高中物理選修模塊綜合測(cè)試及詳細(xì)解析各位同學(xué)，高中物理的選修模塊為我們打開了探索更廣闊物理世界的大門，從電場(chǎng)的奇妙到波的韻律，從動(dòng)量的守恒到光的本性，每一部分都充滿了挑戰(zhàn)與樂趣。為了幫助大家更好地梳理和鞏固這些知識(shí)，我們精心準(zhǔn)備了這份綜合測(cè)試。希望通過這份測(cè)試，你能查漏補(bǔ)缺，深化理解，在物理學(xué)習(xí)的道路上更進(jìn)一步。請(qǐng)大家認(rèn)真作答，之后對(duì)照解析進(jìn)行反思，相信你一定會(huì)有所收獲。一、綜合測(cè)試題（一）選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說法正確的是（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零B.電勢(shì)為零的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零C.沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低D.電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方，電勢(shì)一定較高2.如圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。則下列說法正確的是（）（*此處應(yīng)有一e-t圖像，為標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線，峰值為E?，周期為T*）A.該交變電流的頻率為1/TB.在t=T/4時(shí)刻，線圈平面與中性面重合C.該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為E?/√2D.若僅增大線圈的轉(zhuǎn)速，交變電流的周期將增大3.關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是（）A.波源振動(dòng)的頻率等于波的頻率B.波的傳播速度等于波源振動(dòng)的速度C.波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移D.橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直4.兩物體發(fā)生碰撞，下列說法中正確的是（）A.碰撞過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒B.碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒C.碰撞后，兩物體一定粘在一起共同運(yùn)動(dòng)D.碰撞后，兩物體的速度一定都發(fā)生變化5.關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是（）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性B.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性C.光的波粒二象性是指光既可以看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子D.大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性6.一個(gè)點(diǎn)電荷從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則（）A.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等B.該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)C.作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的D.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等7.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過閉合電路的磁通量的變化量成正比D.閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生8.關(guān)于波的干涉和衍射，下列說法正確的是（）A.兩列波相遇時(shí)，某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干涉B.衍射是一切波特有的現(xiàn)象C.發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小D.只有頻率相同的兩列波才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象9.下列關(guān)于動(dòng)量的說法中，正確的是（）A.物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其動(dòng)量不變C.一個(gè)物體的速度大小不變，其動(dòng)量一定不變D.物體受到的合外力的沖量等于其動(dòng)量的變化量10.關(guān)于原子和原子核，下列說法正確的是（）A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的B.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C.核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒D.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核是由質(zhì)子和中子組成的（二）填空題（本題共3小題，每空3分，共18分）11.一平行板電容器，兩極板間的距離為d，極板面積為S，兩極板間充滿相對(duì)介電常數(shù)為ε?的電介質(zhì)。則該電容器的電容C=____________。若將電容器與電源斷開后，再將兩極板間的距離增大，則電容器所帶電荷量Q將_________（選填“增大”、“減小”或“不變”），兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E將_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示（*此處應(yīng)有波形圖，假設(shè)此時(shí)刻A質(zhì)點(diǎn)在波峰，B質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)*）。已知該波的周期為T，則A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=____________（設(shè)振幅為A?）；此時(shí)刻與B質(zhì)點(diǎn)相距半個(gè)波長(zhǎng)的質(zhì)點(diǎn)C（在B點(diǎn)右側(cè)）的振動(dòng)方向?yàn)開___________。13.一個(gè)靜止的鈾核發(fā)生α衰變，衰變方程為U→Th+He。已知U、Th和He的質(zhì)量分別為m?、m?和m?，真空中的光速為c。則衰變過程中釋放的能量ΔE=____________，Th核的反沖速度大小v=____________（忽略α粒子的相對(duì)論效應(yīng)）。（三）計(jì)算題（本題共3小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）14.（12分）如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A以速度v?向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的質(zhì)量為2m的小球B發(fā)生正碰。碰撞后，小球A的速度大小變?yōu)関?/3，方向與原來相反。求：（*此處應(yīng)有示意圖：A球在左，以v?向右沖向靜止的B球*）（1）碰撞后小球B的速度大小和方向；（2）碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。15.（14分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。導(dǎo)軌左端接有一阻值為R的電阻，其余部分電阻不計(jì)。一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab垂直跨放在導(dǎo)軌上?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一個(gè)水平向右的初速度v?，使其在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。求：（*此處應(yīng)有示意圖：水平導(dǎo)軌，磁場(chǎng)垂直紙面向里或向外，導(dǎo)體棒ab放置其上*）（1）導(dǎo)體棒ab剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的安培力大小和方向；（2）導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的最大距離x。16.（16分）如圖所示，一個(gè)半徑為R的光滑半圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，其最低點(diǎn)為A點(diǎn)，最高點(diǎn)為B點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道右側(cè)與圓心O等高的C點(diǎn)由靜止釋放，小球沿軌道向左運(yùn)動(dòng)，通過A點(diǎn)后繼續(xù)沿軌道運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g。求：（*此處應(yīng)有示意圖：半圓形軌道，C點(diǎn)在右側(cè)圓心高度*）（1）小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。唬?）小球能否通過B點(diǎn)？若能，求出小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大??；若不能，說明理由。二、詳細(xì)解析（一）選擇題1.答案：C解析：電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是描述電場(chǎng)的兩個(gè)不同物理量，二者沒有必然聯(lián)系。電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)可以不為零，例如等量同種電荷連線的中點(diǎn)，A錯(cuò)誤；電勢(shì)為零的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度也可以不為零，例如等量異種電荷連線的中垂線上各點(diǎn)電勢(shì)為零，但電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，B錯(cuò)誤。沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，這是電場(chǎng)線的基本性質(zhì)之一，C正確。電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方，電勢(shì)降落較快，但電勢(shì)本身不一定高，D錯(cuò)誤。2.答案：AC解析：由交變電流的電動(dòng)勢(shì)e-t圖像可知，其周期為T，故頻率f=1/T，A正確。在t=T/4時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值，此時(shí)線圈平面與中性面垂直，磁通量為零，磁通量的變化率最大，B錯(cuò)誤。對(duì)于正弦式交變電流，其有效值E=E?/√2，C正確。若僅增大線圈的轉(zhuǎn)速n，則由ω=2πn可知角速度增大，周期T=2π/ω將減小，D錯(cuò)誤。3.答案：AD解析：波源振動(dòng)的頻率決定了波的頻率，波的頻率與介質(zhì)無關(guān)，A正確。波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定，而波源振動(dòng)的速度是振源在平衡位置附近振動(dòng)的速度，二者不同，B錯(cuò)誤。波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移，C錯(cuò)誤。橫波的定義就是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波，D正確。4.答案：B解析：碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒，這是由動(dòng)量守恒定律的條件（系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零）決定的，B正確。但機(jī)械能不一定守恒，只有彈性碰撞機(jī)械能才守恒，非彈性碰撞會(huì)有機(jī)械能損失，A錯(cuò)誤。碰撞后兩物體不一定粘在一起，例如彈性碰撞后兩物體分開，C錯(cuò)誤。如果是質(zhì)量相等的兩個(gè)物體發(fā)生彈性正碰，且一個(gè)靜止，一個(gè)運(yùn)動(dòng)，則碰撞后原來運(yùn)動(dòng)的物體靜止，原來靜止的物體獲得初速度，此時(shí)有一個(gè)物體速度變化了，另一個(gè)也變化了；但如果一個(gè)質(zhì)量極大的物體與一個(gè)質(zhì)量極小的物體碰撞，質(zhì)量極大的物體速度可能幾乎不變，D選項(xiàng)“一定都發(fā)生變化”過于絕對(duì)，錯(cuò)誤。5.答案：AB解析：光的干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，說明光具有波動(dòng)性，A正確。光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光的能量是一份一份地被吸收的，說明光具有粒子性，B正確。光的波粒二象性是指光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這里的“波”和“粒子”不是宏觀概念上的波和粒子，而是微觀世界的特殊屬性，C錯(cuò)誤。大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，D錯(cuò)誤。6.答案：D解析：點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電勢(shì)能變化為零，根據(jù)W??=E??-E??=qU??可知，電場(chǎng)力做功為零，因此a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差U??=0，即a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等，D正確。電勢(shì)相等的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等，例如在等量異種電荷連線的中垂線上各點(diǎn)電勢(shì)相等，但電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，大小也可能不同，A錯(cuò)誤。電勢(shì)能變化為零，只要求初末位置電勢(shì)相等，物體不一定沿等勢(shì)面移動(dòng)，電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，B錯(cuò)誤。電場(chǎng)力做功為零，可能是電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向垂直，也可能是先做正功后做負(fù)功，總功為零，C錯(cuò)誤。7.答案：AB解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，A正確。楞次定律指出，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，B正確。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過閉合電路的磁通量的變化率成正比，而不是與變化量成正比，C錯(cuò)誤。閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如果穿過回路的磁通量沒有變化，電路中也不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，例如閉合線圈整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中平動(dòng)，D錯(cuò)誤。8.答案：BCD解析：兩列相干波（頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同）相遇時(shí)，某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象叫做波的干涉，A選項(xiàng)缺少“相干波”的條件，錯(cuò)誤。衍射是一切波特有的現(xiàn)象，B正確。發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小，C正確。頻率相同是產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一，D正確。9.答案：D解析：物體的動(dòng)量p=mv，慣性大小由質(zhì)量決定，動(dòng)量越大，質(zhì)量不一定越大，慣性也不一定越大，A錯(cuò)誤。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向時(shí)刻改變，因此動(dòng)量（矢量）時(shí)刻改變，B錯(cuò)誤。速度大小不變，但方向改變時(shí)，動(dòng)量也會(huì)改變，例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量定理，物體受到的合外力的沖量等于其動(dòng)量的變化量，D正確。10.答案：ABC解析：湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而打破了“原子不可再分”的觀念，揭示了原子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，A正確。盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B正確。核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，這是書寫核反應(yīng)方程的基本規(guī)律，C正確。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，但并不能直接說明原子核是由質(zhì)子和中子組成的，D錯(cuò)誤。（二）填空題11.答案：ε?ε?S/d；不變；不變解析：平行板電容器的電容公式為C=ε?ε?S/d。電容器與電源斷開后，其所帶電荷量Q沒有去路，因此Q不變。根據(jù)C=ε?ε?S/d和C=Q/U，以及E=U/d，聯(lián)立可得E=Q/(ε?ε?S)，Q、ε?、ε?、S均不變，因此E不變。12.答案：A?cos(2πt/T)；向上解析：因?yàn)椴ㄑ豿軸正方向傳播，且此時(shí)刻A質(zhì)點(diǎn)在波峰，故A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為余弦函數(shù)，y=A?cos(ωt)=A?cos(2πt/T)。此時(shí)刻B質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)“上坡下，下坡上”的波形平移法（或帶動(dòng)法），可知B點(diǎn)右側(cè)半個(gè)波長(zhǎng)的質(zhì)點(diǎn)C，此時(shí)處于平衡位置，其振動(dòng)方向與B點(diǎn)相反（因?yàn)橄嗖畎雮€(gè)波長(zhǎng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相反），故C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。13.**答案：(m?-m?-m?)c2；(m?c2)/[(m?-m?)v']（注：此處原解答思路應(yīng)為動(dòng)量守恒，設(shè)α粒子速度為v，Th核反沖速度為v'，則0=m?v'-m?v，能量ΔE=(m?-m?-m?)c2=1/2m?v'2+1/2m?v2。聯(lián)立求解v'=m?√[2(m?-m?-m?)c2/(m?(m?+m?))]，但考慮到題目提示忽略α粒子相對(duì)論效應(yīng)且可能簡(jiǎn)化為非相對(duì)論近似下的動(dòng)量能量關(guān)系，更簡(jiǎn)潔的表達(dá)是根據(jù)動(dòng)量守恒m?v=m?v_α，能量ΔE=(m?-m?-m?)c2=E_