北京市第十九中学2026-2027学年高三上学期8月开学考试物理试卷

**基本信息** 高三开学物理试卷，涵盖力学、电磁学、热学等模块，以“太空加油”“磁单极子”等科技情境和实验探究为特色，注重物理观念建构与科学思维提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14/42|核反应、理想气体、光电效应、变压器、简谐横波等|结合自感现象、电磁阻尼等情境，考查运动与相互作用观念| |非选择题|6/58|实验（螺旋测微器、平抛运动、折射率测定）、计算题（卫星能量、电磁感应、碰撞）|实验题注重科学探究能力，计算题以椭圆轨道卫星、磁单极子等整合能量观念与科学推理|

北京市第十九中学暑假开学考试答案 2026.8 物理 第一部分 本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一 1C 2A 3D 4B 5A 6C 7B 8C 9B 10D 11D 12C 13B 14C 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15．（8 分） （1）3.273~3.276 （2） ， 4√𝑔𝑙 （3）CD 16．（10 分） （1）1.45，1.50 （4 分） （2）偏小（3 分） （3）C（3 分） 1 1 学科网（北京）股份有限公司 17．（9 分）（1）小球 1 从 A 到 B，由动能定理有 m1gR= 2 m v 2 在 B 点，N-m1g= 1 0 ， N=12N R m1v02，则 v0=4m/s 由牛顿第三定律小球 1 到达圆弧轨道底端 B 点时对轨道的压力大小 F=12N （2） 小球 2 平抛过程：h= 1 2 gt2，v2= x t =4m/s 碰撞过程动量守恒：m1v0= m1v1+m2v2 所以碰撞后小球 1 的速度 v1=3m/s 1 （3） E 损= 2 m1v02 -（ 1 2 m1v12+ 1 2 m2v22）=0.6J 18．（9 分）（1）当 F=F +mgμ 即 F =2mg 时，有最大速度 v ，F =BIL，则 I 2mg 安 安 m 安 BL E=I（R+r） 2mg R r）= （ BL 且 E=BLvm 解得 vm = 2m（g R r） B2 L2 1 （2） 从静止到金属棒达到的最大速度过程，根据动能定理有 W 安+（-fx）+Fx = 2 1 mvm2 Q=-W 安= Fx-fx - 2 mvm2 2m3g（2 R r）2 解得 Q=2mgx - B4 L4 （3） 从静止到金属棒达到的最大速度的过程 i q ， q it t BLv t BLx R r R r 解得 q q BL x BLx R r R r 19. （10 分） （1） ①根据题意，磁单极子的磁场线分布与点电荷的电场线分布相似，磁感线从 N 极出发，回到 S 极，可得磁单极子N 极的磁场分布如图所示 ②设带电粒子的质量为 m ，其轨迹上任意一点和磁单极子的连线与竖直方向的夹角为 ，做出带电粒子的受力分析如图所示 根据左手定则可知该粒子带正电。由几何关系可得 tan R d 根据力的矢量关系可得 mg tan F合 由牛顿第二定律有联立以上各式解得 4 2 F合 m T 2 R R T gd 2 （2） ①根据磁通量的定义，类比磁通量的计算公式，可得通过球冠的电通量 E S k Q 2rh 2khQ E r2 r ②分别以q1 、q2 为球心，取一半径为r0 的很小的球面，对应的球冠面积可以分别表示为 S 2 r0 r0 (1 cos ) S 2 r0 r0 (1 cos ) 穿过两个球面的电通量分别为 k q1 2r r (1 cos ) E 2 0 0r k q2 2r r (1 cos ) E 2 0 0r 0 由于电场线都是从正电荷出发回到负电荷，则在很小的球面上的球冠上的电通量相等，有 k q1 2r r (1 cos ) k q2 2r r (1 cos ) r2 0 0 r2 0 0 整理可得 0 0 q1 1 cos q2 1 cos 20. （12 分） （1） 由题可知，卫星在 B 点的引力势能为 （2） 由题可知，卫星在 A 点的引力势能为则卫星从A 到B 的过程中，万有引力所做的功为 （3） 由图乙可知， 与的线性关系为则卫星的动能为 卫星的机械能为 可见卫星的机械能 E 与 r 无关，卫星的机械能守恒，其动能与引力势能之和为 $ 北京市第十九中学高三暑假开学考试 2026.8 物理 第一部分 本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列核反应方程中，括号内的粒子为电子的是 A． B． C． D． 2. 烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体 A. 气体的温度升高，分子的数密度减小，压强不变 B. 气体的温度升高，每个气体分子的动能都增大 C. 气体的体积增大，其内能一定减小 D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 3. 用甲、乙两束不同的单色光，分别照射同一光电管得到两条光电流 I 与电压 U 之间的关系曲线，如图所示。下列说法正确的是 A．两束光在从水进入空气时频率均改变 B．在水中，甲光的波长比乙光的波长小 C．在真空中，甲光的传播速度比乙光的传播速度大 D．从水射向空气时，甲光全反射的临界角大于乙光的临界角 4. 如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有 R＝55Ω 的负载电阻，原、副线圈的匝数比为 4:1。下列说法正确的是 A．副线圈电压的最大值为 55V B．原线圈的输入功率为 55W C．通过电阻 R 的交变电流的频率为 100Hz D．穿过原、副线圈的磁通量之比为 4:1 5. 按如图所示连接电路，电源内阻不可忽略。先闭合开关 S，电路稳定后小灯泡 P 正常发光。然后断开开关 S，小灯泡 P 闪亮一下再熄灭。已知自感线圈 L 的直流电阻为 RL，小灯泡 P 正常发光时电阻为 RP。下列说法正确的是 A．RL<RP B．闭合开关S 时，P 立即发光并且亮度逐渐增强直到正常发光 C．闭合开关，电路稳定后，P 中电流大于 L 中电流 D．断开开关S 的瞬间，小灯泡 P 中的电流方向为 a→b 1 学科网（北京）股份有限公司 6. 一列简谐横波沿 x 轴传播，t＝0 时刻的波形如图 1 所示，a、b、c 是介质中的三个质点。图 2 是质点 b 的振动图像。下列说法不．正．确．的是 A. 该波的波速为 10m/s B. 该波沿 x 轴负方向传播 C．0.3~0.5s 内，质点 b 的加速度一直增大 D． 0~0.2s 内，质点 b 通过的路程为 4cm 7. 水平传送带匀速运动，将物体（可视为质点）无初速度地放在传送带上 A 点，一段时间后物体随传送带一起匀速运动，最终到达 B 点。已知传送带运行的速率为 v，物体与传送带之间的动摩擦因数为 μ，下列说法正确的是 A. 刚开始物体相对传送带向前运动 B. 仅增大 μ，物体做加速运动的位移变小 C. 仅增大 v，物体与传送带因摩擦产生的热量相同 D. 仅增大 μ，物体从 A 点运动到 B 点的过程中可能一直受摩擦力 8. 轻轻拨动一个铜盘可以使其长时间地绕 OO′轴顺时针（俯视图）自由转动。如果在铜盘转动时把蹄形磁体的两极（上面是 S 极、下面是 N 极）放在铜盘的边缘（但并不接触），如图所示，铜盘可以在较短的时间内停止转动。关于铜盘逐渐停止转动的过程，下列说法正确的是 A．铜盘的发热功率不变 B．铜盘边缘的电势低于铜盘圆心处的电势 C．若仅增强磁体的磁性，铜盘运动时间将变短 D．若使磁体绕 OO′轴与铜盘同向转动，铜盘一定会越转越快 9. 2025 年 2 月，实践 25 号卫星成功为北斗 G7 卫星加注推进剂，完成了人类航天史上首次“太空加油”。已知北斗 G7 卫星在地球同步静止轨道绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 北斗 G7 卫星的运行周期小于地球赤道上绕自转物体的运行周期 B. 北斗G7 卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度 C. 北斗G7 卫星的运行速度小于地球赤道上随地球自转物体的线速度 D. 加注燃料前，北斗 G7 卫星受到稀薄大气阻力，高度降低，线速度减小 10. 把一个小球放在如图所示的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。关于小球的运动，下列说法正确的是 A．半径越大，小球受到的合力越大 B．半径越大，小球向心加速度的大小越大 C．半径越大，小球转速越大 D．半径越大，转动半圈小球受到的合力的冲量越大 11. 一根不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮，绳的两端分别系有小球 A 和 B。用手托住 B 球，当绳刚好被拉紧时，B 球离地面的高度为 h，A 球静止于地面，如图所 示。已知 B 球的质量是 A 球的 k 倍（k＞1），忽略一切摩擦和空气阻力。B 球从释放至刚好落地的过程中，下列判断正．确．的是 A．A球和B球组成系统的机械能守恒 B．A球上升过程的速度大小小于B球下落过程的速度大小 C．A球加速度的大小小于B球加速度的大小 D．k 值越大，B 球运动的加速度越接近 g 12. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于 M、N 两点上，E、F 是 MN 连线中垂线上的两点，O 为 EF、MN 的交点，且 EO＝OF。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从 E 点运动至 F 点的过程中，下列说法正．确．的是 A．E 点和 F 点的电势不相等 B．电子的加速度可能始终不变 C．电子的动能可能不变 D．电子只能沿 MN 连线中垂线做往复运动 13. 空间中存在一方向未知的匀强电场，一质量为 m，电荷量为 q 的带负电的小球，从竖直平面内 a 点以速度 v0 沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的 b、c 两点，其中 a、c 两点在同一条竖直线上。小球运动至 b 点时的速度方向竖直向下，其大小为 v0。已知重力加速度为 g，不计空气阻力，下列说法正确的是 A. 小球从 a 点运动至 b 点的时间小于其从 b 点运动至 c 点的时间 B. 小球运动至 c 点时的速度大小为 C. 小球从 a 点运动至 c 点的整个过程中，其所受重力做功不可能为 D. 小球从 a 点运动至 c 点的整个过程中，其所受重力做功不可能为 14. 如图 10 甲所示，有些昆虫可以停在水面上，这说明水的表面张力使液体表面绷紧从而 “抬起”了昆虫。液体的表面张力会使得液体表面总处于绷紧的状态，力的方向总沿着液面（或其“切面”），并垂直于液面的分界线。其大小与液面边界线的长度成正比，即 ，式中 F 表示在长为 l 的边界线上作用的表面张力、为液体的表面张力系数， 由液体的种类及其温度决定。一种简单的测量水的表面张力系数的方法如图 10 乙所示，在一弹簧秤下端悬挂一只细圆环，先放下圆环使之浸没于水中，然后缓慢提升弹簧秤。待圆环被拉出水面一定高度时，圆环下方会形成一段环形水膜。通过弹簧秤示数 F，细圆环的半径 r 与其质量 m，可以求出水的表面张力系数。 甲 乙 丙图 10 肥皂泡形成后，其肥皂膜内外表面的表面张力要使肥皂泡缩小。当其大小稳定时，其内部空气的压强要大于外部的大气压强，以抵消这一收缩趋势，如图 10 丙所示为部分区域的压强示意图。已知球形肥皂泡的半径为 R，重力加速度为 g，下列说法正确的是 A. 昆虫停在水面时，水的表面张力对昆虫的合力竖直向下 B．在国际单位制中，液体的表面张力系数 的单位是kg·s-1 C. 通过图 10 乙所示方法可以测得水的表面张力系数 D. 对确定肥皂液，球形肥皂泡内外的压强差与泡半径成正比 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15．（8 分） （1） 某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径为 mm。 图 1 （2） 某同学在“探究平抛运动的特点”实验中，通过采集数据后得到部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为 ，小 球运动到P2时的竖直方向的速度大小为 。 图 2 （3） 某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图 3 所示，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后图 3 在白纸上确定玻璃砖的界面 aa′和 bb′。O 为直线 AO 与 aa′的交点。在直线 OA 上竖直地插上 P1、 P2 两枚大头针。 该同学接下来要完成的必要步骤有 。 A. 插上大头针 P3，使 P3 仅挡住 P2 的像 B. 插上大头针 P4，使 P4 仅挡住 P3 C. 插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1 的像和 P2 的像 D. 插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像 16．（10 分） 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，在电路中加了一个保护电阻 R0=1Ω，根据如图 1 所示电路图进行实验。 R0 图 1 图 2 （1） 根据实验测得的 5 组数据画出的 U—I 图线如图 2 所示，则干电池的电动势 E＝ V ，内阻 r＝ Ω 。（结果保留 3 位数字） （2） 在本实验中，由于电压表和电流表不是理想电表，干电池内阻的测量值 。 （选填“偏大”或“偏小”） （3） 某同学设计了另一种实验方案。利用电阻箱、电流表等实验器材测量电池 a 的电动势 Ea 和内阻 ra，实验装置如图甲所示。调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱 阻值 R 和电流 I 的数据，得到图乙所示的关系图线 a。重复上述实验方法测量电池 b 的电动势 Eb 和内阻 rb，得到图乙中的图线 b，由图线可知（ ） 图 3 图 4 A. Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＜Eb，ra＜rb C．Ea＜Eb，ra＝rb D．Ea＝Eb，ra＜rb 17．（9 分）如图所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道，O 点是其圆心，半径 R=0.8m， OA 水平、OB 竖直，轨道底端 B 与光滑平直轨道 BC 平滑相接。轨道底端距水平地面的高度 h=0.8m。从轨道顶端 A 由静止释放一个质量为 0.4kg 的小球 1，小球到达轨道底端 B 后进入平滑轨道，并在 C 点与另一质量为 0.1kg 的小球 2 发生碰撞，碰撞后从 C 点飞出并落在地面上，小球 2 平抛运动的水平位移为 1.6m。忽略空气阻力，重力加速度 g=10m/s2。求： （1） 小球 1 到达圆弧轨道底端 B 点时对轨道的压力大小。 （2） 碰撞后小球 1 的速度大小。 （3） 碰撞过程小球 1 和小球 2 体系损失的能量。 18．（9 分）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，两条平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为 L，左端接有阻值 R 的电阻。一质量为 m、阻值为 r 的金属棒 MN 放置在导轨上，金属棒与金属导轨的动摩 擦因数为 0.5。对金属棒施加大小为 2.5mg 水平向右的拉力 F，使金属棒由静止开始运动，金属棒向右移动 x 后恰好达到最大速度。求： （1） 金属棒达到的最大速度 vm。 （2） 从静止到金属棒达到最大速度的过程，整个电路产生的电热 Q。 （3） 从静止到金属棒达到最大速度的过程，通过金属棒的电量 q。 19. （10 分）法拉第提出场的概念，并且用场线直观地描绘了场，场线的疏密程度表示场的强弱，场线上每一点的切线方向表示场强的方向。 （1） 狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，与点电荷的电场线分布相似。如图所示，若空间中有一固定的N 极磁单极子，一带电微粒 Q 在其上方沿顺时针方向（俯视）做匀速圆周运动，运动轨迹的圆心 O 到磁单极子的距离为 d，运动周期为 T，重力加速度为 g。 ①在图中画出N 极磁单极子周围的磁感线； ②分析该微粒带正电还是负电，并求出该微粒运动轨迹的半径 R。 （2） 场的通量可以描述场线的数量，在研究磁场时我们引入了磁通量 ，定义磁通量 BS ，其中 B 为磁感应强度，S 为垂直于磁场的面积。 ①如图所示，真空中存在电荷量为 Q 的正点电荷，以点电荷为球心，做半径为 r、高度为 h 的球冠，已知真空中静电力常量为 k，球冠的表面积为2 rh ，请类比磁通量的定义，求通过球冠的电通量 E ； ②真空中存在两个异种点电荷+q1 和-q2，图中曲线为从+q1 出发，终止于-q2 的一条电场 线，该电场线在两点电荷附近的切线方向与两电荷的连线夹角分别为 α 和 β，求两点电荷 的电荷量之比 q1 。 q2 20．（12 分）在力学中，重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，因此可以引入重力势能的概念。类似地，万有引力做功同样与路径无关，只与卫星到中心天体的距离 有关，因此也可以引入引力势能。取两物体相距无穷远时引力势能为 0，质量为 和 的 两物体相距为 r 时，引力势能表达式为，其中 G 为万有引力常量。 如图甲所示，某卫星绕地球的轨道为一椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，O 点为椭圆的中心。已知地球和卫星的质量分别为 M、m。设椭圆轨道的半长轴为 a，焦点到中心 O 点的距离为 c。A、B 分别为长轴端点和短轴端点。由椭圆的定义可知，B 点到地球的距离为 a。 (1) 求卫星在 B 点时的引力势能 ； (2) 求卫星从 A 点运动到 B 点的过程中，万有引力所做的功； (3) 如图乙给出了该卫星在运动过程中速率平方v2与到中心天体距离倒数的关系图像。请你结合图像，通过推理论证该卫星在运动过程中动能与引力势能之和是否守恒。若不守 恒，说明理由；若守恒，求出该卫星在运动过程中的动能与引力势能之和。 $