精品解析：天津市第二南开学校2026-2027学年高三上学期开学考物理试卷

高三物理学科开学考 一、选择题（1—5题只有一个选项正确，6—8题有多个选项正确） 1. 首先揭示原子结构复杂性的物理实验或现象是 （　　） A. 电子的发现 B. α粒子散射实验 C. 黑体辐射 D. 光电效应 【答案】A 【解析】 【详解】电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。 故选A。 2. 如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，光的传播速度较大 B. 通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大 C. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小 D. 用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由 知b光的传播速度小，A错误； B．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据 a光相邻条纹间距大，B正确； C．由临界角公式 a光的折射率小，a光的临界角大，C错误； D．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄， D错误。 故选B。 3. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周运动；B、C是同一平面内两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球静止卫星。已知第一宇宙速度为v，物体A和卫星B、C的线速度大小分别为，，，周期大小分别为，，，则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．地球赤道上的物体与静止卫星具有相同的角速度，所以 根据公式 C的线速度大于A的线速度。 根据 得 可知B的线速度大于C的线速度，但均小于第一宇宙速度，故A错误，B正确； CD．卫星C为静止卫星，所以 根据 得 得C的周期大于B的周期，故CD错误。 4. 如图所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在同一条竖直线上的A､B间做简谐运动,O为平衡位置,C为AO的中点,已知OC=h,振子的周期为T,某时刻物体恰好经过C点并向上运动,则从此时刻开始的半个周期时间内,下列说法错误的是( ) A. 重力做功2mgh B. 重力的冲量大小为mgT/2 C. 合外力的冲量为零 D. 合外力做功为零 【答案】C 【解析】 【详解】由题意知半个周期后,振子将运动到C点关于O对称的位置,且正在向下运动,故重力做功WG=mg·2h=2mgh,重力冲量IG=mgt=mg·,根据动量定理,合冲量I合=Δp=mv-(-mv)=2mv不为零,合外力做功由动能定理得W=ΔEk=0,故错误的只有C选项. 5. 如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（ ） A. 光子a的能量大于光子b的能量 B. 光子a的波长小于光子b的波长 C. 光子a不能使处于能级的氢原子电离 D. 若a为可见光，则b有可能为紫外线 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为 从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为 可知光子a的能量小于光子b的能量，A错误； B．由 可知光子a的频率小于光子b的频率，光子a的波长大于光子b的波长，B错误； C．由于 光子a的能量大于处于能级的氢原子的电离能，可能使处于能级的氢原子电离，C错误； D．由于光子a的频率小于光子b的频率，若a为可见光，则b有可能为紫外线，D正确。 故选D。 6. 下列说法正确的是（　　） A. 某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个 B. 核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去 C. 氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率不一定等于入射光的频率 D. 铀核裂变的核反应方程为UBaKr+n 【答案】BC 【解析】 【详解】A．半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义，故A错误； B．根据爱因斯坦质能方程，可知核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去，故B正确； C．能级跃迁发生在两个定态之间，氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时可能放出多种频率的光子，不一定等于入射光的频率，故C正确； D．铀核需要中子撞击才能发生核裂变，故D错误。 故选BC。 7. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（　　） A. 质点a比质点b先回到平衡位置 B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向 C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值 D. 在t=0.8s时，质点d的加速度达到沿y轴负方向最大值 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．波沿x轴正方向传播，则质点a、b的振动方向均沿y轴正方向，则质点b比质点a先回到平衡位置，故A错误，符合题意； B．在t=0.4s=T时，质点回到原来的位置，即b的速度方向沿y轴正方向，故B错误，符合题意； C．在t=0.6s=1T时，质点c到达波峰，速度为零，故C错误，符合题意； D．在t=0.8s=2T时，在t=0时刻的x=0.05m处的波峰恰传到d点，此时质点d在波峰位置，它的加速度达到沿y轴负方向最大值，故D正确，不符合题意。 故选ABC。 8. 如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示，则（ ） A. 两次时刻线圈平面与中性面重合 B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为 C. 曲线a表示的交变电动势频率为 D. 曲线b表示的交变电动势有效值为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．两次时刻产生的交流电的电动势的瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，故A正确； B．图中、对应的周期分别为和，周期之比为，根据可得转速之比，故B错误； C．曲线对应的周期为，根据解得，故C正确； D．曲线相应的电动势的最大值 曲线相应的电动势的最大值 曲线表示的交变电动势有效值为，故D正确。 故选ACD。 二、实验题 9. 某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律。该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s。其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点。s1是l、3两点的距离，s3是4、6两点的距离，s2是2、5两点的距离。 （1）实验过程中，下列操作正确的有_____________________ A.电磁打点计时器应接在220V交流电源上 B.实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器 C.实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带 D.纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直 （2）测sl、s2、s3后，点2速度的表达式v2=_______________ （3）该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=16.00cm，s3=8.00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为________m，势能减少量为_______m 。（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s2） 【答案】 ①. CD##DC ②. ③. 1.50m ④. 1.57m 【解析】 【详解】（1）[1]A。电磁打点计时器使用的是4 6V的低压交流电，A错误； BC．因为下落时间非常短暂，如果先释放纸带再接通电源，则纸带上打出的点非常少，不利于实验，所以应先接通电源，待打点计时器工作温度稳定后释放纸带，B错误C正确； D．因为实验是竖直方向上的运动，为了减小阻力，纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直，D正确。 故选CD。 （2）[2]2点时1、3之间的中间时刻的点，根据匀变速直线运动平均速度推论可得 （3）[3][4]打5点时是4、6之间的中间时刻的点，故 所以从点2运动到点5过程中，动能增加量为 势能减小量为 10. 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约10kΩ），实验室提供以下器材： A．电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ） B．电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ） C．电流表（量程0~500μA，内阻50Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻0.05Ω） E．电源（电动势14V，内阻不计） F．滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，最大安全电流1A） G．定值电阻R1=50Ω H．定值电阻R2=5Ω I．开关、导线若干 （1）为使测量尽量准确，电表均能接近满偏，电压表选用________，电流表选用________与定值电阻________并联改装（均填器材前的选项序号）。 （2）在方框内画出测量Rx阻值的实验电路图_______。 （3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1） ①. B ②. C ③. G （2） （3）等于 【解析】 【小问1详解】 [1]电源电动势为14V，电压表应选用B。 [2][3]电路最大电流约为，电流表应选择C，应把电流表C改装成量程为1mA的电流表，并联电阻阻值，则定值电阻应选择G，将C与G并联改装成电流表。 【小问2详解】 由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法，改装后的电流表内阻已知，电流表可以采用内接法，定值电阻R2在干路充当保护电阻，实验电路图如图所示 【小问3详解】 电流表内阻已知，该实验设计不存在系统误差，电阻的测量值与真实值相等。 三、计算题 11. 如图，LMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。质量为2kg的小球B与一轻弹簧相连，并静止在水平轨道上，质量为4kg的小球A从LM上距水平轨道高为h=0.45m处由静止释放，在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失，重力加速度g取10m/s2.求： （1）A球与弹簧碰前瞬间的速度大小v0； （2）A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能Ep； （3）A、B两球最终的速度vA、vB的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）设A球质量m1，A球下滑的过程，由动能定理 代入数据可解得 （2）设B球的质量为m2，A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧，当A、B相距最近时，两球速度相等，弹簧的弹性势能最大，设此时A、B的速度为v，由动量守恒得 由能量守恒可得弹簧的弹性势能 联立方程，代入数据可解得 （3）当弹簧恢复原长时，设A、B的速度分别为、之后A、B分离，这也就是它们的最终速度，由动量守恒可得 再根据能量守恒可得 联立两式，代入数据可解得 12. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道．水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触，取。求： （1）金属棒运动的最大速率 ； （2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小； （3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热． 【答案】(1) (2) （3） 【解析】 【分析】 【详解】(1)金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律 解得 (2) 金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，则 由平衡条件可得 金属棒速度为时，设回路中的电流为，则 由牛顿第二定律得 解得 （3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q 根据功能关系 则电阻R上的焦耳热 解得 13. 用下图所示的装置来探究离子源发射离子速度大小和方向的分布情况。x轴上方存在垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、足够长的平行金属薄板M和N组成，其中位于x轴的M板中心有一小孔C（孔径忽略不计），N板连接电流表后接地。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m，电荷量为q的正离子，其速度方向与y轴夹角最大值为60°；且各个方向均有速度大小连续分布在v0至2v0之间的离子射出。已知速度大小为v0、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。未能射入孔C的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽（图中没有画出）。不计离子的重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。 （1）求孔C所处位置的坐标x0； （2）求离子在x轴上落点横坐标的范围及离子在磁场中运动的最长时间t； （3）从孔C进入板间的离子具有不同的速度，若在N与M板之间加可调电压，求电流表示数刚好为0时的电压U0。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 所以孔C所处位置的坐标为 【小问2详解】 速度大小为v′的离子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 当离子速度方向与x轴夹角为150°时，离子打在x轴上最左侧，根据几何关系可知，此时离子打在x轴上的位置坐标为 当离子速度方向沿y轴正方向射出时，离子打在x轴上最右侧，根据几何关系可知，此时离子打在x轴上的位置坐标为 由此可知，离子速度为v0时，左侧最远，离子速度为2v0时，右侧最远，所以离子在x轴上落点横坐标的范围为 离子在磁场中运动周期为 离子以与x轴正方向成150°入射，离子在磁场中运动时间最长，最长时间为 【小问3详解】 如图所示 若离子能在C点进入板间，由几何关系可得 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得不管离子从何角度发射，离子进入电场中竖直方向速度大小为 电流表示数刚好为0时，有， 解得电流表示数刚好为0时的电压为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理学科开学考 一、选择题（1—5题只有一个选项正确，6—8题有多个选项正确） 1. 首先揭示原子结构复杂性的物理实验或现象是 （　　） A. 电子的发现 B. α粒子散射实验 C. 黑体辐射 D. 光电效应 2. 如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，光的传播速度较大 B. 通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大 C. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小 D. 用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽 3. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周运动；B、C是同一平面内两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球静止卫星。已知第一宇宙速度为v，物体A和卫星B、C的线速度大小分别为，，，周期大小分别为，，，则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在同一条竖直线上的A､B间做简谐运动,O为平衡位置,C为AO的中点,已知OC=h,振子的周期为T,某时刻物体恰好经过C点并向上运动,则从此时刻开始的半个周期时间内,下列说法错误的是( ) A. 重力做功2mgh B. 重力的冲量大小为mgT/2 C. 合外力的冲量为零 D. 合外力做功为零 5. 如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（ ） A. 光子a的能量大于光子b的能量 B. 光子a的波长小于光子b的波长 C. 光子a不能使处于能级的氢原子电离 D. 若a为可见光，则b有可能为紫外线 6. 下列说法正确的是（　　） A. 某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个 B. 核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去 C. 氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率不一定等于入射光的频率 D. 铀核裂变的核反应方程为UBaKr+n 7. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（　　） A. 质点a比质点b先回到平衡位置 B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向 C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值 D. 在t=0.8s时，质点d的加速度达到沿y轴负方向最大值 8. 如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示，则（ ） A. 两次时刻线圈平面与中性面重合 B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为 C. 曲线a表示的交变电动势频率为 D. 曲线b表示的交变电动势有效值为 二、实验题 9. 某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律。该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s。其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点。s1是l、3两点的距离，s3是4、6两点的距离，s2是2、5两点的距离。 （1）实验过程中，下列操作正确的有_____________________ A.电磁打点计时器应接在220V交流电源上 B.实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器 C.实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带 D.纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直 （2）测sl、s2、s3后，点2速度的表达式v2=_______________ （3）该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=16.00cm，s3=8.00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为________m，势能减少量为_______m 。（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s2） 10. 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约10kΩ），实验室提供以下器材： A．电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ） B．电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ） C．电流表（量程0~500μA，内阻50Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻0.05Ω） E．电源（电动势14V，内阻不计） F．滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，最大安全电流1A） G．定值电阻R1=50Ω H．定值电阻R2=5Ω I．开关、导线若干 （1）为使测量尽量准确，电表均能接近满偏，电压表选用________，电流表选用________与定值电阻________并联改装（均填器材前的选项序号）。 （2）在方框内画出测量Rx阻值的实验电路图_______。 （3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 三、计算题 11. 如图，LMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。质量为2kg的小球B与一轻弹簧相连，并静止在水平轨道上，质量为4kg的小球A从LM上距水平轨道高为h=0.45m处由静止释放，在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失，重力加速度g取10m/s2.求： （1）A球与弹簧碰前瞬间的速度大小v0； （2）A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能Ep； （3）A、B两球最终的速度vA、vB的大小。 12. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道．水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触，取。求： （1）金属棒运动的最大速率 ； （2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小； （3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热． 13. 用下图所示的装置来探究离子源发射离子速度大小和方向的分布情况。x轴上方存在垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、足够长的平行金属薄板M和N组成，其中位于x轴的M板中心有一小孔C（孔径忽略不计），N板连接电流表后接地。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m，电荷量为q的正离子，其速度方向与y轴夹角最大值为60°；且各个方向均有速度大小连续分布在v0至2v0之间的离子射出。已知速度大小为v0、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。未能射入孔C的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽（图中没有画出）。不计离子的重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。 （1）求孔C所处位置的坐标x0； （2）求离子在x轴上落点横坐标的范围及离子在磁场中运动的最长时间t； （3）从孔C进入板间的离子具有不同的速度，若在N与M板之间加可调电压，求电流表示数刚好为0时的电压U0。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $