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2024 年甘肃省西北师大附中高三一模诊断考试试卷
物 理
本试卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，
用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只
有一项符合题目要求。）
1. 关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是（ ）
A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B. 玻尔理论指出氢原子能级是分立的,并测出了氦原子光谱
C. 卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D. 根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
2．已知一个激光发射器功率为 ，发射波长为 的光，光速为 ，普朗克常量为 ，则（ ）
A．光的频率为 B．光子的能量为
C．光子的动量为hλ D．在时间 内激光器发射的光子数为
3. 如图是五一假期小姚在某景区看到的“天壶”，巨大的茶壶悬在空中，正源源不断的往外出水，祈愿
财源滚滚，福寿绵绵。下列说法正确的是（ ）
A．靠水流的反冲力支撑壶体
B．壶的重心在水流的延长线上
C．水流越大，壶体会升得越高
D．研究壶体受力时，不能把它当作质点
4. 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为 ，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于
OP边的光线SN在OQ边的折射角为 。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 1 页】（ ）
A． B． C． D．
5. 下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的
是（ ）
A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/s
C．4s时P质点向下振动 D．4s时Q质点向下振动
6. 如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球
（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内。则下列说法正
确的（ ）
A．小球在槽内运动的全过程中机械能守恒
B．小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大
C．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功
D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒
7. 如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q、Q 和Q，P点和三个点电荷的连线
1 2 3
与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q > 0，则三个点电荷的电
荷量可能为（ ）
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 2 页】A．Q= q， ，Q= q B．Q= －q， ，Q= －4q
1 3 1 3
C．Q= q， ，Q= 4q D．Q= －q， ，Q= －q
1 3 1 3
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有
多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全得得3分，有选错的得0分。）
8. 2024年11月4日，“神舟十八号”载人飞船在天宫空间站完成全部既定任务，返回东风着陆场。已知
天宫空间站在距地面高度约为400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球表面
的重力加速度g取9.8m/s2，万有引力常量G取 ，则下列说法正确的是（ ）
A．空间站的加速度大于9.8m/s2
B．空间站的加速度大于赤道表面物体随地球自转的加速度
C．仅利用题中数据可求得空间站运行周期
D．仅利用题中数据可求得空间站的质量
9.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到
的超声波信号形成B超图像。如图为一列机械波的波源是坐标轴原点，从 时波源开始振动，
时波形如图，则下列说法正确的有（ ）
A．在这种介质中波速
B． 处质点在 时位于波峰
C．波源振动方程
D．质点不会随波左右移动
10. 如图甲所示，斜面倾角为 、足够长、光滑的斜面体固定在水平地面上，可视为质点的质量为
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 3 页】的物块置于斜面上足够高处， 时刻在物块上施加一沿斜面向上的变化的外力，同时释放物块，
利用计算机描绘了0~4s时间内物块的速度随时间的变化图象，如图乙所示，规定沿斜面向下的方向为正
方向，物块在释放点的重力势能为零，重力加速度大小为 。则（ ）
A．1~2s的时间内外力的大小为40N
B．0~1s时间内与2~4s时间内的外力大小之比为2:19
C．1s末物块的机械能为32J
D．0~4s的时间内物块的机械能减少了350J
三、非选择题（共5小题，共57分。考生根据要求作答）
11．（6分）探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和轨道半径r的关系实验。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 ；
A．探究平抛运动的特点
B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
C．探究两个互成角度的力的合成规律
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
（2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示
a.三个情境中，图 是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。
b.在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为1∶9，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为 。
（3）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴
一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀
速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动
的角速度可以通过角速度传感器测得。
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 4 页】小组同学先让一个滑块做半径r为0.14m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将
运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、
⑤四条图线。
a.对①图线的数据进行处理，获得了F-x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标
x代表的是 。
b.对5条F-ω图线进行比较分析，得出ω一定时，F∝r的结论。请你简要说明得到结论的方法 。
12．（8分）某同学先用图1所示装置测弹簧的劲度系数，再用该弹簧以图2所示装置测物块与长木板间
的动摩擦因数，重力加速度g取 。
（1）测劲度系数的实验步骤：
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 5 页】a.将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上，将刻度尺竖直固定在轻弹簧旁将刻度尺的零刻度与轻弹簧的上端对齐；
b.在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码，记录每次钩码的总质量m及对应指针所指刻度值x；
c.在 坐标系上描点作图，作出的图像如图3所示。
由图像可知，弹簧的原长 _______ ，弹簧的劲度系数 _______ 。
（2）用图2所示装置测动摩擦因数，长木板B放在水平面上，物块A放在长木板上，并用（1）问中轻弹
簧将物块A与竖直墙面连接，弹簧保持水平，用水平力F拉长木板B向左运动，A保持静止，测得这时弹
簧的长度为 ，已知物块A的质量为 ，则物块A与长木板间的动摩擦因数 ___________；实
验中由于弹簧悬挂时的原长比平放时的自然长度长，因此实验测得的动摩擦因数比实际值偏___________
（填“大”或“小”）。
13．（12分）某科技小组自制了一个用力传感器测量温度的装置。如图所示，导热性能良好的汽缸固定
在水平地面上，汽缸横截面积S为 。质量m为5kg的活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，活塞上方通过
一刚性轻杆连接一个固定的力传感器，传感器可以直接显示出传感器对轻杆的力，传感器示数为正表示传
感器对轻杆的作用力竖直向上。环境温度为 时，力传感器的示数F为50N。整个装置静止，大气压
恒为 ，g取 ， 取273K。求：
（1）环境温度为多少时，传感器示数恰好为零；
（2）将轻杆替换为轻弹簧，环境温度为 时，力传感器的示数仍为50N，此时活塞与汽缸底部距离L
为20cm。环境温度由 缓慢上升为 的过程中，活塞缓慢上升的距离d为1cm，则 时力传感器
示数为多少？
14．（15分）某小组研究的一部分连锁机械游戏装置如图所示，在竖直平面内有一固定的光滑斜面轨道
AB，斜面轨道底端圆滑连接长为L、动摩擦因数为μ的粗糙水平轨道BC，轨道右端与固定的半径为R的
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 6 页】四分之一光滑圆弧轨道最高点平滑连接于C点，C点刚好与圆心 在同一竖直线上。圆弧轨道CD下方有
一水平轨道，直立多米诺骨牌，它们的顶端恰好位于经过圆心 的水平线 上。质量为m的滑块P，从
斜面上某点静止开始下滑，与质量也为m静置于C点的滑块Q正碰，碰撞时系统损失的动能为P碰前动
能的 。已知重力加速度g和L、μ、R、m，不计滑块大小、骨牌厚度和空气阻力，结果可保留根式。
（1）求滑块P从h高滑到斜面底端B时速度大小；
（2）当1号骨牌离 的水平距离 ，滑块P从 高处静止开始下滑，滑块Q被P正碰后滑出刚好
能击中1号骨牌顶端，求 ；
（3）若让滑块Q从C点静止开始下滑，始终紧贴轨道滑入另一光滑圆弧轨道（如虚线所示，上端与圆弧
轨道CD相切、下端与 相切），水平击中1号骨牌顶端。求1号骨牌离 的最小距离x。
2
15.（16分）如图所示，平面直角坐标系 中，y轴右侧有三个足够长的区域，区域边界线均与y轴平行
其中Ⅰ、Ⅲ区域内存在垂直于 平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，其宽度均为 ；Ⅱ区域
内存在沿着y轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，其宽度为 。P为Ⅲ区域右边界线与x轴交点。
一带负电粒子以一定的速度从O点出发沿x轴正方向射入磁场，一段时间后该粒子恰好以从O点出发时的
速度从P点沿x轴正方向离开Ⅲ区域。不计粒子重力。
（1）定性画出粒子在三个区域中的运动轨迹；
（2）求粒子在Ⅱ区内的运动时间 ；
（3）若粒子刚进入Ⅱ区时的速度与y轴正方向夹角为 ，求粒子在磁场中运动的总时间t。
学科网（北京）股份有限公司 【师大附中一模诊断考试·物理·第 7 页】2024 年甘肃省西北师大附中高三一模诊断考试参考答案
物 理
一、二、选择题（共 43 分,1-7题为单选,每题 4 分;8-10 题为多选,全对 5 分,选对但不全得3分，不选
或错选得0分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D C D B C BC CD BD
三、非选择题（共 57 分。）
11.（6分） BD 丙 3∶1 ω2（或mω2等带ω2即可） 探究F与r的关系时，要先控制m和
ω不变，因此可在 图像中找到同一个ω对应的向心力，根据5组向心力F和半径r的数据，在F-r坐
标系中描点做图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。
12.（8分） 4 68.6 0.42 小
13. （12分）（1）294K；（2）
【解析】（1）传感器示数
对活塞而言
故 时封闭气体的压强
，
当传感器示数为0，封闭气体的压强
由查理定律
得
（2）环境温度为 时，力传感器的示数仍为50N，此时封闭气体的压强
， ，
温度上升至 时
，
根据
得
对活塞受力分析
学科网（北京）股份有限公司 — 1 —解得
14.（15分）（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）滑块P从h高滑到底端，根据机械能守恒有
解得
（2）假设Q从圆顶点飞出作平抛运动，则有
，
解得
此时Q在四分之一圆弧最高点有
可知假设正确，Q恰好从圆弧顶点开始做平抛运动，则滑块P从滑下到与Q碰撞前，根据动能定理有
P、Q碰撞过程有
，
解得
， （舍去）
解得
（3）Q从圆弧顶点静止开始下滑，下滑圆心角α时对CD圆轨压力恰为零，再滑入半径为的圆弧轨道，作
图如图所示
学科网（北京）股份有限公司 — 2 —则有
，
解得
根据题干所述有
，
解得
，
15.（16分）（1）见详解；（2） ；（3）
【详解】（1）粒子运动轨迹作图如下
（2）在Ⅰ中
由几何关系，有
在Ⅱ区中，y方向上粒子做匀减速运动，有
且有
，
联立解得
学科网（北京）股份有限公司 — 3 —（3）在Ⅰ区的运动时间
在Ⅱ区的水平分运动
在Ⅰ区内，由几何关系有
解得在磁场中运动总时间
学科网（北京）股份有限公司 — 4 —
