甘肃省兰州2024-2025学年高三年级上册第三次诊断考试物理试题（含解析）

2024-2025学年度甘肃省兰州高三第三次诊断考试

物理试题

考试时间：75分钟试卷总分：100分

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.卢瑟福在1919年以a粒子（：He）撞击氮原子核（^N）,产生核反应，该反应生成两种粒子，其中一

种为;7。，则另一种粒子为（）

A.电子B.质子C.中子D.笊核

2.如图所示是一个同学研究某根弹簧所受拉力与伸长量之间的关系图象，关于这根弹簧，下列说法中正确

的是（）

8tF/XKPN

A.弹簧的劲度系数是2N/m6/；

B.弹簧的劲度系数是2X103N/m4/

C.当受到800N的拉力作用时，弹簧的长度是40cm2[//

（）I?34r/X10"1m

D.当弹簧伸长量为20cm时，弹簧产生的拉力是200N

3.如图所示，某空间中存在磁感应强度6随时间大变化的以下四种磁场中，能产生电场但不能产生电磁波

的是（）

伊18

d,

人J；°。匕\Q；<

4.如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射入一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面的入射

角为经过折射后射出到空气中，下列说法正确的是（）

A.a光为红光，6光为蓝光-----、

B.玻璃砖对a光的折射率小于对6光的折射率Z\i\

C.在玻璃砖中，a光的传播速度小于6光的传播速度L________SL^_____J

D.若入射角了逐渐增大，则6光的折射光首先消失，>

5.下列说法正确的是（）

A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动

B.在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加

C.分子间的作用力总是随分子间距减小而增大

D.已知水的摩尔质量为18g/mol和水密度为lg/cm3可估算出Imol水分子的个数

6.如图所示，一定质量的理想气体从状态/变化到状态8该过程中气体内能增加了120J,已知状态力气

体的温度为150。C。下列说法正确的是（）

5

fp/10Pa

AB

0.4

0晨——七一►K/10-3m3

2.04.0

A.气体在状态6时的温度为300°C

B.气体在此过程中吸收了200J的热量

C.状态6气体中每个分子动能与状态A相比较或多或少都有所增加

D.状态6时气体单位时间内对容器壁单位面积上碰撞的分子数为状态A时的一半

7.如图所示是学校通过校门外变压器给学校供电的示意图。两条输电线的总电阻等效为图中的r,为便于

分析，假设所有用电器都是同一规格的电灯，理想变压器的输入电压不变。受疫情影响，校园内工作的用

电器减少为原来的一半，则下列说法正确的是（）

A.变压器的输入功率减小为原来的一半

B.输电线r上损耗的功率减少为原来的1/4

C.工作的同一电灯的电阻比原来略变小

D.工作的同一电灯实际功率比原来略变大

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.由20个国家持续25年、投入数万名科学家倾力合作的詹姆斯•韦伯太空望远镜被成功发射，被送入日

-地拉格朗日4点；如图中的4、4、&、4、4所示为法籍意大利数学家拉格朗日指出的太阳和地球所在

同一平面上的5个拉格朗日点。韦伯太空望远镜位于这个点上，在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎

不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。下列说法正确的是（）

A.韦伯太空望远镜绕太阳运动线速度比地球绕太阳运动的线速度小

B.韦伯太空望远镜绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度

C.韦伯太空望远镜在心点处于平衡状态

D.同一飞行器稳定在4处所受太阳和地球引力的合力比稳定在4处大

9.如图所示，倾角为。=30。的光滑斜面上，质量分别为2m、m的a、b两物块，用一轻弹簧相连，将

a用细线连接在木板上，调整细线使之与斜面平行且使系统静止时，物块b恰与斜面底端的挡板无弹

力，此时弹簧的形变量为X。重力加速度为g,若突然剪断细线，弹簧始终处于弹性限度内，则（）

A.剪断细线瞬间，挡板对物块b弹力为0

B.剪断细线瞬间，物体b的加速度为0.5g

C.剪断细线瞬间，物体a的加速度为g

D.剪断细线后，物块a沿斜面向下运动3x时动能最大

10.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图甲所

示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室（图乙为真空室俯视图），电子在真空室中

做圆周运动，从上往下看，电子沿逆时针方向运动（如图乙所示）。电磁铁线圈中电流的大小、方向可以

变化，产生的感生电场使电子加速。若电磁铁产生的磁场在真空室中为匀强磁场，方向与电子运动平面垂

直，磁感应强度的大小满足关系式：5=比（k为大于零的常数），且在r=0时有一电子从电子枪由静止

释放，设电子的电荷量为e、质量为m,其运动半径为R且保持不变。则下列说法正确的是（）

。真空室。甲俯视图

真空室

俯视图

A.电磁铁产生的磁场方向在甲图中为竖直向下

B,电子的加速度大小为坚

2m

C.电子每转一周合外力的冲量为7?J2乃左e加

D.电子每转周增加的动能为"品火2

三、非选择题：共5小题，共57分。

11.(6分)某同学用图(a)所示的装置验证牛顿运动定律。

电火花打

点।计时修纸带

1r木板

图(a)

(1)下列说法正确的是(填写字母代号)。

A.打点计时器应使用工作电压在6V以下的交流电源

B.实验前，把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力

C.实验时必须满足钩码和滑轮的总质量远小于小车的质量

(2)该同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图(b)所示，图像不过原点的原因是；

若图像与纵轴截距为劭，斜率为k,则小车的质量止该值与小车的实际值相比(选填'偏大”“偏

小”或“相等”)。

12.(8分)某实验小组的同学为了研究某热敏电阻的性质，进行了如下操作。

(1)已知该热敏电阻的阻值随环境温度的升高而增大，小组同学利用伏安法测量了常温以及高温环境

下该热敏电阻的阻值，通过实验数据描绘了该热敏电阻在这两个环境下的/-U图线，如图甲所示，则图

线(填“a”或"b”)对应的是高温环境。

甲

(2)该小组的同学为了进一步研究热敏电阻的特性，设计了如图乙所示的电路。实验时，闭合开关S

并调节滑动变阻器的滑片，读出电流表A1、A2的示数分别为人、12,已知定值电阻的阻值为R。，电流表

A2的内阻为Rg,则热敏电阻的阻值为(用已知物理量符号表示)。

(3)该小组的同学得出了该热敏电阻的阻值关于温度t的关系式为&=15'+£]C。将该热敏电阻

接入如图丙所示的电路中，已知恒压电源的电压为。=9V,定值电阻A=30。，接通电路后，理想电压

表的示数为7V,理想电流表的示数为0.7A,则定值电阻&=。，热敏电阻所在环境的温度为_

丙

13.(12分)如图所示，一定质量的理想气体从状态/变化到状态5,N5的反向延长线过原点。已知气

体在状态/时的压强p=lxl()5pa。气体从状态/变化到状态8的过程中吸收的热量。=1.2X103J,求：

(1)气体在状态2时的体积七；

(2)在气体从状态/变化到状态3的过程中，气体内能的增量/U。

0280420r/K

14.（15分）如图所示，质量M=2kg（含挡板）的长木板静止在足够大的光滑水平面上，其右端挡板固定

一劲度系数k=225N/m的水平轻质弹簧，弹簧自然伸长时，其左端到木板左端的距离L=1.6m,小物块（视

为质点）以大小v0=10m/s的初速度从木板的左端向右滑上长木板，已知物块的质量m=0.5kg,弹簧的弹性

势能Ep=；kx2（其中*为弹簧长度的形变量），弹簧始终在弹性限度内，取g=10m/s2。

（1）若木板上表面光滑，求弹簧被物块压缩后的最大弹性势能Epm；

（2）若木板上表面粗糙，物块与木板间的动摩擦因数口=0.2,请判断物块是否会压缩弹簧，若物块不会

压缩弹簧，求最终物块到木板左端的距离s；若物块会压缩弹簧，求弹簧的最大形变量Xm。

18.（16分）如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，y轴与产d之间，有沿x轴正向的匀强电场，

在第二象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，在x轴上尸（力，0）点，沿了轴正向发射一个质量为m、

电荷量大小为q的带负电粒子，粒子的速度大小为v。，粒子刚好从坐标原点。射出磁场；若只增大粒子的

发射速度大小，使粒子垂直了轴射出磁场，结果粒子在电场中运动gd的距离，速度为零，不计粒子的重

力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

⑵匀强电场的电场强度大小；

（3）继续增大粒子的发射速度大小，要使粒子不能从x=d射出电场，粒子的发射速度最大为多少。

刊x=d

XXX

B

XXX

XMXX

POX

2024-2025学年度甘肃省兰高三第三次诊断考试

物理参考答案

一、单项选择题：

1.B

【详解】根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可知另一种粒子的质量数和电荷数分别为

4=4+14—17=1

Z=2+7—8=l

可知粒子为质子，B正确，ACD错误。

故选B。

2.B

【详解】A、图象斜率的大小表示劲度系数大小，故有k=—=2000N/m.故A错误，B正确；

0.4

C、当受到800N的拉力作用时，弹簧的伸长量是40cm,故C错误；

D、当弹簧伸长量为20cm时，弹簧产生的拉力是F=2xlO3xo.2=4OON,故D错误；

故选：B

3.C

4.C

【详解】ABC.光线。的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得

sin/

n=———

sinz

其中〉是折射角，可知〃光的折射率大；再根据公式

v-

n

可知a光在玻璃中的传播速度小。

而a光的折射率大，说明。光的频率高，根据

c=V

。光在真空中的波长较短，故C正确、AB错误；

D.若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则折射光线。的折射角先达到90。，故。光先发生全反射，折

射光线先消失，故D错误。

故选C。

5.B

【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子在不停地做无规则热运动,

由于固体颗粒是由大量颗粒分子组成的，所以布朗运动并不是悬浮固体颗粒分子的运动，A不符合题意；

B.在绝热过程中，与外界无热交换，根据热力学第一定律可知，外界对物体做功，物体的内能一定增加,

B符合题意；

C.当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，C不符合题意；

D.已知水的摩尔质量为18g/mol和水密度为Ig/cnP可估算出Imol水分子的体积，D不符合题意。

故答案为：Bo

6.B

7.D

二、多项选择题：

8.BD

【详解】据题意知，望远镜与地球同步绕太阳做圆周运动，则公转周期相同，丫=如可知望远镜绕太阳运

动的线速度大于地球绕太阳运动的线速度故A错误；由于望远镜与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，望

远镜的轨道半径大，根据公式。=景「可知，望远镜绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心

加速度，故B正确望远镜所受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，

处于非平衡状态，故C错误；飞行器在乙或4所处所受太阳和地球引力的合力提供做圆周运动的向心力，

4九*2

即电=加条—，在七处的轨道半径比在4处大，所以合力比在4处大，故D正确.

9.AD

【详解】AB.突然剪断细线前，对b受力分析，由平衡条件可得E-mgsm。

剪断细线瞬间，弹簧的弹力不能突变，b的受力状态不变，合力仍为零，则物体b的加速度为0,挡板对物

块b弹力也为零，A符合题意，B不符合题意；

C.突然剪断细线前，对a受力分析，由平衡条件可得工=2机gsin，+4单

可得%=3mgsin6

剪断细线瞬间，弹簧的弹力不能突变，绳子拉力消失，由牛顿第二定律得2机gsin，+4单=2机。

3

解得，a的加速度为a=-gsm0

C不符合题意；

D.剪断细线前，弹簧的形变量为x,可得机gsin£=7^=Ax

剪断细线后，物块a沿斜面向下运动，向下运动x时，弹簧恢复原长，再向下运动x',当加速度为零时,

速度最大，此时满足2机gsin8=Ax'

联立上式可得x'=2x

所以物块a沿斜面向下运动3x时动能最大，D符合题意。

故答案为：AD。

10.BD

三、非选择题：

11.B平衡摩擦力过度y相等

k

【详解】(1)[1]A.电火花计时器的工作电压为220V的交流电压，故A错误；

B.为了使小车所受合力为绳子的拉力，应平衡摩擦阻力即把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车

的阻力及其他阻力，故B正确；

C.由于实验中可通过力传感器读数绳子的拉力即小车的合力，则实验时不用满足钩码和滑轮的总质量远

小于小车的质量，故C错误。

故选B；

(2)[2]由图示图象可知，拉力为零时小车已经产生加速度，说明小车受到的合力大于细线的拉力，这是由于

平衡摩擦力时木板倾角过大、平衡摩擦力过大造成的；

[3][4]由牛顿第二定律可得

F+Mgsin(9-/=Ma

即

a=­F+1gsin-

MI

由图像可知

—=k

M

得

M=-

k

理论为

F=Ma

得

1厂

a=——F

M

由此可知，小车质量与实际时的相等

12.(1)b

⑵M&+4)

(3)17.5；40

【详解】(1)/-U图线的斜率表示电阻的倒数，图甲中图线b对应的阻值大于图线a对应的阻值，所

以图线b对应的为高温环境。

(2)由图乙可知，通过热敏电阻的电流为/碍=/I-，2

热敏电阻两端电压(凡+4)

URA+凡)

则热敏电阻的阻值为&=』=1一-

IRT/1-，2

U9

(3)由图丙可知，流过定值电阻片的电流为/；===二A=0.3A

为3U

又理想电流表示数为0.7A,则通过热敏电阻的电流为以=0.4A

则定值电阻R2的阻值为&=^=看=17.5C

又火T两端电压为2V,则&=工-。=5c

T0.4

代入&=&+和

解得f=40℃

13.【详解】(1)气体从/状态变化到8状态的过程中做等压变化，有

根据图像

K,=lxl0-2m3

7；=280K

TB=420K

解得

=1.5xl0-2m3

(2)气体对外界做的功为

W=p(VB-VA)=500J

根据热力学第一定律，在气体从状态N变化到状态8的过程中，气体内能的增量/U为

AU=Q一印=700J

14.【详解】(1)解：经分析可知，弹簧的弹性势能最大时，物块和木板具有共同速度，设为v,有: