精品解析：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

北京市第十九中学高三暑假开学考试 物理 第一部分 一、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. 【答案】C 【解析】 【详解】A．核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒，括号内粒子质量数为，电荷数为，为中子，故A不符合题意； B．括号内粒子质量数为，电荷数为，为质子，故B不符合题意； C．括号内粒子质量数为，电荷数为，为电子，故C符合题意； D．括号内粒子质量数为，电荷数为，为α粒子，故D不符合题意。 故选C。 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，每个气体分子的动能都增大 B. 气体的温度升高，分子的数密度减小，压强不变 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 【答案】BD 【解析】 【详解】A．用手捂住烧瓶，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个气体分子的动能都增大，部分分子动能可能减小，A错误； B．对液柱进行分析，由于液柱处于水平玻璃管，大气对液柱的压力与烧瓶内气体对液柱的压力平衡，可知气体压强等于大气压强，即气体的压强不变，水柱缓慢向左移动，气体体积增大，分子的数密度减小，B正确； C．理想气体内能只和温度有关，用手捂住烧瓶，烧瓶内的气体温度升高，内能一定增大，C错误； D．液柱缓慢向外移动，气体体积增大，气体对外做功，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，D正确。 故选BD。 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．光的频率由光源决定，光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生改变，故A错误； B．据爱因斯坦光电效应方程 而遏止电压满足 同一光电管逸出功相同，因此遏止电压越大，光的频率越高。从图中可知乙的遏止电压大于甲的遏止电压，可得乙光频率更高，甲光频率更低。频率越小的光，介质对它的折射率越小。根据光在介质中的波长公式 甲光频率更小、折射率也更小，因此甲光在水中的波长比乙光更大，故B错误； C．所有色光在真空中的传播速度都等于光速，甲、乙光的速度相等，故C错误； D．全反射临界角满足公式 甲光的折射率更小，因此对应的全反射临界角更大，即甲光全反射的临界角大于乙光的临界角，故D正确。 故选D。 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．原线圈电压最大值，则副线圈电压的最大值为，故A错误； B．副线圈电压的有效值 原线圈的输入功率为，故B正确； C．原线圈交流电的频率 变压器不改变交流电的频率，则通过电阻R的交变电流的频率为50Hz。故C错误； D．理想变压器无漏磁，共用一个铁芯，可知穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1，故D错误。 故选B。 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 【答案】A 【解析】 【详解】AC．开关断开后，线圈产生自感电动势，相当于电源，该瞬间保持原电流不变，与小灯泡构成回路。小灯泡闪亮了一下，说明此时通过小灯泡的电流大于开关闭合时小灯泡的电流。故开关闭合时的电流关系有 开关闭合时，线圈和灯泡并联，电压相等，根据欧姆定律可知，故A正确，C错误； B．闭合开关S时，P立即发光，线圈由于自感作用，线圈中的电流慢慢增大，可知总电流增大，内阻分压增大，根据可知灯泡分压减小，可知P的亮度逐渐减弱，可知P立即发光并且亮度逐渐减弱直到正常发光，故B错误； D．断开开关后的瞬间，线圈保持原电流不变，与小灯泡构成回路。线圈电流还是向右，所以小灯泡电流从b→a，故D错误。 故选A。 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. 0~0.2s内，质点b通过的路程为4cm D. 0.3~0.5s内，质点b的加速度一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据振动图像可知周期为，t=0时刻的波形如图1所示，波长为，根据可知该波的波速为10m/s，故A正确； B．根据振动图像可知t=0时刻质点b向下振动，根据“上下坡”法可知该波沿x轴负方向传播，故B正确； C．质点b的平衡位置为，波形图有 可知t＝0时刻质点b的位移为 可知质点b的振动方程为 可知时b的位移为 可知质点b通过的路程为，故C错误； D．0.3~0.5s内，质点b的位移变大，根据可知质点b的加速度一直增大，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．无初速度释放物体时，传送带以速度向前运动，物体初始速度为0，因此物体相对传送带向后运动，故A错误； B．物体在滑动摩擦力作用下的加速度，由运动学公式，可得加速位移 仅增大时，加速位移变小，故B正确； C．物体加速时间 此过程传送带的位移 物体的位移 相对位移 摩擦生热 仅增大时，生热会增大，故C错误； D．仅增大，物体的加速度会变大，加速到共速的时间更短，之后物体与传送带无相对运动、不受摩擦力，不可能全程受摩擦力，故D错误。 故选B。 8. 轻轻拨动一个铜盘可以使其长时间地绕 OO′轴逆时针（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 【答案】C 【解析】 【详解】A．在铜盘逐渐停止转动的过程中，角速度减小，感应电动势E减小，感应电流I减小，根据 可知铜盘的发热功率减小，故A错误； B．由图可知，蹄形磁铁N极在下，S极在上，磁场方向竖直向上，铜盘逆时针（俯视图）转动，磁场中从圆心到边缘的导体切割磁感线，由右手定则可知，感应电动势方向由圆心指向边缘，因此铜盘边缘电势高于圆心电势，故B错误； C．仅增强磁体磁性，磁感应强度增大，相同转速下感应电动势更大，涡流更大，电磁阻力更大，铜盘更快停止，运动时间更短，故C正确； D．若磁体和铜盘同向转动，只有当磁体角速度大于铜盘角速度时，铜盘才会加速，此时为电磁驱动；若磁体角速度小于铜盘，铜盘仍受电磁阻力减速，因此铜盘不一定越转越快，故D错误。 故选C。 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随地球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 【答案】B 【解析】 【详解】A．北斗G7是地球同步卫星，运行周期等于地球自转周期，与地球赤道上随地球自转物体的周期相等，故A错误； B．万有引力提供向心加速度，由 可得，地球表面附近重力加速度（为地球半径），同步卫星轨道半径，因此其向心加速度小于地球表面重力加速度，故B正确； C．同步卫星与赤道上随地球自转物体的角速度相同，线速度，同步卫星轨道半径远大于地球半径，因此其运行速度大于赤道上随地球自转物体的线速度，故C错误； D．卫星受稀薄大气阻力高度降低，稳定后由 可得，减小则线速度增大，故D错误。 故选B。 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 【答案】D 【解析】 【详解】AB．漏斗壁与水平方向的夹角为，对小球做受力分析，由平行四边形定则得 显然，小球所受合力和向心加速度与圆周运动半径无关，故AB错误； C．由 得 显然，半径越大，转速越小，故C错误； D．根据可知，小球运动半径越大，则速度越大。小球转动半圈，根据动量定理得 可知，小球运动半径越大，则速度越大，转动半圈小球受到的合力的冲量越大。故D正确。 故选D。 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 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对A、B组成的系统，运动过程中只有重力做功系统的机械能守恒，故A正确； B．轻绳不可伸长，A上升的位移大小始终等于B下落的位移大小，任意时刻两者的速度大小必然相等，故B错误； C．两者位移变化规律完全同步，速度大小始终相等，因此加速度大小也一定相等，故C错误； D．设A的质量为m，则B的质量为km，对整体由牛顿第二定律： 推导得加速度 当k越大时，越趋近于1，加速度就越接近g，故D正确。 故选 AD。 12. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于、两点上，、是连线中垂线上的两点，为、的交点，且。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从点运动至点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 点和点的电势不相等 B. 电子的加速度可能始终不变 C. 电子的动能可能不变 D. 电子只能沿连线中垂线做往复运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个等量正电荷的电场关于连线的中垂线对称，、到点距离相等，处于对称位置，因此、两点电势相等，故A错误； B．加速度是矢量，在中垂线上，点的电场强度为0，从点沿中垂线向两侧无穷远延伸， 点上方电场沿中垂线向上，点下方电场沿中垂线向下，且关于点对称。因此，电子在、两点受到的电场力大小相等、方向相反，根据牛顿第二定律可知，电子在、两点的加速度大小相等、方向相反，电子的加速度发生变化，故B错误； CD．题干仅说明电子从点以某一初速度出发，初速度方向不一定沿中垂线，例如电子在点的速度垂直纸面向外，由于等量同种正电荷的电场线具有对称性，在速度大小合适的情况下，电场力提供圆周运动的向心力，电子可以绕点沿垂直纸面方向做匀速圆周运动到达点，全程电子的动能不变，故电子并非只能沿中垂线做往复运动，故C正确，D错误。 故选C。 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．水平方向小球受恒定的电场力分量，做匀变速直线运动，点水平速度为，点水平速度为0，、在同一竖直线说明到水平总位移为0，因此到的水平位移大小与到相等，由匀变速运动规律可知两段运动时间相等，故A错误； B．竖直方向小球受恒定合外力，做匀变速运动，到竖直速度从0增至，用时为，故竖直加速度 到用时也为，因此点竖直速度 水平方向回到原位置时水平速度大小仍为，因此点速度大小 故B正确； C．当电场力无竖直分量时，竖直方向加速度 到竖直总位移 重力做功 该情况是可能的，故C错误； D．当电场力存在竖直向上的分量，使竖直加速度时，到竖直总位移 重力做功 该情况是可能的，故D错误。 故选B。 14. 如图甲所示，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，式中表示在长为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，细圆环的半径与其质量，可以求出水的表面张力系数。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，重力加速度为，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 C. 通过图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 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图甲可知，昆虫停在液面时，液面凹陷，表面张力方向沿液面切线，其竖直分力向上，与重力平衡。故表面张力对昆虫的合力方向竖直向上，故A错误； B．根据公式 可得 结合国际单位制，的单位是，的单位为 故的单位为，故B错误； C．圆环拉出水膜稳定时，受力平衡。向上的拉力等于圆环重力与水膜向下的表面张力之和。 由于水膜有内外两个表面，有效周长 由于 解得，故C正确； D．取半径为的半个球面，内部压强为，外部为 内部气体给半球面的压力为 由于肥皂膜有内外两层，受力周长长度 故边缘表面张力收缩力为 由受力平衡 可得压强差为 据此公式可知，对于确定的液体（恒定），压强差与半径成反比，故D错误。 故选C。 第二部分 二、本部分共 6 题，共 58 分。 15. 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。 【答案】3.274##3.275##3.276##3.277 【解析】 【详解】由图可知圆柱导体的直径。 16. 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________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由题图可知，到与到的水平距离均为，故两段运动时间相等。在竖直方向上有 根据匀变速直线运动推论有 解得小球从运动到所用的时间为 [2]小球运动到时的竖直分速度为 17. 如图所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，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，甲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P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 【答案】BD 【解析】 【详解】根据实验原理及操作规范可知必需的操作应为插上大头针P3，使P3挡住P1和P2的像，插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选BD。 18. 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。 （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＝_____，内阻r＝____。（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3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4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4中的图线b，由图线可知 A. Ea＞Eb，ra＞rb B. Ea＜Eb，ra＜rb C. Ea＝Eb，ra＜rb D. Ea＜Eb，ra＝rb 【答案】（1） ①. 1.45 ②. 1.50 （2）偏小 （3）D 【解析】 【小问1详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律，本电路满足   因此图线的纵截距等于电源电动势，由图2可得 [2]图线斜率的绝对值 计算得：   已知，因此电源内阻。 【小问2详解】 电流表测量的电流小于干路实际电流，测量得到的内阻实际上是电源内阻与电压表内阻的并联电阻，因此内阻测量值小于真实值，即测量值偏小。 【小问3详解】 对图3电路，由闭合电路欧姆定律 整理得   因此图线中斜率 更陡，斜率更大，因此 得。 令，得交点横坐标，图中两图线延长线交于横轴同一点，说明交点横坐标相同，因此。 故选。 19. 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。 【答案】（1）12N；（2）3m/s；（3）0.6J 【解析】 【详解】（1）小球1从A到B，由动能定理有 m1gR=m1v02 则 v0=4m/s 在B点 N-m1g= 解得 N=12N 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=gt2 v2==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 （3）根据能量守恒 E损=（m1v12+m2v22）=0.6J 20. 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。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当速度达到最大时，加速度为零，根据平衡条件可得 解得 所以 根据闭合电路欧姆定律可得 解得 （2）从静止到金属棒达到的最大速度过程，根据动能定理有 解得 （3）从静止到金属棒达到的最大速度的过程中 解得 21. 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，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，请类比磁通量的定义，求通过球冠的电通量； 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。 【答案】（1）①，②带正电，；（2）①，② 【解析】 【详解】（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，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 根据力的矢量关系可得 由牛顿第二定律有 联立以上各式解得 （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 ②分别以、为球心，取一半径为的很小的球面，对应的球冠面积可以分别表示为 穿过两个球面的电通量分别为 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 整理可得 22. 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。 【答案】（1） （2） （3）守恒， 【解析】 【小问1详解】 由题可知，卫星在B点的引力势能为 【小问2详解】 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 【小问3详解】 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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第十九中学高三暑假开学考试 物理 第一部分 一、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，每个气体分子的动能都增大 B. 气体的温度升高，分子的数密度减小，压强不变 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 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. 0~0.2s内，质点b通过的路程为4cm D. 0.3~0.5s内，质点b的加速度一直增大 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′轴逆时针（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随地球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、两点上，、是连线中垂线上的两点，为、的交点，且。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从点运动至点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 点和点的电势不相等 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，式中表示在长为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，细圆环的半径与其质量，可以求出水的表面张力系数。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，重力加速度为，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 C. 通过图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 二、本部分共 6 题，共 58 分。 15. 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。 16. 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________。 17. 如图所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，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，甲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P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 18. 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。 （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＝_____，内阻r＝____。（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3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4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4中的图线b，由图线可知 A. Ea＞Eb，ra＞rb B. Ea＜Eb，ra＜rb C. Ea＝Eb，ra＜rb D. Ea＜Eb，ra＝rb 19. 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。 20. 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。 21. 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，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，请类比磁通量的定义，求通过球冠的电通量； 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。 22. 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $