人教新版新教材高中物理选择性必修第一册各章检测题共四套.docx

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人教新版新教材高中物理选择性必修第一册各章检测题共四套

第一章《动量守恒定律》章末检测

(时间:

60分钟 满分:

100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的4个选项中,第1~5题只有一个选项符合要求,第6~8题有多个选项符合要求.全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)

1.如图所示,“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是(  )

A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变

B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力

C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零

D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变

解析:

A错:

摩天轮转动过程中,乘客的动能不变,重力势能不断变化,故乘客的机械能不断变化.

B对:

乘客在最高点时,具有向下的加速度,处于失重状态.

C错:

根据I=Ft知,重力的冲量不为0.

D错:

根据P=mgvcosθ,θ为力方向与速度方向之间的夹角,摩天轮转动过程中,θ不断变化,重力的瞬时功率不断变化.

答案:

B

2.如图所示,两木块A、B用轻质弹簧连在一起,置于光滑的水平面上.一颗子弹水平射入木块A,并留在其中.在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是(  )

A.动量守恒、机械能守恒

B.动量守恒、机械能不守恒

C.动量不守恒、机械能守恒

D.动量、机械能都不守恒

解析:

子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程,系统不受外力作用,外力冲量为0,系统动量守恒.但是子弹击中木块A过程,有摩擦力做功,部分机械能转化为内能,所以机械能不守恒,B正确.

答案:

B

3.将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(  )

A.

v0  B.

v0  C.

v0  D.

v0

解析:

根据动量守恒定律mv0=(M-m)v,得v=

v0,选项D正确.

答案:

D

4.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时,则(  )

A.此系统内每个物体所受的合力一定都为零

B.此系统内每个物体的动量大小不可能都增加

C.此系统的机械能一定守恒

D.此系统的机械能可能增加

解析:

若一个系统动量守恒,则整个系统所受的合力为零,但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零,A错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加,但是方向变化,总动量不变这是有可能的,B错误.因系统合外力为零,但是除重力以外的其他力做功不一定为零,故机械能不一定守恒,系统的机械能可能增加,也可能减小,C错误,D正确.

答案:

D

5.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面.今把质量为m的小物体从A点由静止释放,小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是(  )

A.其他量不变,R越大x越大

B.其他量不变,μ越大x越大

C.其他量不变,m越大x越大

D.其他量不变,M越大x越大

解析:

小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得μmgx=mgR,x=R/μ,选项A正确,B、C、D错误.

答案:

A

6.水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则(  )

A.在相等的时间间隔内动量的变化相同

B.在任何时间内,动量变化的方向都是竖直向下

C.在任何时间内,动量对时间的变化率恒定

D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零

解析:

做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的变化量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D错误.

答案:

ABC

7.如图所示,三个小球的质量均为m,B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰后A、B两球粘在一起.对A、B、C及弹簧组成的系统,下列说法正确的是(  )

A.机械能守恒,动量守恒

B.机械能不守恒,动量守恒

C.三球速度相等后,将一起做匀速运动

D.三球速度相等后,速度仍将变化

解析:

因水平面光滑,故系统的动量守恒,A、B两球碰撞过程中机械能有损失,A错误,B正确;三球速度相等时,弹簧形变量最大,弹力最大,故三球速度仍将发生变化,C错误,D正确.

答案:

BD

8.如图所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是(  )

A.甲、乙两车运动中速度之比为

B.甲、乙两车运动中速度之比为

C.甲车移动的距离为

L

D.乙车移动的距离为

L

解析:

本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比,即为

,A正确,B错误;Mx甲=(M+m)x乙,x甲+x乙=L,解得C、D正确.

答案:

ACD

二、非选择题(本题共5小题,共52分,按题目要求作答)

9.(8分)如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a、b小球的质量分别为ma、mb,半径分别为ra、rb,图中P点为单独释放a球的平均落点,M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.

(1)本实验必须满足的条件是________.

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线水平

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

D.入射球与被碰球满足ma=mb,ra=rb

(2)为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1,则还需要测量的物理量有________、________(用相应的文字和字母表示).

(3)如果动量守恒,须满足的关系式是________(用测量物理量的字母表示).

答案:

(1)BC

(2)测量OM的距离x2 测量ON的距离x3

(3)max1=max2+mbx3(写成maOP=maOM+mbON也可以)

10.(10分)如图所示,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下:

Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态;

Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与固定挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C的运动时间t1,B至D的运动时间t2;

Ⅲ.重复几次,取t1和t2的平均值.

(1)在调整气垫导轨时应注意________;

(2)应测量的数据还有________;

(3)只要关系式________成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.

解析:

(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动.

(2)需测出A左端、B右端到挡板C、D的距离x1、x2

由计时器计下A、B到两板的时间t1、t2

算出两滑块A、B弹开的速度v1=

,v2=

.

(3)由动量守恒知(m+M)v1-Mv2=0

即:

(m+M)

.

答案:

(1)使气垫导轨水平

(2)滑块A的左端到挡板C的距离x1和滑块B的右端到挡板D的距离x2

(3)(M+m)

11.(10分)在光滑的水平面上,质量为2m的小球A以速率v0向右运动.在小球的前方O点处有一质量为m的小球B处于静止状态,如图所示.小球A与小球B发生正碰后均向右运动.小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO.假设小球与墙壁之间的碰撞没有能量损失,求:

(1)两球在O点碰后速度的大小?

(2)求两球在O点碰撞的能量损失.

解析:

(1)由碰撞过程中动量守恒得

2mv0=2mv1+mv2

由题意可知:

OP=v1t

OQ+PQ=v2t

解得v1=

v0,v2=

v0.

(2)两球在O点碰撞前后系统的机械能之差

ΔE=

×2mv

代入

(1)的结果得ΔE=0.

答案:

(1)v1=

v0,v2=

v0 

(2)0

12.(12分)如图所示,小球A质量为m,系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为

.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离.

解析:

设小球的质量为m,运动到最低点与物体块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有

mgh=

mv

解得:

v1=

设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有

mg

mv1′2

解得:

v1′=

设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向由动量守恒定律有

mv1=-mv1′+5mv2

解得:

v2=

由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为:

I=5mv2=

m

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为

F=5μmg

设物块在水平面上滑动的距离为s,由动能定理有

-Fs=0-

×5mv

解得:

s=

.

答案:

m

 

13.(12分)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2kg、mB=1kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10m/s2,空气阻力不计.求:

 

第二章《机械振动》章末检测

(时间:

60分钟 满分:

100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的5个选项中,有3项符合题目要求,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

1.做简谐运动的物体经过平衡位置时(  )

A.速度为零   B.回复力为零

C.加速度为零D.位移为零

E.动能最大

解析:

简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置,而物体在平衡位置时加速度不一定为零.例如,单摆在平衡位置时存在向心加速度.简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大,位移为零.

答案:

BDE

2.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平衡位置向右运动,经过0.17s时,振子运动情况是(  )

A.正在向右做减速运动

B.正在向右做加速运动

C.位移正在减小

D.正在向左做加速运动

E.势能正在减小

解析:

=6

T在

T~T之间,故0.17s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置.

答案:

BCE

3.一弹簧振子做简谐运动,它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线,如图所示,下列说法正确的是(  )

A.在t从0到2s时间内,弹簧振子做减速运动

B.在t1=3s和t2=5s时,弹簧振子的速度大小相等,方向相反

C.在t1=5s和t2=7s时,弹簧振子的位移大小相等,方向相同

D.在t从0到4s时间内,t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小

E.在t从0到4s时间内,回复力的功率先增大后减小

解析:

由于F=-kx,由Ft图象知,在0到2s时间内,弹簧振子位移变大,离开平衡位置做减速运动,A对;在t1=3s和t2=5s时,图象斜率相同,说明速度大小相等,方向相同,B错;t1=5s和t2=7s时位移大小、方向都相同,C对;在0到4s时间内,t=2s时刻弹簧振子回复力最大,在端点位置,速度为零,功率最小,D对E错.

答案:

ACD

4.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图象,由图可知,下列说法中正确的是(  )

A.振动周期为5s

B.振幅为8cm

C.第2s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值

D.第3s末振子的速度为正向的最大值

E.从第1s末到第2s末振子在做加速运动

解析:

根据图象,周期T=4s,振幅A=8cm,A错误,B正确.第2s末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度为正向的最大值,C正确.第3s末振子经过平衡位置,速度达到最大值,且向正方向运动,D正确.从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动,速度逐渐减小,做减速运动,E错误.

答案:

BCD

5.如图所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O点是平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),过

周期,振子具有正方向的最大速度.那么下面五个图象中哪个能够正确反映振子的振动情况(  )

A    B     C    D     E

解析:

t=

T时,振子具有正向的最大速度,则t=0时,振子应处于负向最大位移处,此时,回复力和加速度正向最大.故选项C、E错,A、B、D对.

答案:

ABD

6.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图所示,由图可知(  )

A.频率是2Hz

B.振幅是5cm

C.t=1.7s时的加速度为正,速度为负

D.t=0.5s时,质点所受合外力为零

E.t=0.5时回复力的功率为零

解析:

由简谐运动的图象可判断出振子的周期为2s,则频率f=

=0.5Hz;该质点的振幅为5cm;1.7s时位移为负值,则加速度为正,根据图象走向可判断速度为负;0.5s时,振动质点位于平衡位置,回复力为零,但合外力不一定为零(如单摆在平衡位置时合外力指向圆心).

答案:

BCE

7.如图所示的装置中,在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C,让其上下振动,周期为T1,若使把手以周期T2(T2>T1)匀速转动,当运动都稳定后,则(  )

A.弹簧振子的振动周期为T1

B.弹簧振子的振动周期为T2

C.弹簧振子的振动频率为

D.要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速减小

E.要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速增大

解析:

弹簧振子在把手作用下做受迫振动,因此振动周期为T2,A错,B、C对;由于T2>T1,故欲使振幅增大,应使T2减小,即转速应增大,D错,E对.

答案:

BCE

8.如图所示,用绝缘细线悬挂的单摆,摆球带正电,悬挂于O点,摆长为l,当它摆过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场,磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里,A,B点分别是最大位移处.下列说法中正确的是(  )

A.A点和B点处于同一水平面

B.A点高于B点

C.摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等

D.单摆的振动周期仍为T=2π

E.单摆向右或向左摆过D点时,线上的拉力大小相等

解析:

摆球运动过程中机械能守恒,所以A,B在同一高度.选项A正确,B错误;球在B点不受洛伦兹力,与球在A点时受拉力大小相等,选项C正确;球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力,但洛伦兹力总与速度方向垂直,不能提供回复力,所以不改变振动的周期,选项D正确;单摆向右或向左摆过D点时,速度大小相等,但洛伦兹力的方向相反,所以线上的拉力不相等,选项E错误.

答案:

ACD

二、非选择题(共4小题,共52分,按题目要求作答)

9.(8分)某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时,利用如图甲所示装置进行了如下实验:

让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆,在弹簧振子的小球上安装一支笔,下面放一条纸带.当小球振动时,垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带,加速度大小为a,这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线,请根据图乙中所测得的长度s1,s2,写出计算弹簧振子的周期的表达式:

T=________.

解析:

由于纸带做匀加速直线运动,且运动s1和s2所用时间均等于弹簧振子的振动周期T,由匀加速直线运动规律知s2-s1=aT2,所以T=

.

答案:

10.(12分)某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中:

(1)用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为________cm.

(2)小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是________.(填选项前的字母)

A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时

B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大

D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小

解析:

(1)游标卡尺读数为0.9cm+8×0.1mm=0.98cm.

(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5°,并从平衡位置计时,故A错误;若第一次过平衡位置计为“0”,则周期T=

,若第一次过平衡位置计为“1”,则周期T=

,B错误;由T=2π

得g=

,其中l为摆长,即悬线长加摆球半径,若为悬线长加摆球直径,由公式知g偏大,故C正确;为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差,应选密度较大、体积较小的摆球,故D错误.

答案:

(1)0.98 

(2)C

11.(16分)如图所示,轻弹簧的下端系着A、B两球,mA=100g,mB=500g,系统静止时弹簧伸长x=15cm,未超出弹性限度.若剪断A、B间绳,则A在竖直方向做简谐运动,求:

(1)A的振幅为多大.

(2)A的最大加速度为多大.(g取10m/s2)

解析:

(1)设只挂A时弹簧伸长量x1=

.由(mA+mB)g=kx,得k=

,即x1=

x=2.5cm.振幅A=x-x1=12.5cm.

(2)剪断细绳瞬间,A受最大弹力,合力最大,加速度最大.F=(mA+mB)g-mAg=mBg=mAam,am=

=5g=50m/s2.

答案:

(1)12.5cm 

(2)50m/s2

12.(16分)如图所示,摆长为L的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O距离地面高度为h,现将摆球拉至A点无初速度释放,摆角为θ(θ<5°).当摆球运动到最低点O时,摆线突然断裂.不计空气阻力,重力加速度为g,求摆球从A点开始运动到落地经历的时间.

解析:

单摆的周期T=2π

摆线断裂后,由h=

gt2得:

下落时间t=

t总=t+

.

答案:

(1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t;

(2)A的最大速度v的大小;

(3)初始时B离地面的高度H.

解析:

(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有

h=

gt2①

代入数据解得

t=0.6s.②

(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有

vB=gt③

细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,由动量守恒得

mBvB=(mA+mB)v④

之后A做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度,联立②③④式,代入数据解得

v=2m/s.⑤

(3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有

(mA+mB)v2+mBgH=mAgH⑥

代入数据解得

H=0.6m.⑦

答案:

(1)0.6s 

(2)2m/s (3)0.6m

第三章《机械波》章末检测

(时间:

60分钟 满分:

100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的5个选项中,有3项符合题目要求,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

1.一列声波从空气传入水中,则(  )

A.声波频率不变  B.声波波长变大

C.声波频率变小D.声波波长不变

E.声波波速变大

解析:

由于波的频率由波源决定,因此波无论在空气中还是在水中频率都不变;又因波在水中速度较大,由公式v=λf可得,波在水中的波长变大,故A、B、E正确.

答案:

ABE

2.平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动.测得两小木块每分钟都上下30次.甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,这列水面波(  )

A.频率是0.5Hz   B.波长是3m

C.波速是1m/sD.周期是0.1s

E.周期是2s

解析:

由题意知甲、乙两小木块间的距离x=3m=

λ,故波长λ=2m.又知两小木块都是每分钟振动30次,故周期T=2s,频率f=0.5Hz,则波速v=

=1m/s.故选项A、C、E正确.

答案:

ACE

3.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图.该波的波速为0.8m/s,则下列说法正确的是(  )

A.这列波的波长是12cm

B.这列波的周期是0.5s

C.这列波是沿x轴正方向传播的

D.t=0时,x=4cm处的质点振动方向为沿y轴负方向

E.这列波是沿x轴负方向传播的

解析:

由波形图读出波长,利用波速求解周期,根据传播时间求出可能的传播距离或者将时间与周期相比较,就可以判断传播方向.

由题图知该波的波长λ=12cm,故A项正确.由v=

,得T=

s=0.15s,故B项错误.因

,故该波沿x轴负方向传播,故C项错误,E项正确.由波沿x轴负方向传播可判定t=0时刻,x=4cm处质点的振动方向沿y轴负方向,故D项正确.

答案:

ADE

4.一振动周期为T、振幅为A、位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动.该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失.一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是(  )

A.振幅一定为A

B.周期一定为T

C.速度的最大值一定为v

D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离

E.若P点与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同

解析:

由于没有能量损失,故P与波源的振幅相同,A正确;波在传播过程中周期不变,故B正确;质点的振动速度与波传播的速度是两个概念,故C错误;介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同,故D错误;若P点与波源距离s=vT,则P与波源之间的距离为一个波长,故质点P与波源的位移总是相同的,E正确.

答案:

ABE

5.一列波由波源向周围扩展开去,下列说法正确的是(  )

A.介质中各质点由近及远地传播开去

B.介质中的振动形式由近及远传播开去

C.介质中振动的能量由近及远传播开去

D.介质中质点只是振动而没有迁移

E.在扩展过程中频率逐渐减小

解析:

波在传播时,介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动,它们并没有随波的传播而发生迁移,A错,D对.波传播的是振动形式,而振动由能量引起,也传播了能量,而频率不变.B、C对.

答案:

BCD

6.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是(  )

甲           乙

A.该波沿-x方向传播

B.波速为1m/s

C.质点a经4s振动

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