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江苏省南通市实验中学2023年高三下学期第一次教学诊断物理试题
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这是一份江苏省南通市实验中学2023年高三下学期第一次教学诊断物理试题，共15页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
江苏省南通市实验中学2023年高三下学期第一次教学诊断物理试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是（ ）
A． B． C． D．
2、2019年11月5日1时43分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星，该卫星发射成功，标志着北斗三号系统3颗IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）全部发射完毕。该卫星在轨道上运动的周期与地球自转周期相同，但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角，因此该轨道也被称为倾斜同步轨道，根据以上信息请判断，下列说法中不正确的是（ ）
A．该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心
B．该卫星离地面的高度等于地球同步卫星离地面的高度
C．地球对该卫星的万有引力一定等于地球对地球同步卫星的万有引力
D．只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过同一城市的上空
3、如图所示，两平行导轨、竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触，现在金属棒中通以变化的电流，同时释放金属棒使其运动．已知电流随时间变化的关系式为（为常数，），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度、加速度随时间变化的关系图象中，可能正确的有
A． B．
C． D．
4、如图所示，铁板倾斜放置，倾角为，磁铁吸在铁板上并处于静止状态，磁铁的质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．磁铁可能只受两个力作用 B．磁铁一定受三个力作用
C．铁板对磁铁的摩擦力大小为 D．铁板对磁铁的作用力大小为
5、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（ ）
A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动
B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动
C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度
D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟
6、如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．出射光线的频率变小
B．改变入射角的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）
D．激光束的入射角为=45°
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（ ）
A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度
B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量
C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度
D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度
8、如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数减小
B．小球的电势能减小
C．电源的效率变高
D．若电压表、电流表的示数变化量分别为 和 ，则
9、如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是
A． B． C． D．
10、分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是_____
A．物体吸收热量同时对外做功，内能可能不变
B．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规则性
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E.两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。
(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R0的阻值，通过测量得到该电池的U-I如图丁曲线a，由此可知，该电源内阻是否为常数______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数如图丙所示，读数为______V，由图像可知，此时电源内阻值为______Ω。
(2)实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I如图丁曲线，在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为______W（计算结果保留两位有效数字）
12．（12分）某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量立方体小钢块的边长d，测量结果如图乙，则d=____cm。
(2)用电磁铁吸住小钢块，保持小钢块底面与水平面平行。用刻度尺测量小钢块与光电门的高度差h。
(3)将电磁铁断电，小钢块由静止开始下落，测得小钢块通过光电门的时间t=3.20 ms。则小钢块通过光电门时的速度v=____________m/s。
(4)改变小钢块与光电门的高度差h，重复步骤(2)(3)，得到多组数据。
(5)利用实验数据作出v2一h图像。若v2一h图线为一条过原点的直线，且直线的斜率k=____，则说 明小钢块下落过程中机械能守恒。（用题中给出的物理量符号表示）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为mA=2kg的小物块A，小物块A静止在斜面上的O点，距O点为x0=0.75m的P处有一质量为mB=1kg的小物块B，由静止开始下滑，与小物块A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后当小物块B第一次上滑至最高点时，小物块A恰好回到O点。小物块A、B都可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）碰后小物块B的速度大小；
（2）从碰后到小物块A第一次回到O点的过程中，弹簧对小物块A的冲量大小。
14．（16分）如图所示，在倾角=的足够长斜面上放置一长木板，长木板质量M=3.0kg，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一个凸起的挡板，木板处于静止状态，挡板到斜面底端的距离为7m。将质量为m=1.0kg的小物块放置在木板上，从距离挡板L=1.6m处由静止开始释放。物块下滑后与挡板相撞，撞击时间极短，物块与挡板的碰撞为弹性正碰，碰后木板开始下滑，且当木板沿斜面下滑至速度为零时，物块与木板恰好发生第二次相撞。取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块与木板第一次相撞后瞬间木板的速率；
(2)长木板与斜面之间的动摩擦因数μ；
(3)物块与挡板在斜面上最多发生几次碰撞。
15．（12分）如图所示，一玻璃砖的横截面为半径为R的半圆，折射率为一束单色平行光与直径MN成45°角入射。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光。求：
(1)从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间
(2)弧面上有光线射出的弧线长度
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度：
a1=gsinθ+μgcosθ
a恒定，斜率不变；
当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＞tanθ知道木块将与带以相同的速度匀速运动，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率为零。
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论相符，选项B正确；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
2、C
【解析】
A．倾斜同步轨道围绕地球做匀速圆周运动，圆心一定是地球的球心，故A正确，不符合题意；
B．根据万有引力提供向心力
得
因为倾斜地球同步轨道卫星的周期与赤道上空的同步卫星的周期相同，故它的轨道髙度与位于赤道上空的同步卫星的轨道高度相同，故B正确，不符合题意；
C．根据
可知，由于不知道该卫星和地球同步卫星质量的关系，所以无法判断万有引力的关系。故C错误，符合题意；
D．倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方，而且该卫星的周期为24h，所以只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过同一城市上空，故D正确，不符合题意。
故选C。
3、B
【解析】
以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度a=g−，与时间成线性关系，且t=0时，a=g，故CD错误。因为开始加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的减速运动。故A错误，B正确。故选B。
【点睛】
解决本题的关键会根据合力确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向判断物体做加速运动还是减速运动，知道速度时间图线的切线斜率表示加速度．
4、D
【解析】
AB．磁铁受到重力、铁板对磁铁的弹力、摩擦力、铁板对磁铁的磁场力共四个力，选项AB错误；
C．根据力的平衡可知，铁板对磁铁的摩擦力大小为，选项C错误；
D．铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力等大反向，选项D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；
B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；
C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；
D．对于近地卫星，有
对于卫星有
联立解得
T=90分钟
选项D正确。
故选D。
6、C
【解析】
A.光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以出射光线的频率不变，故A错误；
B. 激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，故B错误；
C. 此激光束在玻璃中的波速为
CD间的距离为
则光束在玻璃球中从到传播的时间为
故C正确；
D. 由几何知识得到激光束在在点折射角，由
可得入射角，故D错误。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ACD
【解析】
A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知
解得
可以求出火星密度，故A正确；
B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；
C．金星绕太阳公转
解得太阳的质量
太阳半径R已知，则表面重力加速度
故C正确；
D．月球绕地球做匀速圆周运动
可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据
可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。
故选ACD。
8、AD
【解析】
A项：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故A正确；
B项： 由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为0，由带电质点P原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故B错误；
C项：电源的效率：,由A分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；
D项：将R1和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为r+R1，电压表测的为新电源的路端电压，如果电流表测的也为总电流，则,由A分析可知，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以R3中的电流减小，则IA增大，所以，所以，故D正确．
点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧姆定律 确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合部分电路欧姆定律进行处理．
9、AC
【解析】
ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．
10、ACD
【解析】
A．物体吸收热量同时对外做功，二者相等时，内能不变，故A正确；
B．布朗运动反映了液体分子运动的无规则性，故B错误；
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C正确；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确；
E．分子间的作用力若表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，故E错误；
故选ACD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、否 1.80 4.78 2.5
【解析】
（1）[1]．根据闭合电路欧姆定律有：U=E-Ir，所以图象的斜率为电源内阻，但图象的斜率在电流较大时，变化很大，所以电源的内阻是变化的。
[2] [3]．从电压表的示数可以示数为1.80V，再从图象的纵轴截距为2.9V，即电源的电动势为2.9V，又从图象看出，当路端电压为1.80V时，电流为0.23A，所以电源的内阻
。
（2）[4]．在实验一中，电压表的示数为2.0V，连接坐标原点与电源的（2.0V路端电压）两点，作出定值的伏安特性曲线如图所示，
此时还能求出滑动变阻器的阻值
R=Ω-R0≈4.5Ω
同时该直线与图象b有一交点，则该交点是电阻是实验二对应的值，由交点坐标可以读出：0.7V，0.75A。
所以滑动变阻器此时消耗的功率
P=（0.75）2×4.5W=2.5W。
12、0.96 3.0 2g
【解析】
(1)[1]．用游标卡尺测量立方体小钢块的边长 d=0.9+0.1mm×6=0.96cm。
(3)[2]．小钢块通过光电门时的速度
(4)[3]．由，则v2=2gh，则做出的v2-h图像的斜率为2g。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）-1m/s（2）10N∙s
【解析】
（1）B下滑x0获得的速度为v0，则，
解得：v0=3m/s
A、B发生弹性正碰，有：，
解得：vA=2m/s，vB=-1m/s
（2）碰后，对B由动量定理：
解得：
对A由动量定理：
解得：
14、 (1)2.0m/s；(2)；(3) 6次
【解析】
(1)物块下滑的加速度为
物块第一次下滑至挡板时的速度为
v==4m/s
经分析可知，物块与挡板第一次相撞后反弹，由动量守恒定律可得
mv=mv1+Mv2
解得
v2=2.0m/s
(2)设木板下滑的加速度大小为a′，由题中条件可得，木板下滑的位移为x2
物块位移为
由牛顿第二运动定律可得
解得
解得
(3)第二次碰撞前瞬间物块速度为
=4m/s
此时物块木板速度为0，物块与挡板发生第二次碰撞后，挡板与物块将重复上述运动过程
第一次碰后到第二次碰前挡板运动位移为
x2=
故
L=7m=5
故物块和挡板在斜面上发生6次碰撞。
15、 (1)(2)
【解析】
(1)根据折射定律有
可得
r= 30°
由几何关系得在玻璃砖内光线传播的最长路程为
光线在玻璃砖内的传播速率为
所用时间为
t
(2)根据折射定律有
解得临界角
C=45°
由几何关系可知光线在弧面上照射角度∠AOB=90°
则弧面上有光线射出的弧长为
江苏省南通市实验中学2023年高三下学期第一次教学诊断物理试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是（ ）
A． B． C． D．
2、2019年11月5日1时43分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星，该卫星发射成功，标志着北斗三号系统3颗IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）全部发射完毕。该卫星在轨道上运动的周期与地球自转周期相同，但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角，因此该轨道也被称为倾斜同步轨道，根据以上信息请判断，下列说法中不正确的是（ ）
A．该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心
B．该卫星离地面的高度等于地球同步卫星离地面的高度
C．地球对该卫星的万有引力一定等于地球对地球同步卫星的万有引力
D．只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过同一城市的上空
3、如图所示，两平行导轨、竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触，现在金属棒中通以变化的电流，同时释放金属棒使其运动．已知电流随时间变化的关系式为（为常数，），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度、加速度随时间变化的关系图象中，可能正确的有
A． B．
C． D．
4、如图所示，铁板倾斜放置，倾角为，磁铁吸在铁板上并处于静止状态，磁铁的质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．磁铁可能只受两个力作用 B．磁铁一定受三个力作用
C．铁板对磁铁的摩擦力大小为 D．铁板对磁铁的作用力大小为
5、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（ ）
A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动
B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动
C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度
D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟
6、如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．出射光线的频率变小
B．改变入射角的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）
D．激光束的入射角为=45°
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（ ）
A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度
B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量
C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度
D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度
8、如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数减小
B．小球的电势能减小
C．电源的效率变高
D．若电压表、电流表的示数变化量分别为 和 ，则
9、如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是
A． B． C． D．
10、分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是_____
A．物体吸收热量同时对外做功，内能可能不变
B．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规则性
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E.两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。
(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R0的阻值，通过测量得到该电池的U-I如图丁曲线a，由此可知，该电源内阻是否为常数______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数如图丙所示，读数为______V，由图像可知，此时电源内阻值为______Ω。
(2)实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I如图丁曲线，在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为______W（计算结果保留两位有效数字）
12．（12分）某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量立方体小钢块的边长d，测量结果如图乙，则d=____cm。
(2)用电磁铁吸住小钢块，保持小钢块底面与水平面平行。用刻度尺测量小钢块与光电门的高度差h。
(3)将电磁铁断电，小钢块由静止开始下落，测得小钢块通过光电门的时间t=3.20 ms。则小钢块通过光电门时的速度v=____________m/s。
(4)改变小钢块与光电门的高度差h，重复步骤(2)(3)，得到多组数据。
(5)利用实验数据作出v2一h图像。若v2一h图线为一条过原点的直线，且直线的斜率k=____，则说 明小钢块下落过程中机械能守恒。（用题中给出的物理量符号表示）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为mA=2kg的小物块A，小物块A静止在斜面上的O点，距O点为x0=0.75m的P处有一质量为mB=1kg的小物块B，由静止开始下滑，与小物块A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后当小物块B第一次上滑至最高点时，小物块A恰好回到O点。小物块A、B都可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）碰后小物块B的速度大小；
（2）从碰后到小物块A第一次回到O点的过程中，弹簧对小物块A的冲量大小。
14．（16分）如图所示，在倾角=的足够长斜面上放置一长木板，长木板质量M=3.0kg，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一个凸起的挡板，木板处于静止状态，挡板到斜面底端的距离为7m。将质量为m=1.0kg的小物块放置在木板上，从距离挡板L=1.6m处由静止开始释放。物块下滑后与挡板相撞，撞击时间极短，物块与挡板的碰撞为弹性正碰，碰后木板开始下滑，且当木板沿斜面下滑至速度为零时，物块与木板恰好发生第二次相撞。取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块与木板第一次相撞后瞬间木板的速率；
(2)长木板与斜面之间的动摩擦因数μ；
(3)物块与挡板在斜面上最多发生几次碰撞。
15．（12分）如图所示，一玻璃砖的横截面为半径为R的半圆，折射率为一束单色平行光与直径MN成45°角入射。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光。求：
(1)从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间
(2)弧面上有光线射出的弧线长度
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度：
a1=gsinθ+μgcosθ
a恒定，斜率不变；
当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＞tanθ知道木块将与带以相同的速度匀速运动，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率为零。
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论相符，选项B正确；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
2、C
【解析】
A．倾斜同步轨道围绕地球做匀速圆周运动，圆心一定是地球的球心，故A正确，不符合题意；
B．根据万有引力提供向心力
得
因为倾斜地球同步轨道卫星的周期与赤道上空的同步卫星的周期相同，故它的轨道髙度与位于赤道上空的同步卫星的轨道高度相同，故B正确，不符合题意；
C．根据
可知，由于不知道该卫星和地球同步卫星质量的关系，所以无法判断万有引力的关系。故C错误，符合题意；
D．倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方，而且该卫星的周期为24h，所以只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过同一城市上空，故D正确，不符合题意。
故选C。
3、B
【解析】
以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度a=g−，与时间成线性关系，且t=0时，a=g，故CD错误。因为开始加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的减速运动。故A错误，B正确。故选B。
【点睛】
解决本题的关键会根据合力确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向判断物体做加速运动还是减速运动，知道速度时间图线的切线斜率表示加速度．
4、D
【解析】
AB．磁铁受到重力、铁板对磁铁的弹力、摩擦力、铁板对磁铁的磁场力共四个力，选项AB错误；
C．根据力的平衡可知，铁板对磁铁的摩擦力大小为，选项C错误；
D．铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力等大反向，选项D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；
B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；
C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；
D．对于近地卫星，有
对于卫星有
联立解得
T=90分钟
选项D正确。
故选D。
6、C
【解析】
A.光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以出射光线的频率不变，故A错误；
B. 激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，故B错误；
C. 此激光束在玻璃中的波速为
CD间的距离为
则光束在玻璃球中从到传播的时间为
故C正确；
D. 由几何知识得到激光束在在点折射角，由
可得入射角，故D错误。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ACD
【解析】
A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知
解得
可以求出火星密度，故A正确；
B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；
C．金星绕太阳公转
解得太阳的质量
太阳半径R已知，则表面重力加速度
故C正确；
D．月球绕地球做匀速圆周运动
可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据
可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。
故选ACD。
8、AD
【解析】
A项：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故A正确；
B项： 由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为0，由带电质点P原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故B错误；
C项：电源的效率：,由A分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；
D项：将R1和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为r+R1，电压表测的为新电源的路端电压，如果电流表测的也为总电流，则,由A分析可知，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以R3中的电流减小，则IA增大，所以，所以，故D正确．
点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧姆定律 确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合部分电路欧姆定律进行处理．
9、AC
【解析】
ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．
10、ACD
【解析】
A．物体吸收热量同时对外做功，二者相等时，内能不变，故A正确；
B．布朗运动反映了液体分子运动的无规则性，故B错误；
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C正确；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确；
E．分子间的作用力若表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，故E错误；
故选ACD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、否 1.80 4.78 2.5
【解析】
（1）[1]．根据闭合电路欧姆定律有：U=E-Ir，所以图象的斜率为电源内阻，但图象的斜率在电流较大时，变化很大，所以电源的内阻是变化的。
[2] [3]．从电压表的示数可以示数为1.80V，再从图象的纵轴截距为2.9V，即电源的电动势为2.9V，又从图象看出，当路端电压为1.80V时，电流为0.23A，所以电源的内阻
。
（2）[4]．在实验一中，电压表的示数为2.0V，连接坐标原点与电源的（2.0V路端电压）两点，作出定值的伏安特性曲线如图所示，
此时还能求出滑动变阻器的阻值
R=Ω-R0≈4.5Ω
同时该直线与图象b有一交点，则该交点是电阻是实验二对应的值，由交点坐标可以读出：0.7V，0.75A。
所以滑动变阻器此时消耗的功率
P=（0.75）2×4.5W=2.5W。
12、0.96 3.0 2g
【解析】
(1)[1]．用游标卡尺测量立方体小钢块的边长 d=0.9+0.1mm×6=0.96cm。
(3)[2]．小钢块通过光电门时的速度
(4)[3]．由，则v2=2gh，则做出的v2-h图像的斜率为2g。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）-1m/s（2）10N∙s
【解析】
（1）B下滑x0获得的速度为v0，则，
解得：v0=3m/s
A、B发生弹性正碰，有：，
解得：vA=2m/s，vB=-1m/s
（2）碰后，对B由动量定理：
解得：
对A由动量定理：
解得：
14、 (1)2.0m/s；(2)；(3) 6次
【解析】
(1)物块下滑的加速度为
物块第一次下滑至挡板时的速度为
v==4m/s
经分析可知，物块与挡板第一次相撞后反弹，由动量守恒定律可得
mv=mv1+Mv2
解得
v2=2.0m/s
(2)设木板下滑的加速度大小为a′，由题中条件可得，木板下滑的位移为x2
物块位移为
由牛顿第二运动定律可得
解得
解得
(3)第二次碰撞前瞬间物块速度为
=4m/s
此时物块木板速度为0，物块与挡板发生第二次碰撞后，挡板与物块将重复上述运动过程
第一次碰后到第二次碰前挡板运动位移为
x2=
故
L=7m=5
故物块和挡板在斜面上发生6次碰撞。
15、 (1)(2)
【解析】
(1)根据折射定律有
可得
r= 30°
由几何关系得在玻璃砖内光线传播的最长路程为
光线在玻璃砖内的传播速率为
所用时间为
t
(2)根据折射定律有
解得临界角
C=45°
由几何关系可知光线在弧面上照射角度∠AOB=90°
则弧面上有光线射出的弧长为
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