湖南长沙市望城区第六中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息** 高三开学物理测试卷，以手机防窥膜、磁悬浮装置等真实情境为载体，通过多样化题型考查光的折射、气体性质、电磁学等核心知识，融合物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|光的折射、受力分析|以防窥膜可视角考查折射定律，体现生活应用| |多选题|4/20|光的传播、热力学|结合玻璃球彩虹模拟，考查折射率与速率关系| |实验题|2/18|单摆周期、楞次定律|设计彩虹积木摆动探究，培养科学探究能力| |解答题|3/38|电磁学综合、力学守恒|储能器电路问题融合模型建构与科学推理，贴近真题趋势|

望城区六中2027届高三开学测试 物理 注意事项： 1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息 2.请将正确答案填写在答题卡上 一、单选题(共6小题,共24分) 1.（4分）手机防窥膜截面如图所示，位于两屏障正中间的P为像素点光源，可向四周发射光线。已知屏障高度为d，两屏障间距，防窥膜厚度为，屏障边缘光线的折射光线反向延长线的夹角为可视角，射向屏障的光线被完全吸收。下列说法正确的是() A.防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 B.若防窥膜透明介质的折射率，则可视角为120° C.只增加防窥膜的厚度D，不改变屏障高度d和两屏障间距L，可以提高防窥效果 D.从上往下看，看到P的像比实际位置要低 2.（4分）如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是(  ) A.小气球外部气体压强不变 B.小气球内部气体分子数与外部相等 C.小气球内部气体体积不变 D.小气球内部气体体积变大 3.（4分）如图所示，一光滑重球P通过轻绳悬挂在竖直挡板上，轻绳与竖直方向的夹角，将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角也为，已知重球质量分布均匀，在该过程中细绳对重球的拉力和挡板对重球的弹力的变化情况是(  ) A.一直减小，一直增大 B.一直增大，一直减小 C.先减小后增大，一直增大 D.一直增大，先减小后增大 4.（4分）如图甲所示，一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度抛出，离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场，最后落到地板上，此过程中，M在水平方向的分速度一直向右；如图乙所示，一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度抛出，离开桌面后进入水平向右的匀强电场，最后落到地板上。甲、乙两图，桌面离地的高度相同，两球的质量和电荷量均相同，不计空气阻力，下列说法正确的是(  ) A.M的落地时间比N长 B.M的落地速度比N大 C.M在水平方向的分速度越来越小，N在水平方向的分速度越来越大 D.落地时M、N的速度方向可能相同 5.（4分）一轻质弹簧一端固定于竖直墙上，另一端与一质量为2kg的物块相连，弹簧劲度系数为100N/m，初始时物块静止于粗糙水平面上，且弹簧位于原长，物块与水平面间动摩擦因数为0.5，现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m，然后撤去外力，不计空气阻力，已知简谐振动的周期，弹簧弹性势能表达式，重力加速度，则下列说法正确的是(　　) A.外力F做的功为12.5J B.撤去外力F后，物块向右运动的最大距离为1m C.从释放物块到最终静止经历的时间为 D.从释放物块到最终静止产生的热量为10J 6.（4分）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是 （      ）  A.S与a相连，灯泡的电功率最大 B.S与a相连，灯泡两端的电压为 C.S与b相连，流过灯泡的电流为 D.S与c相连，灯泡的电功率为 二、多选题(共4小题,共20分) 7.（5分）某小组使用玻璃球模拟彩虹的产生原理，该玻璃球对红光和紫光的折射率分别为和，一束白光入射到玻璃球表面，入射角为，红光和紫光从玻璃球内部照射到表面时形成出射点，当两出射点在球面上连线的弧长至少为时，肉眼可分辨并观测到彩色条纹，下列说法正确的是（  ） A.红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 B.红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 C.白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 D.白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 8.（5分）如图，一块高功率芯片上方紧贴着一个均热板散热器。均热板是一个完全密封的扁平纯铜空腔，空腔内部注有微量的水。在正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，水蒸气在低温冷凝端放出热量变回液态水，并回流到底部。下列说法正确的是(  ) A.空腔内高温处所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大 B.一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大 C.该均热板可以从高温物体吸热，向低温物体放热，不对外界做功 D.该均热板可以从低温物体吸热，向高温物体放热，而不产生其他影响 9.（5分）如图，质量为0.3kg的滑块A套在水平固定的光滑轨道上，A的右侧有一挡板，挡板与A不连接，质量为0.2kg的小球B通过长为1.2m的轻杆与滑块上的光滑轴连接，可绕点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静止，轻杆处于水平状态。小球以竖直向下的初速度开始运动，A、B均视为质点，取，则(  ) A.B第一次到达最低点的速度大小为 B.B第一次到达最低点时轻杆的拉力约为12.7N C.B在最高点时，B与光滑轨道的高度差为0.6m D.B在最高点时，B与A水平方向上的距离为0.96m 10.（5分）某小组设计了一磁悬浮装置。如图，环形通电线圈固定在水平面上，其上方固定一半径为R的环形细管道，管道任意处磁场方向与竖直方向夹角为45°。质量为m的带正电小球在环形管道中以某一速率做匀速圆周运动，此时小球与管道间无弹力，重力加速度为g。下列说法正确的是(  ) A.从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动 B.小球做圆周运动的周期为π C.小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为m D.若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，则小球与管道间的弹力大小为mg 三、实验题(共2小题,共18分) 11.（8分）图（a）为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。 (1) 用刻度尺测量不同颜色积木的外径D，其中对蓝色积木的某次测量如图（b）所示，从图中读出                  。 (2) 将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图（c）所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了                  个周期。 (3) 换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如下表所示： 颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 2.9392 2.7881 2.5953 2.4849 2.197 1.792 (4)根据表中数据绘制出图像如图（d）所示，则T与D的近似关系为                  。 A.B.C.D. 请写出一条提高该实验精度的改进措施：                  。 12.（10分）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)首先按图(甲)(1)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图(甲)(2)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是　　　　。 A．检查电流计测量电路的电流是否准确 B．检查干电池是否为新电池 C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 (2)接下来用图(乙)所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。 (3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成　　　　　　　　(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。 实验记录表(部分) (4)该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住　　　　(选填“B0”或“B′”)总是要阻碍　　　　(选填“B0”或“B′”)磁通量的变化。 四、解答题(共3小题,共38分) 13.（10分）半径为的某种圆形透明介质截去一小部分，是截面，是其对称轴，与的交点到圆心的距离为，一束光线以平行的方向从点射入介质，折射光线刚好射到点，点到的距离为。 (1) 求介质对光的折射率； (2)试判断光照射到点时会不会发生全反射。 14.（14分）如图所示，竖直平面内固定有绝缘轨道ABMNP，AB段是长的水平轨道，BM段是半径、圆心角的光滑圆弧轨道，MN段是倾角的倾斜轨道，NP段是恰好能与BM段组成半圆的光滑圆弧轨道，各段轨道均平滑连接。、分别是两段圆弧轨道的圆心，所在直线右侧足够大空间存在匀强电场，电场方向与MN平行且向上，电场强度大小为。小物块a以初速度从A点向右运动，一段时间后，与静置在B点的小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短），b运动到P点时对轨道恰好无压力。已知a、b的质量分别为、，a与AB段的动摩擦因数为，b带正电，电荷量，a、b碰撞过程不会发生电荷转移，重力加速度大小，，。求 (1) a、b碰撞结束瞬间，b的速度大小； (2) b通过P点时的速度大小； (3) b通过P点后在电场中运动距MN的最远距离。 15.（14分）某小组制作了一储能器，其两端电压U与其储存的电荷量q间的函数关系近似为U=kq(k为常量)。将该储能器接入如图所示电路，a、b、c为固定的三个触点。两足够长的平行金属导轨固定于水平面上，电阻不计，间距为L。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m的导体棒垂直导轨放置，接入电路的阻值为r。电源电动势为E，内阻不计。定值电阻阻值为R。t0时刻开关S与a连接，直到导体棒做匀速运动，再于t1时刻切换开关与b或c连接。运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，忽略摩擦。 (1)求t0时刻导体棒加速度a0的大小。 (2)若t1时刻开关与b连接，储能器接入电路前电压为0，当储能器电压为U0时(此时电路中电流不为0)，求导体棒速度v的大小。 (3)若t1时刻开关与c连接，求从t0时刻起到导体棒静止的过程中，导体棒上产生的焦耳热Q。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 望城区六中2027届高三开学测试 物理 注意事项： 1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息 2.请将正确答案填写在答题卡上 一、单选题 1.B【解析】防窥膜实现防窥效果不是全反射现象，而是利用光的折射，让大角度入射的光线被屏障吸收，故A错误；光路图如图所示 根据几何关系可得，解得，若防窥膜透明介质的折射率，根据折射定律有，代入数据解得，可得，根据几何关系，可得可视角，故B正确；只增加防窥膜的厚度D，不改变屏障高度d和两屏障间距L，则在介质中的入射角不变，根据折射定律有，可知在空气中的折射角不变，根据可视角，可知可视角不变，故C错误；根据光路可逆，从上往下观察，看到P的像比实际位置要高，故D错误。故选B。 2.D【解析】设心形气球总体积为(恒定)，小气球体积为，则外部气体体积=。设小气球内气体压强，外部气体压强，且> 结合克拉伯龙方程可知，>，即小气球内部气体分子数较多，故B错误。 温度升高时，假设小气球内、外部分气体体积均不变，由查理定律：，解得小气球内、外气体增加的压强，因>，升高相同的温度，小气球内、外部气体的压强均增大且小气球内部气体压强增加比外部气体压强增加的多，故小气球内部气体的体积将变大，外部气体的体积将变小。故AC错误，D正确。故选D。 3.A【解析】对小球受力分析可知，受竖直向下的重力G、垂直挡板的支持力N以及细绳的拉力F作用，如图所示 将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角也为时，由图可知，绳的拉力F与垂直挡板的支持力N的夹角不变，则挡板转动过程中，一直减小，一直增大。故选A。 4.C【解析】由题意可知，M在下落过程中，除重力以外，还受洛伦兹力作用，在竖直方向，受重力和洛伦兹力竖直向下分力共同作用，由牛顿第二定律可知加速度大于重力加速度，N在下落过程中，在竖直方向，只受重力的作用，加速度等于重力加速度，两小球下落的高度相同，初速度都为0，根据可知，M的落地时间比N短，A错误；分别对两球下落过程，应用动能定理可得，，解得，B错误；M在下落过程中，根据左手定则可知洛伦兹力斜向左下方，重力竖直向下，水平方向减速，落地时水平方向的分速度小于，N在下落过程中，电场力水平向右，重力竖直向下，水平方向加速，落地时水平方向的分速度大于，落地时，M在竖直方向的分速度大于N在竖直方向的分速度，落地时M、N的速度方向不可能相同，C正确；D错误。故选C。 5.C【解析】根据滑动摩擦力公式有。物块缓慢向左移动的过程中，根据动能定理，外力做的功和摩擦力做功等于弹性势能增加量，即，A错误；撤去外力后，物块向右运动，设向右运动到最远点距离原点，根据能量守恒定律有，解得，则向右运动的最大距离为，B错误；简谐运动周期，物块从静止释放到第一次向右运动到处速度减为零，历时，此时弹簧弹力，物块将向左运动。根据能量守恒定律有，解得，根据胡克定律此时弹簧弹力，物块静止，历时，总时间，C正确；全过程产生的热量等于克服摩擦力做的总功，总路程，根据功能关系产热，D错误。故选C。 6.B【解析】将理想变压器与副线圈电路等效为一个电阻R等，电路如图所示， 则有R等＝，灯泡L的阻值R＝，由理想变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系有＝k，，联立解得R等＝k2R，又R等的电功率等于灯泡的电功率，S与c相连时回路中电流最大，R等的电功率最大，即灯泡的电功率最大，A错误；S与a相连，变压器原线圈电压U1＝·k2R，灯泡两端的电压为U2＝，B正确；S与b相连，变压器原线圈的电流I1＝，流过灯泡的电流I2＝kI1＝，C错误；S与c相连，变压器原线圈的电流I1＝，灯泡的电功率为PL＝R等＝，D错误。 二、多选题 7.AD 8.BC【解析】温度是分子平均动能的统计标志，仅反映整体的平均水平，高温处仍存在速率小的水分子，低温处也存在速率大的水分子，并非所有水分子的运动速率都满足高温处大于低温处，故A错误；一定量的水变为同温度的水蒸气，温度不变则分子总动能不变，汽化过程吸收热量，且汽化后分子间距大幅增大，分子势能增加，因此总内能变大，故B正确；该过程中，均热板从高温的芯片吸热，向低温的冷凝端放热，整个过程循环进行，均热板自身状态复原，不需要对外界做功，仅依靠水传递热量，符合物理规律，故C正确；根据热力学第二定律，不可能从低温物体吸热、向高温物体放热，同时不产生其他影响，该描述违反热力学第二定律，故D错误。 9.BD【解析】由题意可知，B第一次到达最低点的过程中，由于挡板的缘故，滑块A未动，只有重力对小球做功，机械能守恒，有，代入数据解得，A错误；B在最低点时，由拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，代入数据解得，B正确；B到达最大高度时，竖直速度为0，水平速度与A相等，系统水平方向不受外力，动量守恒，得，解得共同速度，设B在最高点到最低点的高度差为，由机械能守恒，得，解得，B与光滑轨道的高度差为，C错误；设B与A的水平距离为，根据几何关系可得，代入，，解得，即B与A的水平距离为，D正确。故选BD。 10.AD【解析】根据题意可知，小球所受洛伦兹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，由左手定则可知，从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动，故A正确；设小球的速度大小为v，小球与管道间无弹力，竖直方向上有mg=qvBcos 45°，水平方向上有qvBsin 45°=m，解得v=，则小球做圆周运动的周期为T==2π，故B错误；根据题意，水平方向上，由动量定理有Ix=Δp=mv-(-mv)=2m，竖直方向有Iy=qvBcos45°·=mg·=mπ，则小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为I==m，故C错误；若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，竖直方向上有mg+FNy=q·2vBcos 45°，水平方向上有q·2vBsin 45°+FNx=m，小球与管道间的弹力大小FN=，联立解得FN=mg，故D正确。 三、实验题 11. (1) 7.54##7.55##7.56 (2) 10 (3) A (4) 为了减小实验误差，提高该实验精度的改进措施：用游标卡尺测量外径D、通过测量40次或60次左端与O点等高所用时间来求周期、适当减小摆动的幅度。 12. (1)C　(2)顺时针　(3)垂直纸面向外　(4)B′　B0 【解析】(1)从电路来看，这两个电路有一点是不同的，在图(甲)(1)中，接电池正极的是电流计的正接线柱，而图(甲)(2)中，接电池正极的是电流计的负接线柱，故它们的指针偏转方向不相同，说明这一步是在判断电流方向与指针的偏转方向是否一致，即选项C正确。 (2)由于电流计的指针是向右偏转的，说明电流是从电流计的正接线柱流入的，也就是在螺线管中，电流方向从上往下看，是沿顺时针方向。 (3)由于表格中已经判断出感应电流的方向是沿逆时针方向的，故由右手定则可判断出感应电流的磁场B′的方向是垂直纸面向外的。 (4)楞次定律知感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化，故第一个空应该填B′，第二个空应该填B0。 四、解答题 13. (1) (2) 会 【解析】(1) 作出光路图如图所示 到对称轴的距离为，(半径)，因此法线与入射光线的夹角， 即入射角： 在中，，，， 由正弦定理得： 结合余弦定理，解得：， 代入解得： 根据折射定律： 解得： (2)临界角： 点的入射角是折射光线与的法线()的夹角， 由正弦定理得： 解得： 因为， 即，则恰好会发生全反射。 14. (1) 4m/s； (2) 1.6m/s； (3) 0.7776m 15. (1) (2)- (3) 【解析】(1)t0时刻开关S与a连接，流过导体棒的电流I=，导体棒所受的安培力F=BIL，根据牛顿第二定律有F=ma0，联立解得a0= (2)当导体棒匀速运动时，导体棒产生的电动势等于电源电动势，设此时导体棒速度为v0，则E=BLv0，当储能器电压为U0时，对导体棒根据动量定理有-∑BIL·Δt=mv-mv0，又q=∑I·Δt，可得-BLq=mv-mv0，且U0=kq，联立解得v=- (3)t0~t1时间内，对导体棒，根据动量定理有BL·t=mv0，又q1=·t，可得q1=，设导体棒上产生的焦耳热为Q1，由能量守恒可得q1E=Q1+m，解得Q1=，从t1时刻到导体棒静止过程中，根据能量守恒定律可知电路中产生的焦耳热为Q总=m，导体棒产生的焦耳热为Q2=·Q总=，则Q=Q1+Q2=。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $