湖南长沙市长郡中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

2027届高三开学考试 物理 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．质量为1 kg的物体，在5个共点力作用下做匀速运动。现同时撤去大小分别是3 N和5 N的两个力，其余3个力保持不变。关于此后该物体的运动，下列说法中正确的是（ ） A．可能做加速度大小是的匀速圆周运动 B．可能做加速度大小是的匀变速曲线运动 C．可能做加速度大小是的匀减速直线运动 D．可能做加速度大小是的匀加速直线运动 2．如图所示，两块平行金属薄板A、B与恒压电源连接，两板中央各有一小孔，小孔分别位于M、N点，有一带电粒子在A板上方的O点由静止释放，粒子到达N点时速度恰好为零。M、N、O在同一竖直线上。不计空气阻力和电场的边缘效应。现将B板向下平移至点，在O点由静止释放的该粒子（ ） A．运动到点返回 B．运动到和点之间返回 C．运动到点返回 D．穿过点 3．（★）2026年1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，我国重大科学工程、有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实验证实托卡马克密度自由区的存在。“人造太阳”主要是将氢的同位素氘或氚的核聚变反应释放的能量用来发电，有一种核反应的方程为。已知氘核的质量为，比结合能为E，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（ ） A．该反应属于原子核的人工转变 B．的比结合能为 C．的质量为 D．反应产物为 4．如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直于纸面的平面内做简谐运动的周期为，已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（ ） A． B． C． D． 5．肺活量是指人尽力呼气时呼出气体在标准大气压下的体积，肺活量是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为、压强为的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为的液体用来封闭气体。测量肺活量时尽力吸足空气，通过吹气口将压强为的空气吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差为h，大气压强为保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，空气和人呼出的气体可认为是理想气体，不计细管中空气的体积，则下列说法正确的是（ ） A．该同学的肺活量为 B．该同学的肺活量为 C．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为 D．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为 6．如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点，卫星A、B匀速圆周运动的绕行方向与地球自转方向一致。图乙是航天控制中心大屏幕上显示卫星A和B的“星下点”在地球表面从东经60°移动到东经180°的轨迹。 下列说法正确的是（ ） A．、的角速度之比为 B．、的角速度之比为 C．、的轨道半径之比为 D．、的轨道半径之比为 7．如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为的正弦交流电，原、副线圈的匝数比。定值电阻、、的阻值分别为、、，滑动变阻器R的最大阻值为4 Ω。初始时滑动变阻器滑片位于最左侧，在滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中，记录理想电压表V的示数U与理想电流表A的示数I，描绘出如图乙所示的U-I图像。 下列说法正确的是（ ） A．通过的电流先增大后减小 B．电压表示数先减小后增大 C．图乙中纵截距，斜率的绝对值为2 Ω D．消耗的功率先增大后减小 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．（★）如图所示，用0.5 kg的铁锤往水平天花板上钉钉子，打击前铁锤的速度大小为4 m/s，方向竖直向上。打击后铁锤的速度变为0，已知打击时间为0.01 s，钉子质量为5 g，忽略打击过程中手对锤柄的作用力，重力加速度，则下列说法正确的是（ ） A．钉钉子过程铁锤所受合力的冲量大小为 B．钉钉子过程铁锤所受合力的冲量大小为 C．钉钉子过程铁锤对钉子的平均作用力大小为195 N D．钉钉子过程铁锤对钉子的平均作用力大小为200 N 9．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，如图所示的实线和虚线分别为与时的波形图，则下列说法正确的是（ ） A．若波沿x轴正方向传播，t=2 s 时x=4 m处质点向下振动 B．若波速为4 m/s，则该波沿x轴正方向传播 C．若波速为5 m/s，则该波沿x轴正方向传播 D．若波源的频率变为原来的2倍，则波速变为原来的2倍 10．如图，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A．两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力 B．系统匀速运动的速度大小 C．导线框ABCD的AB边进入磁场到AB边离开磁场的时间 D．两线框从开始运动至导线框abcd刚好穿过磁场的过程中所产生的总焦耳热 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11．（★）（6分）某同学用如图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系，力传感器可以测出轻绳对钩码的拉力，钩码的质量为m，重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50 Hz。 （1）使力传感器和钩码的总质量始终大于重物的质量，接通打点计时器，由静止释放整个系统，牵引纸带打点。 （2）某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上所标的点为计数点，相邻两个计数点间还有四个点未标出，则本次实验钩码运动的加速度大小__________（结果保留2位有效数字）。 （3）保持钩码质量不变，改变重物质量的大小重复多次实验；记录每次实验中力传感器的示数F及根据打出的纸带求得钩码运动的加速度a，作a-F图像，如果图像的斜率等于_________，图像与纵轴的截距等于_________，则表明质量一定时，钩码运动的加速度与合外力成正比。 12．（10分）某实验小组在测一电源电动势和内电阻实验时情形如下： A．直流电源一个（电动势E约为几伏，内阻约为几欧） B．电阻箱两个，（最大阻值均为999.9欧） C．电流表（量程0.6 A，内阻约为十几欧） D．电流表（量程0.6 A，内阻不计） E．小灯泡两只（额定电压均为3 V，额定电流均为0.5 A） F．定值电阻 G．开关导线若干 （1）小组同学设计了甲所示的电路，开始将调到较大，闭合，断开，同时调节、。当电流表的读数为0.32 A时，电流表读数如图乙所示，则电流表的读数为___________________A。此时的阻值为20.0 Ω，则电流表的内阻为___________________Ω（结果保留1位小数）。 （2）同时闭合、，保持不变，调节得到电流表的示数与的关系如图丙，由丙图可知该电源电动势E与内电阻r分别为__________V，__________Ω（结果均保留两位有效数字）。 （3）将这个电源、定值电阻和两个相同小灯泡组成电路如图丁，小灯泡的伏安特性曲线如图戊，每个小灯泡的实际功率是_______________W（结果保留三位有效数字）。 四、计算题（本大题共3小题，共41分） 13．（★）（10分）负折射率材料是一种新型的人工合成材料，在隐身、成像和通信等领域有着广泛的应用前景。某单色光照射这类材料时，折射角和入射角在法线同一侧，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律，折射角取负值，折射率为负值。如图，该材料制成的半径r=6 cm半圆形透明工件水平放置，O为圆心，一束单色光从半径OB的中点P垂直OB射入，经折射后，恰好垂直射到右侧竖直光屏上的Q点，已知B点到光屏的距离为6 cm，光在空气中的传播速率c=3×108 m/s，在这类材料中的传播速率仍满足，不考虑光的多次反射，求： （1）工件对该单色光的折射率n； （2）该单色光从P点传播到Q点的时间t。 14．（15分）如图所示，直角坐标系xOy平面（纸面）中y<0区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，y>0区域内存在方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一象限内，在处有一平行于y轴的足够长的粒子吸收屏MN，质量为m、带电量为+q的粒子从点以平行于x轴正方向的速度射入磁场，经磁场偏转后第一次从x轴上的点进入匀强电场，一段时间后，粒子打到吸收屏上，粒子重力不计。求： （1）粒子从P点射入磁场时的速度大小； （2）为保证粒子能打到吸收屏上，电场强度的大小范围； （3）若电场强度大小为，粒子从P点运动到吸收屏上的时间。 15．（16分）如图所示，一长L=0.8 m且不可伸长的轻质细绳一端固定在M点，另一端连接一放置在M点正下方水平地面上B点的质量m=1 kg的小滑块，此时细绳恰好伸直。现将小滑块拉至M点左上方A点，使细绳自然伸直并且与水平方向的夹角为30°，然后由静止释放小滑块，当小滑块通过B点时小滑块内部某装置启动，使得小滑块与细绳脱离，脱离瞬间小滑块速度大小不受影响。脱离后小滑块继续向右运动，沿水平粗糙轨道BC冲上半径为R的竖直光滑圆轨道CDEFG。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2，，圆轨道最低点C、G略有错开，出口为足够长的光滑水平轨道GH，小滑块通过圆轨道最高点E后从水平轨道GH上某处冲上右侧一底端与GH平滑连接的光滑固定斜面。重力加速度g取，小滑块可视为质点，不计空气阻力。 （1）求小滑块由静止释放运动至细绳绷紧后瞬间细绳的拉力大小； （2）求圆轨道CDEFG的半径R的最大值； （3）若斜面顶端P点距水平轨道GH的高度恒为，但斜面倾角θ可变。要使小滑块从P点飞出后落到水平轨道上时水平射程最大，不考虑小滑块落地后反弹，求最大水平射程及此时斜面倾角θ。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三开学检测 物理答案 1．B 2．D 3．B 4．A 5．D 6．D 7．C 8．BC 9．AC 10．BCD 11．（2） （3） g 12．（1）0.56 （2）6.0 2.0 （3）1.06（1.04 W~1.08 W均可） 13．【解析】（1）光路图如图所示，根据几何关系，入射角α=30° （1分） 折射角为β=-60° （1分） 由光的折射定律 （2分） 解得 （1分） （2）如图，单色光从P点传播到C点的距离为 （1分） 解得 单色光从C点传播到Q点的距离为 （1分） 单色光在工件中的传播速率 （1分） 单色光从P点传播到Q点的时间 （1分） 解得 （1分） 14题．【解析】（1）设圆周运动的半径为R，由几何关系可得 ① （2分） 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得 ② （1分） 由式①②解得 ③ （1分） 【解析】（2）粒子恰好不打在吸收屏上时，轨迹如图所示，做周期运动 由几何关系得 ④ （1分） 根据运动的合成和分解可得 ⑤ （1分） 粒子在电场中运动时，根据牛顿第二定律可得qE=ma ⑥ （1分） 粒子在电场中运动时，粒子在水平方向的位移 ⑦ （1分） 粒子从电场中射出后再次进入磁场做匀速圆周运动，为保证粒子能打到右边吸收屏，则需要满足 ⑧ （1分） 联立解得 ⑨ （1分） 【解析】（3）整个运动过程中，粒子做的是向右偏移的周期性运动，运动轨迹如下图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ⑩ 一个周期内，粒子在磁场中运动的时间为 ⑪ （1分） 一个周期内，设在电场中运动的时间为，则 ⑫ ⑬ 粒子在电场中水平位移为 ⑭ （1分） 粒子完成一次完整周期运动，粒子在水平方向移动的距离为 ⑮ （1分） 粒子从开始运动到吸收屏，需要经过4个完整的周期，之后再在磁场中偏转60°，所以总的运动时间为 ⑯ （1分） 联立解得 ⑰ （1分） 15．【解析】（1）滑块从A点静止释放后，先做自由落体运动，直到细绳再次伸直。由几何关系可知A点到细绳刚绷紧的位置的竖直下落高度为 由自由落体规律得绷紧前瞬间滑块速度 （1分） 细绳绷紧瞬间，沿绳方向的速度分量瞬间减为0 仅保留垂直于绳方向的速度分量 （1分） 绷紧后滑块做圆周运动，沿径向由向心力公式 （2分） 代入数据解得 （1分） 【解析】（2）从细绳绷紧后瞬间到B点，由机械能守恒 （1分） 解得B点速度 从B到圆轨道最高点E的过程，由动能定理 （1分） 滑块能通过竖直圆轨道最高点的临界条件为重力提供向心力： （1分） 联立两式代入数据，解得最大值为 （1分） （3）从B点到P点过程，由 （1分） 代入数据得滑块在P点的速度大小 滑块从P点飞出后做斜抛运动，将分解为水平分量、竖直分量（方向向上） 设飞行时间为t，竖直方向位移满足 （1分） 代入整理得 水平射程 （1分） 由数学知识可得：当θ=30°时 （2分） 水平射程取最大值 （2分） 学科网（北京）股份有限公司 $