：
ly=A/?
代入数据可得：
/、•=0.48N-S
手机对眼睹的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，作用的时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小约为0・48N・S，方向竖直向下，故B正确，C错误；
D.由冲量的定义：
Iy=Ft9代入数据可得：
F=—=—N=2.4N
t0.2
故D错误。
故选B。
5・C
【详解】A.根据振子运动的对称性可知，若f和（什二r）时刻振子运动速度的大小相等、方
T
向相同，振子可以处于关于平衡位置对称的两点，则△『可以为一等，故A错误；
4
B.若r时刻和（什二『）时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，如果速度相反•则时间二一泄是I的奇数倍，若速度同方向，不是半周期的整数倍，故B错误；
2
—kx
C.若二uT；则在川寸刻和（什口门时刻振子处于同一位置，振子的位移相同，由a=—可
m
知，加速度一定相等，故C正确：
D.若△匸则在『和（什二f）两时刻振子必在关于平衡位置对称的两位置（包括平衡位
2
置），这两时刻，振子的位移、加速度、速度等均大小相等.方向相反，但在这两时刻弹簧的长度并不一左相等（只有当振子在『和（什二“两时刻均在平衡位置时，弹簧长度才相等），故D错误。
故选C。
6、D
T
【详解】A.在时间人~—内，由图像的斜率为负且增大可知.物块加的速度沿负方向在增
2
大，受摩擦力方向沿负方向，^F=-kx可知，位移x在减小，加速度在减小，所以摩擦力在减小，A错误：
B.由图像知，两物块在平衡位置速度最大，因此两物块从b—O的平均速率要小于从“开
始经一时间内的平均速率，所以从人开始经一通过的路程大于A,B错误；
44
C.据简谐振动的受力特点F=—kx、两物块在平衡位置时速度最大，加速度为零，在最大位移处，速度为零，加速度最大，所以在某段时间内，两物块速度增大时，加速度在减小，C错误；
D.简谐运动是一种无能量损失的振动，它只是动能和势能间的转化，总机械能守恒。
英能量只有振幅决宦，即振幅不变，振动系统能量不变。
当将川在最大位移处轻轻取走，说明川取走时动能为零，加取走前后M振幅没有改变，振动系统机械能总量不变，D正确*
故选D。
7・B
【详解】A.处于平衡位置时，合力为零，有
所以伸长量为"少"+叫A错误；
k
B.振幅最大的位置，弹性势能最大，形变量最大，设为Ar,由牛顿第二迫律得
C.弹簧弹性势能最大时，弹力的大小为心=Ma=3（M+川）gc错误:
D.弹簧运动到最髙点时，禅簧处于压缩状态，弹力不为零，D错误。
B正确;
故选B。
k^x-（AY+m）g=（M+m）a
车在地而上移动的距离x与人的行走速度无关，故D正确。
8・BC
m+M
故选AD。
3・BC
【详解】A.当波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率发生变化，叫多普勒效应。
发生多普勒效应时波源的频率没有变化，所以A错误。
B.作受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，而与固有频率无关。
所以B正确。
C.弹簧振子做简谐振动时，振子在平衡位置时弾性势能最小，动能最大，速度最大，所以C正确*
D.只有频率相等的两列波相遇时才会发生干涉现象，所以D错误。
故选BCa
4・AD
【详解】A.人与车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒怎律得
人+Mu乍=0解得v=一工^
车的速度方向与人的速度方向相反，人在车上向右行走时，车将向左运动，故A正确；
B.因总动量为零，人停止走动速度为零时，由动量守恒泄律可知，车的速度也为零，故B错误：
C.由y.=一怛可知，人缓慢地在车上行走时，车也缓慢地运动，故C错误：
M
D.设车的长度为Z,人与车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒圧律得
【详解】A.根据单摆的摆动周期公式T=2tt」一可知周期与振幅无关，故A错误:
b.根据单摆的摆动周期公式:
r=
联立可得芸冷
丁火3周期比为Y=~
1Mj
尺火1
半径关系为—^=-心2
可得M地=9M火
故B正确:
C.根据万有引力提供向心力G罟“石
可得第一宇宙速度V=y^R
则火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为N
故C正确:
D.“天问一号"刚发射离开地球表而时，秒摆处于超重状态，由厂=
可知秒表的周期小于2s,故D错误。
故选BC。
9・AD
20-1.8
0.2
x0.2m=18.2m
【详解】A.从「7ni的位置看，由于振动是前一质点带动后一质点依次振动起来，简谐横波沿x轴正方向传皤。
所以可知起振方向向下。
故A正确；
y=—・2A
B.=1.8s时质点B开始振动，根据振幅、周期可得T
2所以走过的路程是18.2m.故B错误。
3
C,2T+-T=l.ls,37=1.2s,所以/=1.15s时质点J的振动情况和图乙中r=Q3到戶0.4s
4
中间某点相同，可知质点JZZOCZZO,质点/加速度在减小。
故C错误：
D.匸0时波刚好传播到x=7m的位置，质点2的平衡位置坐标XB=25m,贝lj
x一丫95-7t=^—=-一s=1.8s故D正确；故选AD.
v10
10・AC
【详解】A.P起振方向沿y轴负方向，而。
起振方向沿V轴正方向，因此起振方向相反，A正确：
B.由于波长A=4m波速由介质决泄的，因此两列波的速度相等，根据v=2/=^
可知/=0.5HztT=2s
因此两列波的频率均为0.5Hz,叠加区域有稳泄干涉图样，B错误:
C.z=6s时，两列波都向前传播了12m,波形如图所示当两列波叠加时，合振动等于两个振动的矢量和，由图象可知，在x=-7m,x=-lmt;v=3m处位移都是-10cm.且在6〜8m间还有两个点位移是-10cm.因此有5个点位移为・10cm,C正确：
D.
x/m
30
由图可知—因此波速v=^=2nVs
振动稳宦后，某时刻振动图象图所示从图中可知，在叠加稳怎时两波源间（不含波週）有9个质点的振幅为30cm,D错误。
故选AC。
11・AC
【详解】A.根据波
源振动表达式可得T=—=2sCD
A正确
B.开始时质点P,y}=1.2cm,则有x=2sin列①
质点P第一次到达波谷时y2=-2cm,则有y2=2sin^/2②r=T-（r2-rI）③
联立①②③可得：
川0.7s,B错误：
7
C.由于波沿X轴正向传播当/=7.Os,t=-T时，质点0刚好到达波峰，因此具有沿轴
2
负向的最大加速度，C正确；
A_r
D.波从x=6m处，传播到x=23.5m处所用时间q=——=8・75s
v
则x=23.5m处质点会振动4=f~t]=1.85s=0.9257'
因此a:
=23.5m处质点振动方向沿y轴正方向，D错误。
故选AC
12・AB
【详解】A.物块接触弹簧之前，物块减速运动，木板加速运动：
当弹簧被压缩到最短时，摩擦力反向，直到弹簧再次恢复原长，物块继续减速，木板继续加速：
当物块与禅簧分离后，物块水平方向只受向左的摩擦力，所以物块加速，木板减速；最终，当物块滑到木板最右端时.物块与木板共速，一起向左匀速运动。
所以木板先加速再减速，最终做匀速运动，所以A正确；
B.当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块与木板第一次共速，将物块，惮簧和木板看做系统，由动量守恒定律可得〃沖（）=（〃?
+M»
得-弧
m+M
从开始运动到弹簧被压缩到最短，由能量守恒可得坨=卜叫2-扣“+叫
乙乙
从开始运动到物块到达木板最右端，由能量守恒可得2W；詁叫2一扣”+m»2
14（77?
+M）
A彳2
则最大的弹性势能为Ep=二甞所以B正确：
p4（M+加）
C.
Mm\\}
根据动量左理，整个过程中物块所受合力的冲量大小为I=mv-mv{}
M+〃?
所以丄如是合力的冲量大小，不是木板和弹簧对物块的冲量大小，所以C错误:
M+m
D.由题意可知，物块与木板之间的摩擦力为F{=/mig
又系统克服摩擦力做功为光=片九对
则X9>pi=—=
:
l1Ff4“（M+/n）g
即弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为一，所以D错误。
4“（M+m）g
故选AB。
22
7TW
13・18.6
96.3
<2丿
【详解】
（1）［1］由图示游标卡尺可知，其示数为18111111+6x0.1^111=18.611101：
［2］由图示秒表可知，其示数为90s+6.3s=96.3s：
2t
［3］由题意可知,周期为
根据单摆的周期公式
可知,重力加速度g
I2丿:
⑵［4］根据单摆的周期公式T=2nl-可知,
A.摆线时摆线拉得过紧，所测摆长/偏大,
4丹g=〒由&=辛可知，所测g偏大，故A错误：
B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使实际摆长增加，即大于测量摆长,4加2/
由可知，所测g偏小，故B正确：
C.以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算，所测摆长/偏大，由g=节，可知，所测g偏大，故C错误;
D.开始计时时，停表过迟按下，所测周期丁偏小，由&=辛可知，所测g偏大，故D错
误：
E.摆球通过平衡位置并开始汁时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1,所测周期T偏小,由g=*可知，所测g偏大,故E错误：
（3）［4］若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则尸J关系为r2=—（L+r）g
则乙同学当时作出的尸-乙图象应该是图中虚线③。
14.CD
偏小X1和X2—
【详解】d）[l]A•根据实验原理・选用上下表而不平行的玻璃砖也能测折射率，选项A错
误：
B.选择的入射角应尽虽大些，以减小角度测量的误差，选项B错误:
C.大头针应垂直地插在纸面上，选项C正确：
D.大头针戸和A及A和R之间的距离应适当大些，以减小确泄光线方向时的误差，选项D正确。
故选CD。
（2）[2]如图，③是真实的光路图，②是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响•但测得的折射角比貞•实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小：
得到sini=巴
R
sinr=土
则折射率拜=
sinz
sin/
⑶⑶[4]图中20作为入射光线，OO,是折射光线，设光线在玻璃砖上表而的入射角为人折射角为儿则由几何知识
则他只需要测量XI和X2,就可以求出玻璃的折射率川=
三、计算题
15.
（1）证明过程见解析；
（2）
【详解】
（1）取竖直向下为正方向.物体静止在0点时kxo=nig
将物体从0点向下拉离的距离为x时，弹簧的弹力大小k（xo+x）
物体振动的回复力大小为
F=k（xo+x）-mg=kx
回复力方向竖直向下，与位移方向相反，则位移为x时有符合简谐运动的特征，所以物体做简谐运动.
（2）从小球在位移川处释放开始汁时，小球的位移时间图像如图所示
F-kxk
（3）由牛顿第二定律可知a=—=—=—%
mmm
则做岀ex图像如图
16・
（1）8cm：
0.25Hz：
（2）2cm-s,波沿x轴负方向传播：
（3）O（9.33cm,10cm）
【详解】
（1）由甲图可知A=8cm由乙图知7Ms由/=丄得/=；Hz二0.25Hz
T4
2g]
（2）由v=—得v=—cm/s=2cm/s由乙图知：
/=-s时，P质点向上运动
T43
由甲图根拯“上下坡法”知：
波沿x轴负方向传播
（3）设质点。
的平衡位置的x坐标分别为2、xp,由图甲可知，P处有
又由甲图知“一心=久
【详解】
（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60
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