2026届河南省天立教育高三上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2026届河南省天立教育高三上学期开学考试物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了 风力发电模型如图所示等内容，欢迎下载使用。
本试题卷共5页，三大题，15小题，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、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 我国深空探测器采用钚-238（）核电池作为长效能源。其衰变方程为。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸出功为）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（ ）
A. 衰变方程中的X为正电子
B. 探测器在宇宙空间航行时钚-238的半衰期将会变长
C. 的比结合能比的比结合能小
D. γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知衰变释放的X为α粒子，A错误；
B．半衰期由原子核本身性质决定，与环境无关，B错误；
C．衰变过程释放核能，比结合能增大，C错误；
D．由光电效应方程
D正确。
故选D
2. 如图所示，水平面内固定放置两足够长的光滑平行金属导轨AB和CD，在导轨上有垂直导轨放置的完全相同的直导体P和Q，质量均为m，有竖直方向的匀强磁场垂直穿过导轨平面。在直导体P上作用一与导轨平行的水平恒力F，使P由静止开始运动，经一段时间t，P向右的位移大小为x，P和Q还没有达到稳定状态，此时P和Q的瞬时速度分别是和，瞬时加速度分别为和，这一过程直导体P上产生的热量为E，两直导体始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。则关于这一过程，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．直导体P和Q所受安培力大小相等、方向相反，视为内力，则外力对系统的冲量等于系统动量的变化量，即
故A正确；
B．对直导体P和Q，分别由牛顿第二定律有，
得
故B错误；
CD．外力对系统做功等于系统动能的增加量与热量之和，即
故CD错误；
故选A。
3. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个规格相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 图1中，闭合，逐渐变亮
B. 图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C. 图2中，断开瞬间，通过中的电流与断开前相反
D. 图2中，变阻器R的阻值大于的阻值
【答案】C
【解析】
【详解】A．图1中，闭合，立刻变亮，选项A错误；
B．图1中，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合，电路稳定后，中电流小于中电流，选项B错误；
C．图2中，断开瞬间，原来通过的电流立刻消失，而由于线圈L2产生自感电动势阻碍电流的减小，则L2相当于电源，在与以及R中形成新的回路，则通过中的电流与断开前相反，选项C正确；
D．图2中，因为最终与的亮度相同，可知变阻器R的阻值等于的阻值，选项D错误。
故选C。
4. 某种元素的光谱线如图所示，其中红光和蓝光相比，在真空中红光具有较大的（ ）
A. 波长B. 速度C. 频率D. 能量子
【答案】A
【解析】
【详解】B．在真空中红光的波速等于蓝光的波速，为光速，故B错误；
AC．红光的频率比蓝光的频率低，根据
可知在真空中红光的波长较大，故A正确，C错误；
D．红光的频率比蓝光的频率低，根据
可知红光的能量比蓝光的能量小，故D错误。
故选A。
5. 收音机的调谐电路由自感线圈和可变电容器组成，某时刻线圈中磁场方向如图所示，电容器的下极板带正电。下列说法正确的是（ ）
A. 此时电容器正在充电，电荷量增加
B. 振荡电流正增大，磁场能增强
C. 若在线圈中插入铁芯，调谐电路的固有频率将增大
D. 若减小电容器两板正对面积，调谐电路的固有频率将减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据安培定则判断线圈的电流方向，根据电场方向与电流方向相同，可知电容器充电；电容器充电，电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能转化为电场能；由题图中磁场的方向，根据安培定则可知电流由电容器上极板经线圈流向下极板，由电场方向可知，下极板是正极，故此时电容器正在充电，电荷量增加，故A正确；
B．由于电容器正在充电，则电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，故B错误；
C．插入铁芯，自感系数L增大，根据可知固有频率减小，故C错误；
D．根据平行板电容器公式
若减小电容器两板之间的正对面积，电容减小，根据可知频率增大，故D错误。
故选A。
6. 风力发电模型如图所示。风轮机叶片转速为m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（ ）
A. 单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为
B. 经升压变压器后，输出交变电流的频率高于mn
C. 变压器原、副线圈的匝数比为
D. 高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好
【答案】C
【解析】
【详解】A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积
气体质量
动能
故A错误；
B．发电机线圈转速为mn，则
频率
经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为，故B错误；
C．变压器原线圈两端电压最大值
有效值
则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；
D．考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，M、N端接正弦式交变电流，理想变压器原、副线圈的匝数比为，均为定值电阻，，负载反映到原线圈的等效电阻（图中虚线框内的等效电阻）为，各电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈的等效电阻与固定电阻的阻值之比为
B. 定值电阻的电压与原线圈两端的电压之比为
C. 定值电阻和的电压之比为
D. 若M、N端输入电压变为原来的，则两表读数均变为原来的
【答案】B
【解析】
【详解】A．原副线圈的功率相同，则有
即
则
故A错误；
B．原线圈的等效电阻与固定电阻的阻值相等，两者串联，通过的电流相等，根据
可知定值电阻的电压与原线圈两端的电压相等，比值为1:1，故B正确；
C．定值电阻和的电压之比为
故C错误；
D．若M、N端输入电压变为原来的，原线圈的等效电阻不变，则原线圈的电流变为原来的，副线圈的电流也变为原来的，由欧姆定律可知副线圈的电压变为原来的，则两表读数均变为原来的，故D错误。
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分。
8. 英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔后，根据实验结果提出了原子的核式结构学说。如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当α粒子靠近金原子核时，α粒子将受到金原子核的斥力作用，而α粒子的曲线运动的轨迹总是弯向受力的一侧，A错误、B正确；
CD．α粒子和原子核都带正电，α粒子离核越近所受斥力越大，偏转角度越大，C错误、D正确。
故选BD。
9. 回旋加速器主要结构如图，两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中，两盒间的狭缝宽度很小，粒子通过时间不计。粒子源S位于金属盒的圆心处，产生的粒子初速度可以忽略。现用回旋加速器分别加速两种不同的粒子a、b，a、b的质量之比为，电荷量之比为，已知加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。不计粒子受到的重力，则（ ）
A. 要使两粒子a、b每经过窄缝都被加速，交变电压的频率相同
B. 两粒子a、b所能达到的最大动能不相等
C. 两粒子a、b在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比
D. 两粒子a、b在磁场中运动的时间之比
【答案】CD
【解析】
【详解】A．带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等时，实现对粒子同步加速，粒子在磁场中运动周期，与粒子的速度无关，交变电场的周期也为，频率为
因两粒子a、b比荷不相同，所以要使两粒子a、b每经过窄缝都被加速，交变电压的频率应不相同，故A错误；
B．当粒子恰好从D型盒的出口处飞出时，速度最大，由公式
可得粒子最大动能
可得两粒子最大动能之比等于，两粒子所能达到的最大动能相等，故B错误；
C．设粒子电荷量为，则粒子每加速一次增加的动能为，粒子能达到的最大动能为
得加速的次速为
可得两粒子在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比为2：1，故C正确；
D．粒子在磁场中每运动一周，加速两次，可得粒子在电场中加速的次数为
则粒子在磁场中运动的时间
显然，可知两粒子a、b在磁场中运动的时间之比为 1 ： 1，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值R的定值电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒从静止开始运动，已知导体棒最大速度为，导体棒从开始运动到刚好达到最大速度过程的位移为x，则下列说法正确的是（ ）
A. 力F的大小等于
B. 当导体棒速度为v时（），导体棒的加速度的大小为
C. 导体棒开始运动到刚好达到最大速度所用时间为
D. 导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程中，电阻R的产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．当导体棒速度为v时，有
联立可得
解得
当a=0时，速度达到最大，可得恒力F的大小为
故A错误，B正确；
C．导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程，由动量定理可得
又因为
解得
故C正确；
D．导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程中，由功能关系可得
则电阻R产生的热量为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
（1）主要操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出图线。如果该图线为直线且反向延长线过坐标原点，就说明气体压强与体积成______（选填“正比”或“反比”）。
（2）关于该实验的操作，下列说法正确的是______（填写选项前的字母）
A.实验中一定要测量空气柱的横截面积
B.实验中一定要测量环境温度
C.为了减小实验误差，在活塞上均匀涂抺润滑油，主要是为了避免漏气
D.为方便推拉活塞，应用手握紧注射器再推拉活塞
（3）某次实验中，一实验小组做出的图像如图乙所示，图线发生弯曲，造成该现象的原因可能是______。
【答案】 ①. 反比 ②. C ③. 气体温度升高
【解析】
【详解】（1）[1]作出图线，该图线为直线且反向延长线过坐标原点，就说明气体压强与体积成反比。
（2）[2]A．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，
故A错误；
B．本实验探究采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，故温度保持不变即可，不须测量，B错误；
C．涂润滑油主要是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，也可以减小摩擦，故C正确；
D．手握紧活塞会导致温度的变化，从而影响实验，D错误。
故选C。
（3）[3]一实验小组做出的图像的图线发生向上弯曲，造成该现象的原因可能是气体温度升高所致。
12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，请按要求完成相关实验内容。
（1）在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
①如图1所示，某同学先用游标卡尺测量单摆1的摆球直径为__________mm，再用秒表记录了此单摆30次全振动所用的时间如图2所示，则时间为__________s；
②另一同学将单摆固定在铁架台上，使其做小角摆动（摆动路径如图3中虚线所示），通过位移传感器得到了摆球位移随时间的变化曲线，已知摆长0.64m，根据图3中的信息可得，重力加速度g=__________m/s2。（结果保留两位有效数字，π2=9.86）
（2）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验室提供一个可拆变压器，某同学用匝数为na=80匝的A线圈和匝数为nb=160匝的B线圈构成一个变压器来做电压与匝数关系的实验，实验测量数据如下表，
根据测量数据可判断该同学在做实验时，原线圈是__________（填“A线圈”或“B线圈”）
【答案】（1） ①. 21.25 ②. 58.5 ③. 9.9
（2）B线圈
【解析】
【小问1详解】
①[1][2]用游标卡尺测量单摆1的摆球直径为21mm+0.05mm×5=21.25mm
再用秒表记录了此单摆30次全振动所用的时间为58.5s；
②[3]摆动周期T=1.6s摆长L=0.64m，根据
可得
【小问2详解】
若是理想变压器，则满足
考虑到实际变压器有“铜损”和“铁损”，则输出电压偏小于理想值，则根据测量数据可判断该同学在做实验时，原线圈是B线圈。
13. 在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气前球内气体忽略不计），充气后每个气球体积为10L，球内气体压强为1.5×105Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，求：
（1）用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少；
（2）氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104Pa时发生爆裂，此时气球上升了3km。已知气球释放处大气温度为300K，大气压强为1.0×105Pa，高度每升高1km，大气温度下降6℃，大气压强减小1.1×104Pa，则氦气球爆裂时体积为多少。
【答案】（1）；（2）15L
【解析】
【详解】（1）已知
，，，，
设充气后罐内剩余气体压强为，则
解得
（2）升至3000m高空时，气球内气体温度
T=300K-18K=282K
此处大气压强
气球胀裂时内外压强差
可得球内气体压强
对气球内气体研究，根据理想气体状态方程
解得气球爆裂时体积
14. 如图所示，坐标平面内有过点P（0，d）、Q（d，0）和坐标原点的圆形虚线边界，边界内存在垂直纸面向外的匀强磁场I，直角三角形QMN虚线边界内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场II，QM与x轴垂直。一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）从P点以初速度v0沿x轴的正方向射入I，从Q点射出，粒子射入II后从N点射出，射出时的速度与MN相切，求；
（1）磁场I的磁感应强度大小以及粒子从P到Q的运动时间；
（2）M、N两点之间的距离。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可得，带电粒子在匀强磁场I中的运动轨迹如下图所示
由几何知识可知
解得
由
综合解得
粒子从P到Q的运动时间为
（2）由数学知识得粒子在Q点的速度与x轴的夹角为60°。过Q、N分别作速度的垂线，交点O2为粒子在II中运动轨迹的圆心，如下图
由几何关系可得，是正三角形，。由
可得粒子在磁场II中做圆周运动的轨迹半径为
由几何关系可得
，
综合解得
15. 如图所示，一倾角θ=37°的光滑绝缘斜面固定在水平面上，底边宽L=1.0m，现将一质量m=0.25kg的导体棒通过细软导线接入电路中，当在斜面范围存在一垂直斜面向下的匀强磁场时，导体棒恰好能水平静止在斜面上，且图中标称为（4V，8W）的小灯泡也能正常发光，已知图中电源电动势E=8.0V，内阻r=1.0Ω，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，试求：
（1）小灯泡额定电流和通过电源的电流；
（2）金属棒受到的安培力F大小；
（3）磁场的磁感应强度B大小。
【答案】（1），；（2）1.5N；（3）0.75T
【解析】
【详解】（1）小灯泡的正常发光时，有
解得小灯泡的额定电流为
通过电源的电流为
（2）导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即
（3）通过导体棒的电流
导体棒受到的安培力为
解得磁场的磁感应强度B大小为
A线圈两端电压Ua/V
1.80
2.81
3.80
4.78
B线圈两端电压Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98