期末综合性复习（三）-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（Word版含答案）

高二第二学期期末物理选择性必修第一册综合性复习（三）
一、单项选择题
1．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率比b光的频率大
B．在冰晶中，b光的传播速度较小
C．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
2．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．t=0.2s时，振子在O点右侧cm处
B．t=0.2s和t=0.6s时，振子的速度相同
C．t=0s时，振子的速度方向向左
D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的位移和速度都逐渐减小
3．如图所示是一圆台形状的玻璃柱，一红色细光束a与圆台母线AB成θ＝60°入射，折射光束b与AB成β＝37°，c为反射光束，a、b、c与AB位于同一平面内，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8。则（　　）
A．玻璃的折射率为1.2
B．该红光在玻璃柱内的传播速度为
C．该红光在玻璃柱中发生全反射的临界角正弦值为0.625
D．若换成蓝色细光束以相同的θ角入射，β角将变大
4．2022年2月5日，中国短道速滑运动员在混合团体接力决赛中为中国队拿下北京冬奥会首金，这也是这一新增项目的奥运历史首金。短道速滑接力比赛中运动员在直道上采用推接方式进行替换（如图）。若忽略推接过程中冰面对运动员的摩擦力，则在甲运动员用力将乙运动员推出的过程中，以下说法一定正确的是（　　）
A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B．甲的速度变化量的大小等于乙的速度变化量的大小
C．甲对乙做多少正功，乙对甲就一定做多少负功
D．甲、乙运动员组成的系统动量守恒
5．如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　）
A．0时刻弹簧弹力大小为mg
B．弹簧劲度系数为
C．时间段，回复力冲量为0
D．~T时间段，小球动能与重力势能之和减小
6．图为水面上的两列相干波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为4，的振幅为5，下列说法正确的是（　　）
A．质点A、D在该时刻的高度差为9
B．再过半个周期，质点B是振动加强点
C．质点C的振幅为1cm
D．的振动频率小于的振动频率
7．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在传播方向上有P、Q两个质点，两质点置坐标分别为xP＝0.6m、xQ＝1.5m，某时刻简谐波刚好传到Q点，而此刻质点P恰好位于波峰，并且P、Q之间只有一个波谷。此后质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该简谐波的传播速度为0.3m/s
B．该简谐波的波长为3.6m
C．经t＝6s，质点P沿传播方向运动了30cm
D．一观察者沿x轴靠近波源运动时，其观测到该波的频率将小于0.25Hz
8．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。已知该波的波速是 0.8m/s，则下列说法错误的是（　　）
A．这列波的波长是 12cm
B．这列波的周期是 0.15s
C．这列波可能沿 x 轴正方向传播
D．从t=0时刻开始，x=5cm处的质点经0.1s振动到波峰
9．几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，则下列判断正确的是（　　）
A．子弹在每个水球中的运动时间相同 B．子弹在每个水球中的速度变化量相同
C．子弹在每个水球中的动量变化量相同 D．子弹在每个水球中的动能变化量相同
10．如图所示，质量分别为m和2m的A、B两物块用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．现用力F向左缓慢推物块B压缩弹簧，当力F做功为W时，突然撤去F，在A物体开始运动以后，弹簧弹性势能的最大值是( )
A． B． C． D．
二、多项选择题
11．如图1所示，共振筛上装有电动偏心轮，它通过转动给筛子施加驱动力。该共振筛的共振曲线如图2所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增大筛子质量，可减小筛子的固有频率。若某电压下偏心轮的转速是42r/min，下列说法正确的是（　　）
A．降低电动偏心轮的电压，可使筛子的振幅增大
B．升高电动偏心轮的电压，可使筛子的振幅增大
C．减小筛子的质量，可使筛子的振幅增大
D．增大筛子的质量，可使筛子的振幅增大
12．关于下列四幅光学图片判断正确的是（　　）
A．如图甲，一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向观看，浸在水中的部分发生了侧移且变粗是光的折射现象
B．如图乙，光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大
C．如图丙，肥皂膜看起来是彩色的是因为光的衍射
D．如图丁，一定波长的光照射到不透明的圆盘上，会在后方影子中心的适当距离处出现一个亮斑是光的干涉现象
13．质量为的物体，在与水平方向成角的力作用下，沿粗糙水平面加速运动，物体经过、两点所用时间为，经过、两点时速度分别为和，、之间的距离为，由到的过程，力对物体所做的功，合力对物体的冲量大小为，则（　　）
A． B．
C． D．
14．如图所示，绳长为l，小球质量为m，小车质量为M，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（　　）
A．系统的总动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向或都为零
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
15．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的速度均为0.4m/s，波源的振幅均为10cm，图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两点刚开始振动。质点R、M的平衡位置分别处于、处。经过一段时间两列波相遇，下列说法正确的是（　　）
A．两波源的起振方向相同
B．两列波相遇后，R的振幅20cm
C．0~1.75s内，质点Р经过的路程为60cm
D．0~2s内，质点M经过的路程为50cm
三、实验题
16．如图甲，在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为___________（填“A”或“B”）。
（2）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮条纹的中心，记下此时手轮的读数为，如图乙所示，则读数___________mm；转动测量头，使分划板的中心刻线对准第5条亮条纹的中心，此时手轮上的读数为，已知双缝到屏的距离为l=80cm，双缝的间距为d=0.2mm，则单色光的波长为___________nm。
17．（1）图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板。上形成的曲线（图中的虚线表示）。
①图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________（选填“多”、“少”或“一样多”）；
②经测量发现图（乙）中，若木板1的移动速度，则木板2的移动速度_______。
（2）有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，并各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图甲所示，去北大的同学所测实验结果对应的图线是______________（填“A”或“B”）。
另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比______________。
四、解答题
18．某种透明材质制成的物体，上边部分为半圆柱体，半径为R，下边部分为长方体，高也为R，其横截面如图所示，圆心为O，过O点的竖直线分别交于半圆上的A点和底边上的B点。一束红光沿截面射向圆柱面的P点，方向与底面垂直，∠AOP=60°，然后从B点射出。已知光在真空中的传播速率为c，不考虑红光在界面上的反射。求：
（1）该透明材质对红光的折射率；
（2）该束红光在物体内传播的时间。
19．在检测篮球的性能时，检测人员将篮球从高处自由下落，通过测量篮球自由下落的高度、反弹高度及下落和反弹的总时间等数据来测评篮球是否合格。在某次检测过程中，检测员将篮球最低点置于距离地面H1=1.8m处开始自由下落，测出篮球从开始下落到第一次反弹至最高点所用的时间为t=1.5s，篮球最低点所能到达的最大高度降为H2=1.25m。已知该篮球的质量为0.6kg。不计空气阻力。（g=10m/s2）
（1）求篮球第一次反弹后即将离开地面时的动量大小和方向；
（2）求篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间；
（3）篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小。
20．如图，半径R=0.32m的光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg、长L=0.5m的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断。已知A与小车之间的动摩擦因数=0.1，要满足B在竖直光滑轨道上运动时恰好通过最高点d，g取10m/s2，求：
（1）A、B离开弹簧瞬间的速率vA；
（2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能；
（3）A在小车上滑动过程中产生的热量Q。
参考答案
1．B 2．A 3．C 4．D 5．D 6．C 7．A 8．C 9．D 10．A
11．BD 12．AB 13．AD 14．BD 15．AC
16． A 1.700 520
17． 多 8m/s B
18．【解析】
（1）由题意，作出光路图如图所示。由几何关系可得红光在P点的入射角和折射角分别为
根据折射定律可得该透明材质对红光的折射率为
（2）根据几何关系可得该束红光在物体内传播的距离为
该束红光在物体内传播的速率为
该束红光在物体内传播的时间为
19．【解析】
（1）篮球第一次反弹后即将离开地面时的速度v满足
可得
离开地面时的动量
方向竖直向上；
（2）篮球第一次自由下落的时间满足
可得
篮球第一次反弹后上升的时间满足
可得
则可得篮球与地面接触的时间
（3）篮球第一次自由小落着地前的速度满足
可得
篮球与地面接触的过程中
可得=22.5N
由牛顿第三定律可知篮球对地面的平均作用力大小为22.5N。
20．【解析】
（1）设弹簧的弹性势能完全释放时A物块在光滑水平轨道处的速度为vA，B物块在光滑水平轨道处的速度为vB，同时B物块在最高点处速度为vd，B物块恰好到达圆弧轨道最高点d，根据牛顿第二定律
B物块由b运动到d的过程中，根据动能定理
解得vB=4m/s
对A、B组成的系统，根据动量守恒定律，得
解得vA=2m/s
（2）根据能量守恒，弹簧的弹性势能
解得EP=12J
（3）设A物块与小车达到共速v时，小车的最小车身长度为L′。对A物块与小车组成的系统由动量守恒可得
根据能量守恒得
又因为
且FN=mg
解得L′=1m＞0.5m
A在小车上滑动过程中产生的热量为Q=fL=1J