1、模块达标验收(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，共40分。第18小题只有一个选项正确，每小题3分；第912小题有多个选项正确，每小题4分，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的()A位移减小B速度增大C回复力增大D机械能增大解析：选C摆球做简谐运动，在平衡位置处位移为零，在摆角增大的过程中，摆球的位移增大，速度减小，选项A、B错误；在摆角增大的过程中，摆球受到的回复力增大，选项C正确；单摆做简谐运动，机械能守恒，所以在摆角增大的过程中，摆球机械能保持不变，选项D错误。2(2020北京西城区模拟)2020年我国进
2、入5G万物互联的商用网络新时代，所谓5G是指第五代通信技术，采用3 3005 000 MHz频段的无线电波。而第四代移动通信技术4G，其频段范围是1 8802 635 MHz。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供了技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是()A4G信号是纵波，5G信号是横波B4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象C4G信号比5G信号更容易发生衍射现象D4G信号比5G信号在真空中的传播速度小解析：选C电磁波均为横波，A错误；两种不同频率的波不能发生干涉，B错误；5G信号的频率比4G信号的频率高，则4G
3、信号的波长比5G信号的波长长，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，C正确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故4G信号与5G信号在真空中的传播速度相同，D错误。3蜘蛛捕食是依靠昆虫落在丝网上引起的振动准确判断昆虫的方位。已知丝网固有频率为f0，某昆虫掉落在丝网上挣扎时振动频率为f，则该昆虫落在丝网上时()Af增大，则丝网振幅增大Bf减小，则丝网振幅减小C昆虫引起丝网振动的频率为f0D丝网和昆虫挣扎振动周期相同解析：选D昆虫掉落在丝网上挣扎时，丝网做受迫振动，f与固有频率f0越接近，丝网的振幅越大，由于f与f0的关系不确定，无法确定丝网振幅的变化，A、B错误；丝网做受迫振动，振动频率与昆虫挣
4、扎频率f相同，振动周期也和昆虫挣扎周期相同，C错误，D正确。4如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()ABCD解析：选B由题意知，将玻璃砖缓慢转过角时，恰好没有光线从ab面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有iC，而入射角i，则临界角C。由临界角公式sin C，得n，故B选项正确。5(2020山东济南期末)地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡制成，早于欧洲1 700多年。如图所示，一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为
5、20 cm，当感知到地震时，质量为50 g的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞时间约为1 ms，则铜珠对蟾蜍口产生的平均冲击力大小约为()A1 NB10 NC100 ND1 000 N解析：选C铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为v2 m/s，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得Ftmgt0(mv)，代入数据解得F100 N，故选项C正确。6一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是()A0.5 mB1.5 mC2.5 mD3.5 m解析：选C由题图乙可知，t0时刻质点位移在0.20.1 m之间，振动方向向下
6、；由题图甲可知，质点在x2 m与x3 m之间，选项C正确。7两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a(图中虚线所示)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线所示)沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s，t0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是()A1.50 s,0.25 sB0.25 s,0.75 sC0.50 s,0.75 sD0.75 s,0.25 s解析：选B从题图上可知两波波长均为40 m，故T2 s，a波或b波的波峰第一次传到P点，均需要t s0.25 s，而平衡位置状态传到P需要t s0.75 s，选项B正
7、确。8(2020河北衡水调研)如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是()A火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒C火箭获得的最大速度为D火箭上升的最大高度为解析：选D火箭的推力来源于向下喷出的水对火箭的反作用力，A错误；水喷出的过程中，火箭内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；在喷水的极短时间内，火箭和水的重力以及空气阻力可忽略不计，在竖直方向动量守恒，在水喷出后的瞬间，火箭获得的速
8、度最大，根据动量守恒定律有(Mm)vmv00，解得v，C错误；水喷出后，火箭竖直向上做竖直上抛运动，有2ghv2，解得h，D正确。9如图所示，带有挡板的小车质量为m，上表面光滑，静止于光滑水平面上。轻质弹簧左端固定在小车上，右端处于自由伸长状态。质量也为m的小球，以速度v从右侧滑上小车，在小球刚接触弹簧至与弹簧分离过程中，以下判断正确的是()A弹簧的最大弹性势能为mv2B弹簧对小车做的功为mv2C弹簧对小球冲量的大小为mvD弹簧对小球冲量的大小为mv解析：选AC弹簧有最大弹性势能时，小球和小车有共同的速度，由动量守恒可知，mv2mv共，由机械能守恒定律可得Epmv22mvmv2，A正确；从小球
9、接触弹簧到与弹簧分离，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可知，mvmv1mv2，mv2mvmv，得v10，v2v，由动能定理知弹簧对小车做的功等于小车增加的动能，WEkmv2，B错误；根据动量定理知，弹簧对小车的冲量等于小车动量的变化量，Imv0mv，C正确，D错误。10一个物体做简谐运动时，周期是T，振幅是A，那么该物体()A在任意内通过的路程一定等于AB在任意内通过的路程一定等于2AC在任意内通过的路程一定等于3AD在任意T内通过的路程一定等于4A解析：选BD物体做简谐运动，简谐运动是变加速直线运动，物体在任意内通过的路程不一定等于A，故A错误；物体做简谐运动，在任意内通过的路程一定等于2A
10、，故B正确；物体做简谐运动，在任意内通过的路程不一定等于3A，故C错误；物体做简谐运动，在一个周期内完成一次全振动，位移为零，路程为4A，故D正确。11用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样如图所示，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜，光的传播路径与方向可能正确的是()解析：选AD因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行入射光线，故B错误；根据干涉图样，a光的干涉条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，A正确；由于三棱镜对a光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，C错误，D正确。12(
11、2020浙江7月选考)如图所示，x轴上2 m、12 m处有两个振动周期均为4 s、振幅均为1 cm的相同的波源S1、S2，t0时刻两波源同时开始竖直向下振动，产生波长均为4 m且沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2 m、5 m和8.5 m的三个点，下列说法正确的是()A6.0 s时，P、M、Q三点均已振动B8.0 s后M点的位移始终是2 cmC10.0 s后P点的位移始终是0D10.5 s时Q点的振动方向竖直向下解析：选CD由题可知波速v1 m/s，经6.0 s，两波沿传播方向传播6 m，而M点离左、右两波源距离均为7 m，所以此时M点未振动，A项错误；8.0 s时，两波均经过M点，
12、M点到两波源距离相等，M点是振动加强点，即振幅为2 cm，仍做简谐运动，B项错误；10.0 s时，两波均经过P点，P点到两波源的路程差6 m，P点为振动减弱点，P点始终处于平衡位置，则10.0 s后P点位移始终为0，C正确；10.5 s时，仅有S1时，Q点位于平衡位置且将要向下振动，仅有S2时，Q点位于波峰处且将要向下振动，故10.5 s时Q的振动方向竖直向下，D正确。二、实验题(本题共2小题，共14分)13(6分)(2020浙江7月选考)某同学用单摆测量重力加速度。(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是_。A摆的振幅越大越好B摆球质量大些、体积小些C摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D计时的起
13、、止位置选在摆球达到的最高点处(2)改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图像如图所示。所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_。A测周期时多数了一个周期B测周期时少数了一个周期C测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长解析：(1)单摆只有在最大摆角小于5时，其振动才可以视为简谐运动，所以选项A错误。摆球的质量大些、体积小些，可以减小振动时空气阻力的影响，可以减小测量误差，选项B正确。摆线尽量细些，可减小摆线质量的影响；摆线尽量长些，可保证最大摆角小于5；伸缩性小些，可使摆动过程中摆长保持不变。选项C正确。由于摆球在通过
14、最低位置时速度最大，计时的起、止位置选在摆球达到的最低位置，有利于减小计时误差，选项D错误。(2)设摆线长为L，摆球半径为r，则单摆的周期公式为T2 ，变化为T2。对照题图所示的图像，图像斜率k。实验所得结果与当地重力加速度值相等，说明实验测量符合要求，图像延长线没有过原点，说明测量摆长时直接将摆线长度作为摆长，故C正确。答案：(1)BC(2)C14(8分)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑块A，滑块A匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B相碰，碰后滑块A、B先后通过光电门乙，采集相关数据进行验证。(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)(1)下列所列物理量哪些是
15、必须测量的_。A滑块A的质量mA、滑块B的质量mBB遮光片的宽度d(滑块A与滑块B上的遮光片宽度相等)C本地的重力加速度gD滑块A、B与长木板间的动摩擦因数E滑块A、B上遮光片通过光电门的时间(2)滑块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为A、B，质量分别为mA、mB，要完成本实验，它们需要满足的条件是_。AABmAmBBABmAmBDABmAmB，C正确。(3)同一滑块下滑时通过两光电门的时间相等即可。(4)由动量守恒有mAvAmAvAmBvB，vA、vA、vB由通过光电门的时间与遮光片宽度来表达，即mAmAmB，化简得。答案：(1)AE(2)C(3)滑块下滑通过两光电门所用时间相等(意思相近也给
16、分)(4)三、计算题(本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15(8分)(2020武汉外国语学校高二检测)如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，当A球摆到最低点时，B球也恰好到达与A同一水平面处，求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比。(g取10 m/s2，210)解析：单摆的周期公式T2 A球摆到最低点所用的时间t(2n1)(n0,1,2,3，)由牛顿第二定律知，B的加速度a由运动学公式有Lat2由式解得1(n0,1,2,3，
17、)。答案：1(n0,1,2,3，)16(8分)一振动片以频率f做简谐运动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为l。求：(1)波的波长；(2)波的传播速度。解析：(1)设与c点最近的振幅极大点为d，则adlllbdl根据干涉加强点距离差的关系，有xbdadn，对于点d：n1，即xbdadl所以波长为l。(2)由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率，波的频率为f。由vf知，vfl。答案：(1)l(2)fl1
18、7(14分)如图所示，某种材料制成的半球体，左侧面镀有水银，CD为半球底面直径，O为球心，直线OB垂直CD，且与半球面交于B点。现有一单色光平行BO方向从球面上的A点射入半球，经CD面反射后恰好从B点射出半球。半球的半径为R，入射时单色光线与OB的距离dR，透明半球对该单色光的折射率n，不考虑单色光在B点的反射。(1)求单色光从B点射出时的折射角；(2)已知光在真空中的传播速度为c，求单色光在半球内传播的总时间t。解析：(1)该单色光在半球内传播的光路如图所示，设光在A点的入射角为1，则有sin 1，可得160。设折射角为2，则有n，可得230，由几何关系可知，光线在B点的入射角330，在B点
19、，由n，可得60。(2)由图可知tan3，EFOFOERRR，AE2EFR，又EBR。所以光线在球内的总路程为sAEEBR，光线在球内的传播速度大小为v，光线在球内的传播时间为t。答案：(1)60(2)18(16分)两个质量都是M0.2 kg 的砂箱A、B并排放在光滑的水平桌面上，一颗质量为 m0.1 kg的子弹以v0140 m/s 的水平速度射向A，如图所示。射穿A后，进入B并同B一起运动，测得A落点到桌边缘的水平距离xA10 m，桌面距地面高度h5 m。g取10 m/s2。求：(1)当子弹穿出砂箱A时，子弹的速度v1；(2)沙箱B落点到桌边缘的水平距离xB；(3)子弹在砂箱A、B中穿行时分
20、别产生多少热量。解析：(1)子弹射穿砂箱A后，设A以速度vA沿水平桌面向右匀速运动，离开桌面后做平抛运动，则有hgt2，代入数据解得t1 s则有vA m/s10 m/s设子弹穿出砂箱A时子弹的速度为v1，则根据动量守恒定律，有mv0mv12MvA解得v1100 m/s。(2)设子弹射入砂箱B后，子弹与B的共同速度为vB，子弹与两砂箱作用过程系统动量守恒，则有mv0MvA(Mm)vB解得B离开桌边的速度为vB40 m/s所以砂箱B落点到桌边缘的水平距离为xBvBt40 m。(3)子弹在A中穿行时，根据能量守恒得QAmvmv2Mv460 J子弹在B中穿行时，根据能量守恒得QBmvMv(Mm)v270 J。答案：(1)100 m/s(2)40 m(3)460 J270 J