高中物理选修一综合测试题经典大题例题(带答案)

高中物理选修一综合测试题经典大题例题
单选题
1、将模型火箭放在光滑水平面上点火，燃气以某一速度从火箭喷口在很短时间内全部喷出。

火箭在水平面上滑行，在燃气从火箭喷口喷出的过程中，下列说法正确的是（空气阻力可忽略）（）
A．火箭对燃气作用力的冲量大于燃气对火箭作用力的冲量
B．火箭对燃气作用力的冲量与燃气对火箭作用力的冲量大小相等
C．火箭的动量比喷出燃气的动量大
D．火箭的动能比喷出的燃气动能大
答案：B
AB．由于火箭对燃气作用力与燃气对火箭作用力是作用力和反作用力，故两者的冲量总是大小相等的，故A 错误，B正确；
C．由于火箭和燃气组成的系统在燃气喷出前后动量守恒，由动量守恒定律可知，火箭的动量的大小与喷出燃气的动量大小相等，故C错误；
D．由于火箭的质量大于燃气的质量，由
E k=P2 2m
可知火箭的质量大于燃气的质量，故火箭的动能比喷出的燃气动能小，故D错误。

故选B。

2、质量为m的某质点在恒力F1作用下从A点由静止出发，当其速度为v m时立即将F1改为相反方向的恒力F2，质点总共经历时间t运动至B点刚好停下。

若该质点以速度v匀速通过A、B两点时，其经历的时间也为t，
则（）
A．无论F1、F2为何值，v m均为2v
B．随着F1、F2的取值不同，v m可能大于2v
C．F1、F2的冲量大小不相等
D．F1、F2的冲量一定大小相等、方向相同
AB．在恒力F1和F2作用下运动时，有
s AB=0+v m
2
t1+
v m+0
2
t2=
v m
2
(t1+t2)=
v m
2
t
匀速运动时，有
s AB=vt
联立解得
v m=2v
故A正确，B错误；
CD．对恒力F1和F2的冲量，有
I1=F1t1=mv m−0
I2=F2t2=0-mv m
故冲量大小相等，方向相反，故CD错误。

故选A。

3、为研究光的干涉规律，小明用激光做双缝干涉实验。

他用频率为f的红色激光垂直照射双缝，观察到了干涉条纹。

光速为c，下列说法正确的是（）
A．实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变大
B．如果将双缝的间距变大，则相邻两个亮条纹的间距将变大
C．在光屏的P点出现第三条暗条纹，则P点到双缝S1、S2的距离之差为5c
2f
D．如果将整个装置放到水中做实验，相邻两个亮条纹间距将变大
AB．将入射光由红光换成紫光，则波长变短，根据双缝干涉条纹间距公式
Δx=L d λ
可知，波长变短，相邻亮条纹间距变小；若将双缝的间距变大，相邻亮条纹间距变小，A、B错误；C．光屏上P点出现第三条暗条纹，P点到双缝的矩离之差为
5 2λ=
5c
2f
C正确；
D．真空（或空气）中波长为λ的光，在折射率为n的水中波长变为
λ′=λn
光线到水中时波长变短，相邻亮条纹间距变小，D错误。

故选C。

4、火箭利用喷出的气体进行加速，是利用了高速气体的哪种作用（）
A．产生的浮力B．向外的喷力C．反冲作用D．热作用
答案：C
火箭发射时，燃料燃烧，产生高温燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，燃气对火箭产生推力，在燃气推动火箭的力的作用下，火箭升空，这是利用了反冲作用。

故选C。

5、一弹簧振子在水平面内做简谐运动的x－t图像如图所示，则下列说法正确的是（）
A．t1时刻和t2时刻具有相同的动能和动量
B．从t2到1.0s时间内加速度变小，速度减小
C．弹簧振子的振动方程是x=0.10sinπt(m)
D．t2=3t1
答案：C
A．由x－t图像知，t1时刻和t2时刻振子的位移相同，速度大小相等、方向相反，故弹簧振子具有相同的动能，动量大小相等、方向相反，A错误；
B．由图中t2到1.0s时间内振子靠近平衡位置，故位移变小，则加速度变小，速度增大，B错误；
C．由图知弹簧振子振动周期为2.0s，则
ω=2π
T
=πrad/s
故振动方程为
x=A sinωt=0.10sinπt(m)
C正确；
D．x=0.05m代入C解析中的函数关系，可得
t1=1 12
T
t2=5 12
T
可知t2＝5t1，D错误。

故选C。

6、一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）
A．9m/sB．10m/sC．11m/sD．12m/s
答案：A
由图可知，波长
λ=8m
波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是(nλ+1)m或(nλ+5)m(n=0,1,2⋯)，则波
速
=(8n+1)或(8n+5)(n=0,1,2⋯)
v=x
t
当n=0时
v=1m/s或v=5m/s
当n=1时
v=9m/s或v=13m/s
故A可能，BCD不可能。

故选A。

7、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时的波形图如图，此时波恰好传到质点M所在位置，当t=1.5s 时，位于x=8m处的质点P运动的总路程为15cm，则以下说法正确的是（）
A．波的周期为2s B．波源的起振方向沿y轴正方向
C．波的传播速度为5.4m/s D．t=2.0s时质点P处于波谷
答案：D
B．由t=0时刻波传到M点，且波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点M的振动方向为y轴负方向，即波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
AC．由波形图可知，波长
λ=4m
设波速为v、周期为T。

质点P的起振方向沿y轴的负方向，波从M点传到P点的时间为3T
4
，当t=1.5s时，质点P运动的总路程为
s=15cm=3A
即质点P第一次到达波峰，于是有
t=3T
4
+
3T
4
=1.5s
解得T=1s 故波速
v=λ
T
=
4
1m/s=4m/s
故AC错误；
D．t=1.5s时质点P第一次到达波峰，从t=0到t=2.0s质点已经振动的时间
Δt=2.0−3T
4
=2.0−0.75=1.25s=1
T
4
质点P的起振方向沿y轴的负方向，则t=2.0s时质点P处于波谷，故D正确。

故选D。

8、如图所反映的物理过程中，以物体A和物体B为一个系统符合系统机械能守恒且水平方向动量守恒的是（）
A．甲图中，在光滑水平面上，物块B以初速度v0滑上上表面粗糙的静止长木板A
B．乙图中，在光滑水平面上，物块B以初速度v0滑下靠在墙边的表面光滑的斜面A
C．丙图中，在光滑水平上面有两个带正电的小球A、B相距一定的距离，从静止开始释放
D．丁图中，在光滑水平面上物体A以初速度v0滑上表面光滑的圆弧轨道B
答案：D
A．在光滑水平面上，物块B以初速度v0滑上上表面粗糙的静止长木板A，物体A和物体B为一个系统的机械能不守恒，水平方向动量守恒，A错误；
B．在光滑水平面上，物块B以初速度v0滑下靠在墙边的表面光滑的斜面A，物体A和物体B为一个系统的机械能守恒，水平方向动量不守恒，B错误；
C．在光滑水平上面有两个带正电的小球A、B相距一定的距离，从静止开始释放，物体A和物体B为一个系统的机械能不守恒，水平方向动量守恒，C错误；
D．在光滑水平面上物体A以初速度v0滑上表面光滑的圆弧轨道B，曲面体问题，物体A和物体B为一个系统的机械能守恒，水平方向动量守恒，D正确。

故选D。

多选题
9、关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（）
A．简谐运动是匀变速运动
B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
C．简谐运动的回复力可以是恒力
D．弹簧振子每次经过平衡位置时，动能最大
答案：BD
AC．简谐运动受到的回复力
F=−kx
是变力，根据牛顿第二定律
F=ma
加速度是变化的，所以是变加速运动，AC错误；
B．周期、频率是表征物体作简谐运动快慢程度的物理量，B正确；
D．做简谐运动的质点通过平衡位置时，速度最大，则动能最大，D正确。

故选BD。

10、一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．质点振动的频率为4 Hz
B ．在10 s 内质点经过的路程是20 cm
C ．在5 s 末，质点的速度为零，加速度最大
D ．t =1.5 s 和t =4.5 s 两时刻质点的位移大小相等，都是√2cm
E ．t =2 s 和t =4 s 两时刻质点的加速度和速度都相同
答案：BCD
A ．由题图图像可知，质点振动的周期为
T =4 s
故频率
f =
1T
=0.25Hz 故A 错误；
B ．在10 s 内质点振动了2.5个周期，经过的路程是 s =10A =20 cm
故B 正确；
C ．在5 s 末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，故C 正确；
D ．由题图图像可得振动方程是
x =2sin (π2
t)cm 将t =1.5 s 和t =4.5 s 代入振动方程得位移大小均为
x =√2cm
故D正确；
E．在t=2 s和t=4 s时，质点的加速度为零，速度大小相等，方向相反，故E错误。

故选BCD。

11、如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中不正确的是（）
A．B．C．D．
答案：ABD
根据简谐运动振子的加速度与位移的关系
a=−kx m
得到t=0时刻振子的加速度a=0，而且在前半个周期内加速度为负值。

简谐运动的x-t图象是正弦曲线，则a-t图象也是正弦曲线，不正确的是ABD。

故选ABD。

12、一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示，P点此时正沿y轴负方向运动，t=0.5s时刻的波形第一次如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。

已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。

下列说法正确的是（）
A．波沿x轴负方向传播
B．波源振动的周期为1.0s
C．该波传播的速度为1.4m/s
D．在0∼0.5s内，质点P运动路程为25cm
答案：ACD
A．根据题意可知，t=0时刻质点P向y轴负方向运动，由图根据同侧法可知，波沿x轴负方向传播，故A 正确；
C．根据题意可知，t=0.5s时，波传播的距离为0.7m，由公式v=x
t
可知，波的传播速度为
v=1.4m s⁄
故C正确；
B．由图可知，波的波长为
λ=1.2m
由公式λ=vT可得，波的周期为
T=λ
v
=
6
7s
故B错误；
D．根据题意，由图可知，t=0时刻，质点P偏离平衡位置5cm，且质点P向下振动，经过
t1=1
12
T=
1
14s
质点p到达平衡位置，质点运动的路程为
质点P继续向下振动，经过时间
t2=Δt−t1=3
7s=
1
2
T
质点P再次回到平衡位置，质点运动的路程为
s2=2A
由图可知，波的振幅为10cm，则
s2=20cm
则在0∼0.5s内，质点P运动路程为
s=s1+s2=25cm
故D正确。

故选ACD。

13、一列简谐横波在t=0.8s时的波形图如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点Р的振动图像。

已知该波在该介质中的传播速度为10m/s，则（）
A．该波沿x轴负方向传播
B．再经过0.9s，质点P通过的路程为30cm
C．t=0时刻质点P离开平衡位置的位移−5√3cm
D．质点P的平衡位置坐标为x=7m
答案：AD
A．由乙图可知0.8s时P点振动方向向下，根据上下坡法，波沿负方向传播，A正确；
B．经过1个周期，质点经过的路程
经过0.5个周期，经过的路程
s=2A 以上规律质点在任何位置开始都适用
经过1
4、3
4
个周期，经过的路程
s=A、3A
以上规律质点只有在特殊位置（平衡位置、最大位移处）才适用，t=0.9s=3
4
T，此时P未处于特殊位置，B错误；
C．由图乙可知，0时刻质点P位于平衡位置，C错误；
D．根据简谐运动的表达式
y=Asin 2π
T
t=10sin
5π
3
t
当x=0
y=5cm
则
t=0.1s
即x=0处的质点从平衡位置到5cm经历的时间
t1=0.1s
故P点振动形式传播到x=0处的时间
t=0.8s−0.1s=0.7s
x P=vt=7m
故D正确。

故选AD。

填空题
14、光栅由许多____的狭逢构成的，两透光狭逢间距称为_____，当入射光垂直入射到光栅上时，衍射角k，衍射级次K满足的关系式是____，用此式可通过实验测定____和____。

答案：等间距光栅常数(a+b)sinφk=kλ光的波长光栅常数
[1]由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅；
[2]光栅常数是光栅两刻线之间的距离，即两透光狭逢间距；
[3][4][5]当入射光垂直入射到光栅上时，衍射角k，衍射级次K满足
(a+b)sinφk=kλ
其中(a+b)是光栅常数，λ为光的波长，则可通过此式测定光的波长与光栅常数。

15、如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。

当振子上下自由振动时，振动频率为10 Hz。

现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为________，频率为________，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将________（填“变大”“变小”或“不变”）。

答案： 5cm 2Hz 变大
[1]弹簧振子振动的振幅为5cm；
[2] 弹簧振子振动的周期为
T=x
v
=
1
2s=0.5s
弹簧振子振动的频率为
f=1
T
=2Hz
[3] 若将匀速转动把手的周期改为0.1s，其振动频率为10Hz，恰好等于弹簧振子的固有频率，弹簧振子发生共振，振幅最大，所以弹簧振子的振幅将变大。

16、光导纤维由很细的内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面发生全反射，如图所示。

为了研究简单，现设外套为空气，内芯的折射率为n，一束光线由空气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射。

若光速为c，则光在光导纤维中的传播速度为_______，光线通过长为L的光导纤维所用的时间为_______。

答案：c
n n2L c
[1] 光在光导纤维中的传播速度为
v=c n
[2]设临界角为C，则光通过长度为L的光导纤维时的路程为
s=
L sin C
n=
1 sin C
所以光的传播时间为
t=s
v
=
L
sin C
c
n
=
n2L
c
解答题
17、如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直；a和b相距l，b与墙之间也相距
l；a的质量为m，b的质量为3
4
m。

两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度v0向右滑动，此后a 与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞。

重力加速度大小为g。

求物块与地面间的动摩擦因数μ满足的条件。

答案：v 0
22gl >μ≥32v 0
2113gl
若要物块a 、b 能够发生弹性碰撞，应有
12
mv 02>μmgl 即
μ<v 022gl 设在a 、b 发生弹性碰撞前的瞬间，a 的速度大小为v 1，由能量守恒定律有
12mv 02=12mv 12＋μmgl 设在a 、b 碰撞后的瞬间，a 、b 的速度大小分别为v 1′、v 2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得 mv 1=mv 1′＋34mv 2′
12mv 12=12mv 1′2＋12·34mv 2′2 联立可得
v 2′=87v 1
根据题意，b 没有与墙发生碰撞，根据功能关系可知
12⋅34mv 2′2≤μ3m 4gl
联立解得
μ≥32v 02113gl 综上所述，a 与b 发生碰撞，但b 没有与墙发生碰撞的条件是
v 0
22gl >μ≥32v 0
2113gl
18、如图所示，甲为某一列波在t ＝1.0 s 时的图象，乙为参与该波动的P 质点的振动图象。

（1）求该波波速v ；
（2）在甲图中画出再经过3.5 s 时的波形图；
（3）求再经过3.5 s 和5s 时P 质点的路程s 和位移。

答案：（1）4m/s；（2）；（3）2.8m，0，4m，0 （1）由题图可知该波的波长为λ=4m，周期为T=1s，所以波速为
v=λ
T
=4m/s
（2）由题图乙可知t=1.0s时P质点沿y轴负方向运动，则此时P质点应位于波传播方向的上坡上，所以该波沿x轴负方向传播，因为
3.5s=3T+T 2
所以将图甲中波形图向左平移0.5个波长即可得到再经过3.5 s时的波形图，如图所示。

（3）再经过3.5s时，P质点的路程为
s1=3.5×4A=2.8m
此时P质点正位于平衡位置，所以位移为0。

再经过5s时，P质点的路程为
s2=5×4A=4m
此时P质点仍位于平衡位置，所以位移为0。