2026届山西省长治市第二中学校高三上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2026届山西省长治市第二中学校高三上学期开学考试物理试题（解析版），共20页。
一、选择题（本题共10个小题，共46分。第1-7小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共28分；第8-10小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）
1. 碳14是碳的一种放射性同位素，在多个领域有重要应用，如呼气试验、标记化合物、测量生物基含量等，碳14的衰变方程为 ，半衰期为5730年，下列说法正确的是（ ）
A. X为来自原子核外的电子
B. 比结合能大
C. 该衰变为α衰变
D. 5730年后，100个碳14原子只剩50个
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为，该衰变为β衰变，核内中子转化为质子和电子，故AC错误；
B．衰变后出现射线，有能量释放，知比的结合能大，故B正确；
D．半衰期描述大量原子核统计规律，无法精确预测少量原子的衰变结果，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，水平长杆上套一物块，轻绳穿过光滑圆环连接物块、．某时刻由静止释放、，释放时左侧轻绳与水平方向的夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 、的速度大小始终相等B. 时，的速度最大
C. 时，速度最小D. 向增大的过程中，的机械能一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，、沿绳方向的速度大小始终相等，但、速度大小不始终相等，A错误；
BC．时，在点正下方，速度方向水平，绳子与运动方向垂直，沿绳方向速度为零，故的速度为零，根据系统机械能守恒定律，可知的速度最大，BC错误；
D．向90°增大的过程中，一直向下运动，绳的拉力做负功，故机械能一直减小，D正确。
故选D。
3. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，要增大粒子的最大动能，可增加磁场的大小
B. 乙图中，A极板是发电机的正极
C. 丙图中，重力不计的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是（为磁感应强度，为电场强度），但粒子的电性无法判断
D. 丁图中，若载流子带负电，稳定时C板电势高
【答案】A
【解析】
【详解】A．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，则有
可得粒子的最大动能为
可知要增大粒子的最大动能，可增加磁场的大小，故A正确；
B．乙图中，根据左手定则可知正电荷向B极板偏转，负电荷向A极板偏转，则B极板是发电机的正极，故B错误；
C．重力不计的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器，根据受力平衡可得
解得
由于正、负电荷从左边进入速度选择器，只要满足，都可以沿直线匀速通过速度选择器，所以粒子的电性无法判断，故C错误；
D．根据左手定则可知，带负电的载流子受到洛伦兹力方向向左，即向C板偏转，故稳定时C板电势低，故D错误。
故选A。
4. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从时刻起质点在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的频率为2Hz
B. 该波的波速大小为
C. 该波沿轴正向传播
D. 时间内，质点通过的路程为1m
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图乙可知，该波的周期为2s，该波的频率
由图甲可知，该波的波长为2m，则该波的波速大小为
故A错误，B正确；
C．由图乙可知，时，质点向轴负方向振动，根据图甲，由同侧法可知，该波沿轴负向传播，故C错误；
D．内，点振动了半个周期，则点通过的路程
故D错误。
故选B。
5. 中国航天员计划在2030年前登上月球，如图所示，宇宙飞船先在圆轨道Ⅲ上运行，运行周期为T，接着变轨到椭圆轨道Ⅱ上运行，然后变轨到圆轨道Ⅰ（贴着月球表面）上运行，已知月球的半径为R，轨道Ⅲ的半径为5R，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 宇宙飞船从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需要在B点点火来增加机械能
B. 宇宙飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大于月球的第一宇宙速度
C. 宇宙飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时的线速度小于在轨道Ⅰ上运行经过A点时的线速度
D. 宇宙飞船在轨道Ⅱ上运行的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A．宇宙飞船从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需要在B点减速，从而机械能减小，A错误；
B．宇宙飞船在轨道Ⅰ上贴着月球表面飞行，可知线速度等于月球的第一宇宙速度，B错误；
C．宇宙飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时做离心运动，则线速度大于在轨道Ⅰ上运行经过A点时的线速度，C错误；
D．根据开普勒第三定律
则宇宙飞船在轨道Ⅱ上运行的周期为
D正确。
故选D。
6. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示，一个质量分布均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为的圆。一单色细光束平行直径从点射入球内，折射光线与夹角为。已知光在真空中的传播速度为，则（ ）
A. 水晶球的折射率为
B. 光在水晶球中的传播速度为
C. 光在水晶球中的传播时间为
D. 若逐渐增大射向水晶球表面光入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球
【答案】B
【解析】
【详解】A．作出A点的法线如图所示
由几何关系可知，光线射入时的入射角
则折射率为
故A错误；
B．光在水晶球中的传播速度为
故B正确；
C．由几何关系可知
光在水晶球中的传播时间为
故C错误；
D．由几何关系可知
若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光不会因为全反射而无法射出水晶球，故D错误。
故选B。
7. 如图甲所示，边长为匝数为匝，电阻可以忽略的正方形线圈在匀强磁场中绕转轴以某一角速度匀速转动，轴垂直于磁感线，图示位置线圈平面与磁场平行，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接有阻值的电阻R，原线圈中电流如图乙所示，电流表为理想电表，下列判断正确的是（ ）
A. 图示位置，穿过线圈磁通量为零，感应电动势瞬时值也为零
B. 电流表示数为
C. 线圈转动的角速度为
D. 匀强磁场磁感应强度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．图示位置，穿过线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误；
B．由图乙可知电流表示数最大值为，而电流表示数为有效值，即为
故B错误；
C．交流电周期为
则线圈转动的角速度为
故C错误；
D．根据
解得
线圈匀速转动的感应电动势的最大值为
原线圈电压的有效值为
根据
根据欧姆定律
解得
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，分别落在斜面上的A点、B点及水平面上的C点，B点为斜面底端，P、A、B、C在水平方向间隔相等，空气阻力不计，则（ ）
A. 三次抛出小球后，小球在空中的飞行时间均不相同
B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同
C. 小球落到A、C两点的两次，抛出时的速度大小之比为：3
D. 小球落到B、C两点的两次，抛出时的速度大小之比为：3
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据得
由于B、C下落的高度相同，则飞行时间相同，大于A球的飞行时间，故A错误；
B．A、B两球都落在斜面上，竖直方向的位移和水平方向上的位移比值一定，即有
解得
则落在斜面上时竖直方向上的分速度为
设落在斜面上时与水平方向的夹角为，有
知落在斜面上时，速度与水平方向的夹角与初速度无关，则A、B小球在落点处的速度方向相同，故B正确；
CD．小球落在A、B两点，水平位移
根据题意，P、A、B在水平方向间隔相等，可得两次抛出时小球的速度之比为
小球落在B、C在水平方向间隔相等，而P、A、B、C在水平方向间隔相等，根据
可知两次抛出时小球的速率之比为
所以得
故C正确，D错误。
故选BC。
9. 关于下列光学现象解释正确是（ ）
A. 如图甲使用光的干涉法检测物体表面平整度的装置中，M端与N端的间距越大，则干涉条纹间距越大
B. 在沙漠中会出现如图乙所示的蜃景，远处景物发出光线射向地面，光线在靠近地面时发生了全反射，所以能够看到倒立的虚像
C. 将两个全反射棱镜配合使用可以制作潜望镜，如图丙所示，物体光线从左侧进入经过两个棱镜，可以在右侧观察到物体等大正立的像
D. 在折射率为n的水面下方h处有一点光源S，人在光源正上方的水面上观察，则他看到点光源的深度
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．根据干涉原理，可知MN间距增大，角增大，条纹间距减小，故A错误；
B．沙漠中地表湿度高，空气密度小，上层空气湿度低，密度大，形成上下各层空气折射率变化，在光线经过地表时发生全反射观察到倒立的虚像形成的蜃景，故B正确；
C．作光路图可知形成等大正立的像，故C正确；
D．根据折射定律可得，则他看到点光源的深度，故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示，质量为m金属杆垂直放置在足够长的水平导轨上，接入电路的有效长度为L，导轨处在磁感应强度大小为B，方向与导轨所在的平面间夹角为斜向上的匀强磁场中，整个回路的电阻恒为R，杆与导轨间的动摩擦因数为0.75，现给金属杆施加水平向右的大小为mg的恒定拉力由静止开始运动，最终匀速运动，重力加速度为g，，，下列说法正确的是（ ）
A. 水平导轨对金属杆的支持力先减小后不变
B. 金属杆匀速运动的速度为
C. 金属杆克服安培力的最大功率为
D. 若金属杆从静止到刚匀速运动时的位移为x，则这段运动时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．金属杆产生的感应电动势
回路中的感应电流
金属杆所受安培力
解得
根据右手定则与左手定则可知安培力斜向左下方与水平方向的夹角成37°，把安培力分别沿水平方向和竖直方向分解，在竖直方向有
可知，金属杆的速度逐渐增大，最后匀速运动的过程中，支持力先增大后不变，故A错误；
B．当金属杆以速度匀速运动时，水平方向上有
结合上述解得，故B正确；
C．金属杆克服安培力的功率为
由于
解得
当速度达到最大值时，金属杆克服安培力的功率达到最大值，由于
解得，故C错误；
D．令金属杆从静止到匀速运动的位移为x，感应电动势的平均值
感应电流的平均值
根据电流的定义式有
解得
解得
对金属杆进行分析，根据动量定理有
其中，
则有
结合上述解得，故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2个小题，其中11题6分，12题8分，共14分。）
11. 某学习小组利用图甲所示的装置探究“受力一定时，物体的加速度与质量的关系”。
（1）实验中，下列做法正确的是________。（多选）
A. 需要用天平分别测出砂桶和小车的总质量m、M，要保证
B. 平衡摩擦力时，轻绳的下端需要挂上砂桶以牵引小车运动
C. 实验时，应先接通电源，再将小车从靠近打点计时器处由静止释放
D. 小车上增添钩码，应改变砂桶中砂的质量，进行多次实验
（2）实验中得到图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器接频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为________。（结果保留两位有效数字）
（3）以小车总质量的倒数为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图像是一条过原点的直线，图线与横轴的夹角为θ，已知重力加速度为g，某次实验中，砂桶的总质量为m，则图线的斜率为________。
A. tanθB. C. mgD. Mg
【答案】（1）AC （2）1.2
（3）C
【解析】
【小问1详解】
A．本实验中需要用天平分别测出砂桶和小车的总质量m、M，也需要满足，这样可以认为砂桶的重力近似等于小车的牵引力，则A正确；
B．平衡摩擦力时，轻绳的下端不能挂砂桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，B错误；
C．实验时，先接通电源，让打点计时器工作稳定，再释放小车，C正确；
D．本实验要求“受力一定”，不能改变砂桶中砂的质量，D错误。
故选AC。
【小问2详解】
相邻计数点的时间间隔
由
可得
【小问3详解】
图线的斜率
根据牛顿第二定律有
则
但由于横坐标与纵坐标的标度不同，不能根据tanθ求斜率。
故选C。
12. 小明知道实际电压表内阻很大，现要准确测量一个量程已知的电压表的内阻，器材如下：
①待测电压表（量程，内阻未知）
②电流表（量程，内阻）
③电池组（电动势约为，内阻不计）
④滑动变阻器
⑤变阻箱（）
⑥开关和导线若干
小明利用上面所给器材，进行如下实验操作：
(1)首先，用多用电表进行粗测，选用倍率，操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是_________。
(2)小明设计了如图乙、丙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，应选择图丙实验电路，你认为图乙实验电路不合理的原因是_______________。
(3)用选择的电路进行实验时，闭合开关S，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱读数R和电压表的读数U，由测得的数据作出图像如图丁所示，则电源电动势_____，电压表内阻_________。
【答案】 ①. ②. )由于待测电压表量程为，内阻约为，电路允许通过的最大电流只有，电流表不能测量出通过的电流 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]选用倍率测电压表内阻，由图甲所示表盘可知，阻值为
。
(2)[2]图乙所示电路滑动变阻器与电压表串联接入电路，电源电动势为，电压表内阻约为，由于电压表内阻太大，电路电流很小几乎为零，电流表无法准确读数，因此乙电路不合理；由于电阻箱电阻最大阻值为，改变电阻箱阻值可以改变电压表示数，测出多组实验数据，因此比较合理的实验电路是丙。
(3)[3][4]电压表内阻约为，电源内阻约为，相对于电压表内阻来说电源内阻可以忽略不计，由闭合电路欧姆定律可得
则
所以图像的斜率
截距
解得：，。
三、计算题（本题共3小题，其中13题12分、14题14分、15题14分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，一根一端封闭、粗细均匀的细玻璃管AB开口向上，竖直放置，管内用高的水银柱封闭了一段长的空气柱（可视为理想气体）。已知外界大气压强为，封闭气体的温度为，重力加速度g取。
（1）温度不变，玻璃管以0.5g的加速度竖直向上加速运动，求稳定后玻璃管中封闭空气柱的长度；
（2）若将玻璃管缓慢倒置且温度缓慢降到，无水银溢出，则玻璃管至少多长。
【答案】（1）60cm
（2）257cm
【解析】
【小问1详解】
设初始状态时，玻璃管中封闭空气柱的压强为，取水银柱为研究对象，则有
又有
联立解得
设稳定后玻璃管中封闭空气柱的压强为，细玻璃管横截面积为S，当玻璃管以0.5g的加速度竖直向上加速运动时，取水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
由玻意耳定律得
解得
【小问2详解】
设缓慢倒置时玻璃管中封闭空气柱的压强为，取水银柱为研究对象，则有
解得
由理想气体状态方程得
又有，
联立解得
若无水银溢出，则玻璃管长度至少为
14. 如图，在水平虚线上方区域有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，在虚线下方区域有垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为的粒子从距虚线高度为h的a点向右水平发射，当粒子进入磁场时其速度方向与水平虚线的夹角为。不计重力。
（1）求粒子进入磁场时的速度大小；
（2）若粒子第一次回到电场中高度为h时，粒子距a点的距离为，求磁场的磁感应强度大小的可能值；
（3）若粒子第一次回到电场中高度为h时，粒子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求粒子此时距a点的距离。
【答案】（1）
（2）或者
（3）
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动，则竖直方向
由牛顿第二定律
粒子进入磁场时的速度大小
解得
【小问2详解】
粒子从a点抛出到进入磁场时的水平位移
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，离开磁场时速度方向与x轴正向仍成45°角，到达高h高度时水平位移仍为2h，由题意可知
或
即
或
根据洛伦兹力提供向心力
可得
或
【小问3详解】
若粒子第一次回到电场中高度为h时，粒子在电场中运动的时间
可知粒子在磁场中运动的时间也为
粒子在磁场中做圆周运动，则
，
则
由洛伦兹力提供向心力
解得
此时粒子距a点的距离
15. 如图所示，质量为M的滑块A被固定在光滑水平面上，它上表面为半径为R的四分之一圆弧ab，质量为M的木板B上表面与圆弧面最低点水平相切，A、B之间用装置锁定。质量为m的小滑块C（可视为质点）从某高度处由静止下落，刚好在a点沿圆弧切线方向进入滑块A的圆弧面，C经过圆弧面最低点b时对圆弧面的压力大小为7mg。现解除对A的固定，让C仍然从原来高度自由下落。已知，重力加速度为g，小滑块C与木板B上表面的动摩擦因数为0.6，不计空气阻力和其他摩擦。
（1）求C下落的位置离b点的高度。
（2）解除对A的固定，求C运动到b点过程中小滑块C的水平位移的大小。
（3）解除对A的固定，当C滑上B后立即将A、B解锁，若C未脱离木板B，求木板B的最小长度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设C下落的位置离b点的高度为，C从静止下落到b点过程，根据动能定理可得
在b点，根据牛顿第二定律可得
其中，联立解得
【小问2详解】
解除对A的固定，C运动到b点过程中，C与AB组成的系统满足水平方向动量守恒，则有
设该过程C的水平位移的大小，AB的水平位移的大小，则有
又，
联立解得
【小问3详解】
解除对A的固定，当C运动到b点时，设C的速度大小为，AB的速度大小为，根据系统水平方向动量守恒可得
根据机械能守恒可得
联立解得，
当C滑上B后立即将A、B解锁，若C未脱离木板B，当C与B共速时，刚好处于B的右端，此时木板B的长度最小；对于B、C组成的系统，根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得木板B的最小长度为