2024年甘肅省西北師大附中高三一模診斷考試試卷
物 理
本試卷滿分100分，考試時間75分鐘
注意事項：
1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號框涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號框?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。
單項選擇題（本大題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）
1. 關于原子結構和微觀粒子波粒二象性,下列說法正確的是（ ）
A. 普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學的奠基人之一
B. 玻爾理論指出氫原子能級是分立的,并測出了氦原子光譜
C. 盧瑟福通過分析 α 粒子散射實驗結果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D. 根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣,可以說明電子具有粒子性
2．已知一個激光發(fā)射器功率為，發(fā)射波長為的光，光速為，普朗克常量為，則（ ）
A．光的頻率為B．光子的能量為
C．光子的動量為hλD．在時間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為
3. 如圖是五一假期小姚在某景區(qū)看到的“天壺”，巨大的茶壺懸在空中，正源源不斷的往外出水，祈愿財源滾滾，福壽綿綿。下列說法正確的是（ ）
A．靠水流的反沖力支撐壺體
B．壺的重心在水流的延長線上
C．水流越大，壺體會升得越高
D．研究壺體受力時，不能把它當作質(zhì)點
4. 如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為，OP邊上的點光源S到頂點O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為（ ）

A．B．C．D．
5. 下面上下兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6m的兩個質(zhì)點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是（ ）

A．該波的周期是5sB．該波的波速是3m/s
C．4s時P質(zhì)點向下振動D．4s時Q質(zhì)點向下振動
如圖所示，一內(nèi)外側均光滑的半圓柱槽置于光滑的水平面上，槽的左側有一豎直墻壁?，F(xiàn)讓一小球（可認為質(zhì)點）自左端槽口A點的正上方從靜止開始下落，與半圓槽相切并從A點入槽內(nèi)。則下列說法正確的（ ）
A．小球在槽內(nèi)運動的全過程中機械能守恒
B．小球第二次經(jīng)過槽最低點時，槽的速度最大
C．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，只有重力對小球做功
D．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒
7. 如圖，真空中有三個點電荷固定在同一直線上，電荷量分別為Q1、Q2和Q3，P點和三個點電荷的連線與點電荷所在直線的夾角分別為90°、60°、和30°。若P點處的電場強度為零，q > 0，則三個點電荷的電荷量可能為（ ）

A．Q1= q，，Q3= qB．Q1= －q，，Q3= －4q
C．Q1= q，，Q3= 4q D．Q1= －q，，Q3= －q
二、多項選擇題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得5分，選對但不全得得3分，有選錯的得0分。）
8. 2024年11月4日，“神舟十八號”載人飛船在天宮空間站完成全部既定任務，返回東風著陸場。已知天宮空間站在距地面高度約為400km的軌道上繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，萬有引力常量G取，則下列說法正確的是（ ）
A．空間站的加速度大于9.8m/s2
B．空間站的加速度大于赤道表面物體隨地球自轉的加速度
C．僅利用題中數(shù)據(jù)可求得空間站運行周期
D．僅利用題中數(shù)據(jù)可求得空間站的質(zhì)量
9.B超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波，遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射，探頭接收到的超聲波信號形成B超圖像。如圖為一列機械波的波源是坐標軸原點，從時波源開始振動，時波形如圖，則下列說法正確的有（ ）

A．在這種介質(zhì)中波速
B．處質(zhì)點在時位于波峰
C．波源振動方程
D．質(zhì)點不會隨波左右移動
10. 如圖甲所示，斜面傾角為、足夠長、光滑的斜面體固定在水平地面上，可視為質(zhì)點的質(zhì)量為的物塊置于斜面上足夠高處，時刻在物塊上施加一沿斜面向上的變化的外力，同時釋放物塊，利用計算機描繪了0~4s時間內(nèi)物塊的速度隨時間的變化圖象，如圖乙所示，規(guī)定沿斜面向下的方向為正方向，物塊在釋放點的重力勢能為零，重力加速度大小為。則（ ）
A．1~2s的時間內(nèi)外力的大小為40N
B．0~1s時間內(nèi)與2~4s時間內(nèi)的外力大小之比為2:19
C．1s末物塊的機械能為32J
D．0~4s的時間內(nèi)物塊的機械能減少了350J
三、非選擇題（共5小題，共57分?？忌鶕?jù)要求作答）
11．（6分）探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度ω和軌道半徑r的關系實驗。
（1）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪些實驗是相同的 ；
A．探究平拋運動的特點
B．探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系
C．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
D．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系
（2）某同學用向心力演示器進行實驗，實驗情景如甲、乙、丙三圖所示
a.三個情境中，圖 是探究向心力大小F與質(zhì)量m關系（選填“甲”、“乙”、“丙”）。
b.在甲情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為1∶9，則實驗中選取兩個變速塔輪的半徑之比為 。
（3）某物理興趣小組利用傳感器進行探究，實驗裝置原理如圖所示。裝置中水平光滑直槽能隨豎直轉軸一起轉動，將滑塊套在水平直槽上，用細線將滑塊與固定的力傳感器連接。當滑塊隨水平光滑直槽一起勻速轉動時，細線的拉力提供滑塊做圓周運動需要的向心力。拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉動的角速度可以通過角速度傳感器測得。
小組同學先讓一個滑塊做半徑r為0.14m的圓周運動，得到圖甲中①圖線。然后保持滑塊質(zhì)量不變，再將運動的半徑r分別調(diào)整為0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐標系中又分別得到圖甲中②、③、④、⑤四條圖線。
a.對①圖線的數(shù)據(jù)進行處理，獲得了F-x?圖像，如圖乙所示，該圖像是一條過原點的直線，則圖像橫坐標x代表的是 。
b.對5條F-ω圖線進行比較分析，得出ω一定時，F(xiàn)∝r的結論。請你簡要說明得到結論的方法 。
12．（8分）某同學先用圖1所示裝置測彈簧的勁度系數(shù)，再用該彈簧以圖2所示裝置測物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，重力加速度g取。
（1）測勁度系數(shù)的實驗步驟：
a.將輕彈簧懸掛在鐵架臺的橫桿上，將刻度尺豎直固定在輕彈簧旁將刻度尺的零刻度與輕彈簧的上端對齊；
b.在彈簧下端依次掛上不同質(zhì)量的鉤碼，記錄每次鉤碼的總質(zhì)量m及對應指針所指刻度值x；
c.在坐標系上描點作圖，作出的圖像如圖3所示。
由圖像可知，彈簧的原長_______，彈簧的勁度系數(shù)_______。
（2）用圖2所示裝置測動摩擦因數(shù)，長木板B放在水平面上，物塊A放在長木板上，并用（1）問中輕彈簧將物塊A與豎直墻面連接，彈簧保持水平，用水平力F拉長木板B向左運動，A保持靜止，測得這時彈簧的長度為，已知物塊A的質(zhì)量為，則物塊A與長木板間的動摩擦因數(shù)___________；實驗中由于彈簧懸掛時的原長比平放時的自然長度長，因此實驗測得的動摩擦因數(shù)比實際值偏___________（填“大”或“小”）。
13．（12分）某科技小組自制了一個用力傳感器測量溫度的裝置。如圖所示，導熱性能良好的汽缸固定在水平地面上，汽缸橫截面積S為。質(zhì)量m為5kg的活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣，活塞上方通過一剛性輕桿連接一個固定的力傳感器，傳感器可以直接顯示出傳感器對輕桿的力，傳感器示數(shù)為正表示傳感器對輕桿的作用力豎直向上。環(huán)境溫度為時，力傳感器的示數(shù)F為50N。整個裝置靜止，大氣壓恒為，g取，取273K。求：
（1）環(huán)境溫度為多少時，傳感器示數(shù)恰好為零；
（2）將輕桿替換為輕彈簧，環(huán)境溫度為時，力傳感器的示數(shù)仍為50N，此時活塞與汽缸底部距離L為20cm。環(huán)境溫度由緩慢上升為的過程中，活塞緩慢上升的距離d為1cm，則時力傳感器示數(shù)為多少？

14．（15分）某小組研究的一部分連鎖機械游戲裝置如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定的光滑斜面軌道AB，斜面軌道底端圓滑連接長為L、動摩擦因數(shù)為μ的粗糙水平軌道BC，軌道右端與固定的半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道最高點平滑連接于C點，C點剛好與圓心在同一豎直線上。圓弧軌道CD下方有一水平軌道，直立多米諾骨牌，它們的頂端恰好位于經(jīng)過圓心的水平線上。質(zhì)量為m的滑塊P，從斜面上某點靜止開始下滑，與質(zhì)量也為m靜置于C點的滑塊Q正碰，碰撞時系統(tǒng)損失的動能為P碰前動能的。已知重力加速度g和L、μ、R、m，不計滑塊大小、骨牌厚度和空氣阻力，結果可保留根式。
（1）求滑塊P從h高滑到斜面底端B時速度大小；
（2）當1號骨牌離的水平距離，滑塊P從高處靜止開始下滑，滑塊Q被P正碰后滑出剛好能擊中1號骨牌頂端，求；
（3）若讓滑塊Q從C點靜止開始下滑，始終緊貼軌道滑入另一光滑圓弧軌道（如虛線所示，上端與圓弧軌道CD相切、下端與相切），水平擊中1號骨牌頂端。求1號骨牌離的最小距離x2。
15.（16分）如圖所示，平面直角坐標系中，y軸右側有三個足夠長的區(qū)域，區(qū)域邊界線均與y軸平行其中Ⅰ、Ⅲ區(qū)域內(nèi)存在垂直于平面向外的勻強磁場，磁感應強度的大小為B，其寬度均為；Ⅱ區(qū)域內(nèi)存在沿著y軸正方向、電場強度大小為E的勻強電場，其寬度為。P為Ⅲ區(qū)域右邊界線與x軸交點。一帶負電粒子以一定的速度從O點出發(fā)沿x軸正方向射入磁場，一段時間后該粒子恰好以從O點出發(fā)時的速度從P點沿x軸正方向離開Ⅲ區(qū)域。不計粒子重力。
（1）定性畫出粒子在三個區(qū)域中的運動軌跡；
（2）求粒子在Ⅱ區(qū)內(nèi)的運動時間；
（3）若粒子剛進入Ⅱ區(qū)時的速度與y軸正方向夾角為，求粒子在磁場中運動的總時間t。

2024年甘肅省西北師大附中高三一模診斷考試參考答案
物 理
一、二、選擇題（共 43 分,1-7題為單選,每題 4 分;8-10 題為多選,全對 5 分,選對但不全得3分，不選或錯選得0分。）
三、非選擇題（共 57 分。）
11.（6分） BD 丙 3∶1 ω2（或mω2等帶ω2即可） 探究F與r的關系時，要先控制m和ω不變，因此可在圖像中找到同一個ω對應的向心力，根據(jù)5組向心力F和半徑r的數(shù)據(jù)，在F-r坐標系中描點做圖，若得到一條過原點的直線，則說明F與r成正比。
12.（8分） 4 68.6 0.42 小
13. （12分）（1）294K；（2）
【解析】（1）傳感器示數(shù)
對活塞而言
故時封閉氣體的壓強
，
當傳感器示數(shù)為0，封閉氣體的壓強
由查理定律
得
（2）環(huán)境溫度為時，力傳感器的示數(shù)仍為50N，此時封閉氣體的壓強
，，
溫度上升至時
，
根據(jù)
得
對活塞受力分析
解得
14.（15分）（1）；（2）；（3）
【解析】（1）滑塊P從h高滑到底端，根據(jù)機械能守恒有
解得
（2）假設Q從圓頂點飛出作平拋運動，則有
，
解得
此時Q在四分之一圓弧最高點有
可知假設正確，Q恰好從圓弧頂點開始做平拋運動，則滑塊P從滑下到與Q碰撞前，根據(jù)動能定理有
P、Q碰撞過程有
，
解得
，（舍去）
解得
（3）Q從圓弧頂點靜止開始下滑，下滑圓心角α時對CD圓軌壓力恰為零，再滑入半徑為的圓弧軌道，作圖如圖所示
則有
，
解得
根據(jù)題干所述有
，
解得
，
15.（16分）（1）見詳解；（2）；（3）
【詳解】（1）粒子運動軌跡作圖如下

（2）在Ⅰ中
由幾何關系，有
在Ⅱ區(qū)中，y方向上粒子做勻減速運動，有
且有
，
聯(lián)立解得

（3）在Ⅰ區(qū)的運動時間
在Ⅱ區(qū)的水平分運動
在Ⅰ區(qū)內(nèi)，由幾何關系有
解得在磁場中運動總時間

題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
C
D
B
C
BC
CD
BD

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