湖南长沙市岳麓实验中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息**：2027届高三开学物理检测卷，以手机防窥膜、自行车传动等真实情境为载体，覆盖光、热、力、电核心知识，通过单摆实验、电磁缓冲等问题设计，考查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、气体实验定律、共点力平衡|防窥膜可视角分析结合几何光学，体现模型建构| |多选题|4/20|传送带问题、光的色散、气体图像|双缝干涉与光电效应关联，考查科学推理| |实验题|2/16|单摆测g、电容器充放电|力传感器记录拉力周期，融合科学探究| |解答题|3/40|汽缸气体计算、电场中曲线运动、碰撞综合|凹槽滑块系统动量能量综合，突出问题解决能力|

2027届高三开学检测 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】根据图像中图线与横坐标围成的面积表示外界对气体做功的大小，结合题图可知A→C过程与A→D→C过程，图线与横坐标所围成的面积不相同，故外界对气体做功不相同，A错误；根据理想气体状态方程，可得，，即B点的温度高于D点的温度，故气体分子热运动的平均动能不相同，B错误；由题图可知，A和C状态下体积与压强的乘积均为，根据理想气体状态方程，可知对于一定质量的理想气体，状态A和C的温度相同，气体的内能相同，即，根据热力学第一定律，可知A→B→C与A→D→C过程，所围成的面积不相同，故外界对气体做功不相同，故气体放出的热量不相同，C错误；由题图可知，B→C过程为等压变化，根据盖吕萨克定律可知体积减小，故温度降低，即状态C温度比状态B温度低，所以在C状态分子的平均动能更小，则分子单次撞击容器壁的平均力度更小，而两个状态压强一样，说明C状态下分子撞击容器壁的次数更多，D正确。故选D。 3.A【解析】小球缓慢运动，始终处于平衡状态，受三个力，重力(恒力，大小方向不变)、斜面的支持力(方向始终垂直斜面，方向不变)、轻绳拉力(方向不断变化)。 采用矢量三角形法分析。将重力mg、支持力N和拉力T平移成一个首尾相连的闭合三角形，开始时，拉力T与支持力N垂直，绳往上提的过程中，拉力T与竖直方向夹角逐渐变小，因此，轻绳的拉力T一直增大，斜面对小球的支持力N一直减小，故选A。 4.C 5.C【解析】泥块做圆周运动的向心力由粘滞力和重力的合力提供，泥块随车轮转至最低点位置时，粘滞力减去重力的合力提供向心力，在最高点，粘滞力加上重力的合力提供向心力，所以在最低点位置所需要的粘滞力最大，泥块更容易脱离，A错误；从最高点转至最低点过程，泥块做匀速圆周运动，粘滞力方向与泥块速度方向不始终垂直，所以车轮对泥块的粘滞力做功，B错误；在最低点位置粘滞力最大，，脚踏以角速度匀速转动，后车轮的角速度，联立得：最大粘滞力，设车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为k,，得：，C正确，D错误。故选C。 6.CD【解析】设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E＝BLv，I＝ 金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有－BILΔt＝mΔv 则－Δt＝mΔv 由于d＝∑vtΔt， 则上面方程左右两边累计求和，可得 －＝mvB－mv0 则vB＝v0－ 设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0， 同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有－－μmgt0＝－mvB 联立解得vB＝＋> 则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误； 在整个过程中，根据能量守恒有 mv02＝μmgd＋Q 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 QR＝Q＝mv02－μmgd 故B错误； 金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 －∑BILΔt＝－∑vtΔt＝ 则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为d，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确； 金属杆以初速度v0在磁场中运动全过程有 －－μmgt0＝－mv0 若金属杆的初速度加倍， 则有－－μmgt0′＝－2mv0 得2d＝ x＝2(mv0－μmgt0′)· 当初速度为2v0时，由A项可知，金属杆到达BB1时速度变大，所以经过BCC1B1区域时间变短，即有t0′<t0，则x>4d，D正确。 二、多选题 7.ABD 8.BD【解析】由题意知，该三棱镜为顶角为的等腰三棱镜，两底角均为，对于a光，光线AC与底边平行，根据几何关系有光线在左侧界面的折射角，由于光路平行于底边，在此等腰三棱镜中光路具有对称性，即在右侧界面的入射角，出射角等于左侧的入射角。两次偏折角度之和为总偏向角，得：，根据折射定律有三棱镜对a光的折射率，A错误，B正确；根据图有包含a、b两种单色光的细光束以相同的入射角射入三棱镜时，b光的偏折程度更大，说明三棱镜对b光的折射率更大，即，折射率越大，光的频率越高、波长越短，因此，同一双缝干涉装置中，根据有波长越长，条纹间距越大，故屏上的条纹间距，C错误；由上述分析可知，b光的频率大于a光的频率，即，根据爱因斯坦光电效应方程分，别用a、b单色光照射相同金属板，由于，则逸出的光电子最大初动能b大于a，D正确。故选BD。 9.BC【解析】体积膨胀，气体体积增大，气体分子数密度减小，A错误；体积压缩，体积减小，外界对气体做正功，B正确；气体对外界做功为图像与横轴所围面积，，C正确；理想气体内能只与温度有关，等温变化过程中内能不变，又状态2变化到状态1的过程中气体体积减小，外界对气体做功，则气体对外放热，D错误。故选BC。 10.ACD【解析】线框abcd绕着垂直于磁场的轴匀速转动，故产生的电流为交变电流，故A正确；产生的交流电的电动势最大值为Em＝BL2ω，有效值为E＝，当S断开时，电压表测量的电压为cd间的电压，故U＝E＝BL2ω，故B错误，C正确；当S闭合时，电路总电阻为3r＋，ab中的电流为I＝＝BL2ω，电流表的示数IA＝＝，故D正确． 三、实验题 11. (1)； (2)，小球的半径； (3) 【解析】(1)根据单摆的受力特点结合乙图可知单摆的周期 (2) 设小球半径为r，根据单摆周期公式有，整理可得结合图像可得，解得，图线在纵轴截距的绝对值表示小球的半径。 (3)设最大摆角为，在最高点拉力最小，速度为0，沿半径方向受力平衡，最小拉力大小，摆球经过最低点时，设速度大小为v，由牛顿第二定律得，从最高点到最低点过程，由机械能守恒定律得，整理得结合图像则有，解得 12. (1) 6.0； (2) BC (3)； (4) b 【解析】(1) 由乙图可知，电压表分度值为0.5V，读数为6.0V。 (2)由甲图电路可知，开关接1充电时，电流为正方向，大小从最大值逐渐衰减到0；开关接2放电时，电流方向与充电相反(电流为负)，大小同样从最大值逐渐衰减到0，A错误；B正确；充电时，电容器电压从0逐渐升高，根据，，可知电压变化率，随电流减小而减小，斜率逐渐变小，稳定后电压等于电源电压，保持不变；放电时，电压从电源电压逐渐降低到0，变化率同样逐渐减小，C正确；D错误。故选BC。 (3)根据可知，I−t图线与坐标轴围成的面积等于电容器充电的总电荷量Q。数格子估算得面积(总电荷量)，根据电容定义代入U=6.0V，解得 (4)根据欧姆定律，原电阻初始电流，解得，R增大后，初始电流变小，充电更慢，电流衰减更慢，对应曲线b。 四、解答题 13. (1) 2.68×1025个 (2) 145cm 14. (1) 4m/s； (2) 1.6m/s； (3) 0.7776m 15. (1) (2) 不能冲出 (3) 【解析】(1)设碰前A、B球的速度为、，A球和B球组成的系统，水平方向上根据动量守恒有 从开始到碰撞前，根据能量守恒有 得： (2)B球和凹槽C碰撞，设碰后B和C的速度分别为和，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立得： 从碰后到滑块D上升到最大高度的过程中，C和D组成的系统，水平方向根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立得： 不能冲出。 (3)从碰后到相对静止的过程中，设相对路程为，相对静止时距离左端圆弧轨道s处，对C和D组成的系统，根据能量守恒有 得： 由 解得 设C和D相对静止时对地的位移分别为和，由水平方向动量守恒 因此 所以 另有 联立得： 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三开学检测 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）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态变化到状态，则(  ) A.和过程，外界对气体做功相同 B.气体在状态时和在状态时，气体分子热运动的平均动能相同 C.和过程，气体放出的热量相同 D.状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数比状态更多 3.（4分）如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小球用轻绳系住，轻绳另一端固定在斜面顶端的O点，初始时轻绳与斜面平行。现缓慢拉动轻绳，使轻绳绕O点逆时针转动至水平方向，在此过程中，下列说法正确的是(  ) A.轻绳的拉力一直增大 B.轻绳的拉力先减小后增大 C.斜面对小球的支持力一直增大 D.斜面对小球的支持力先减小后增大 4.（4分）如图所示，水平面内有边长为L的等边三角形ABC。顶点A、B、C分别固定电荷量为+q、-q、+q的点电荷。N、P、M分别为AB、BC、AC边的中点，O点为三角形ABC的几何中心。以O点为原点、竖直向上为x轴正方向建立坐标系。已知静电力常量为k。则（  ） A.N、P、M三点的电势相等 B.将带负电的试探电荷沿x轴由O点移动至x=3L处，电场力可能先做正功后做负功 C.在处的电场强度沿x轴正方向的分量大小为 D.在与x=L处的电场强度沿x轴正方向的分量大小之比为3：1 5.（4分）在上世纪80年代，我国主流的交通工具为如图（a）所示的自行车，下雨天骑行时，车轮上会附着大量的湿泥块，为了清理掉后轮上的泥块，可将后轮支起，转动脚踏将后轮泥块甩掉。图（b）为自行车传动结构，脚踏与牙盘共轴、飞轮与车轮共轴、牙盘通过链条与飞轮传动，已知牙盘、飞轮、后车轮的半径分别为r1、r2、R，当脚踏以角速度匀速转动时，泥块恰好能脱离车轮。已知车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A.泥块随车轮转至最高点位置时脱离 B.泥块随车轮从最高点转至最低点过程中，车轮对泥块的粘滞力不做功 C.车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为 D.车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为 6.（4分）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与B1C1段粗糙，其余部分光滑，AA1右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度v0沿导轨向右经过AA1进入磁场，最终恰好停在CC1处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为μ，AB＝BC＝d。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是 （      ）  A.金属杆经过BB1的速度为 B.在整个过程中，定值电阻R产生的热量为mv02－μmgd C.金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D.若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 二、多选题(共4小题,共20分) 7.（5分）如图所示，与水平面成角的传送带正以的速度顺时针匀速运行，传送带长。现每隔把质量的工件（各工作均相同，且可视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工件向上运动。稳定工作时当一个工件到达B端取走时恰好在A端又放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（） A.工件在传送带上时，先受到向上的滑动摩擦力，后受到向上的静摩擦力 B.两个工件间的最大距离为0.5m C.两个工件间的最小距离为1.25m D.稳定工作时，电动机因传送工件而输出的功率为1000W 8.（5分）一束包含a、b两种单色光的细光束从空气中射入顶角为的等腰三棱镜，A为入射点，经两次折射分别从C、D射出，如图所示，AC连线与底边平行。已知a光的偏向角为δ（C点出射光线与A点入射光线的夹角），三棱镜对a、b光的折射率分别用na、nb表示，则下列结论正确的是（ ） A. B. C.若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距xa<xb D.若用a、b两单色光分别照射相同金属板都能发生光电效应，则逸出的光电子最大初动能Eka<Ekb 9.（5分）在研究密闭容器内的理想气体的状态变化时，常会记录其变化过程的图像。下图中A、B图线分别对应某理想气体的两个状态变化过程。下列说法正确的是 （      ）  A.气体由状态1变化到状态2，气体分子数密度增加 B.气体由状态2变化到状态1，外界对气体做正功 C.若气体沿直线B从状态1变化到状态2，气体对外做功绝对值为 D.若曲线A为等温过程，由状态2变化到状态1的过程中气体从外界吸收热量 10.（5分）如图所示的正方形线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想电表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是(　　) A.线框abcd产生的电流为交变电流 B.当S断开时，电压表的示数为零 C.当S断开时，电压表的示数为BωL2 D.当S闭合时，电流表的示数为 三、实验题(共2小题,共16分) 11.（8分）实验小组的同学们利用单摆测重力加速度及单摆摆球质量。如图甲所示，他们将细线一端与一个质量均匀的金属小球相连，另一端系在固定的力传感器的挂钩上，整个装置处于竖直平面内。 (1)拉动小球使悬线偏离竖直方向一个较小的角度(小于5°)，小球由静止释放后在竖直平面内往复摆动，与传感器相连的计算机记录细线的拉力随时间变化的图线如图乙所示，由图像可知，该单摆的振动周期_______________。 (2)改变摆线的长度，多次进行实验，记录每次摆线的长度及对应的周期。以为纵轴，为横轴，利用所测得的数据，画出图像如图丙所示，则当地的重力加速度可表示为_______________(用丙图中的、表示)，图线在纵轴截距的绝对值表示_______________。 (3)控制摆球和摆线长度均不变，将小球拉离平衡位置后由静止释放，在竖直平面内往复摆动，记下传感器最大示数和最小示数；多次改变悬线与竖直方向的初始夹角并重复上述实验步骤，根据多次的测量数据在直角坐标系中绘制图像，如图丁所示。若小球摆动过程中机械能守恒，则此摆球的质量为_______________(用丙图中的、及图丁中的表示)。 12.（8分）某探究小组利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源(内阻不计)，为定值电阻，为电容器，A为零刻度位于中央的毫安表，V为电压表(内阻近似无穷大)。 (1)当开关S接1，稳定后，电压表(量程0~15V)的示数如图乙所示，则电压_______________V。 (2)操作时，先把开关S接1(此前电容器不带电)并以此刻为计时起点，待稳定后，再把开关S接2。在下列四个图像中，可正确表示全过程中通过电流表的电流随时间变化的图像和电压表测得两极板间的电压随时间变化的图像的是_______________(填字母序号)。 A. B. C. D. (3)现将图甲电路中的电流表换为电流传感器，并与计算机相连，测得当电容器充电时，电流随时间变化的曲线如图丙所示。则电容器的电容约为_______________F(计算结果保留两位有效数字)。 (4)接第(3)问，若仅将图甲电路中的换成的定值电阻，重新将开关接1(此前电容器不带电)并以此刻为计时起点，则充电电流随时间变化的图线可能是图丁中的曲线_______________(选填“”或“”)。 四、解答题(共3小题,共40分) 13.（10分）内壁光滑的导热性能良好的圆柱形汽缸放置在水平地面上，质量不计、横截面积为S=700cm2的活塞盖在圆柱形汽缸上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，封闭5mol的理想气体，测得封闭气体柱长度为L=160cm。已知环境温度不变，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol，大气压强p0=1.0×105Pa、重力加速度g=10m/s2。（结果保留三位有效数字） (1) 求单位体积内的气体分子个数； (2) 将质量为m=70kg的重物放在活塞上，求稳定后封闭气体柱的长度。 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.（16分）如图所示，足够长光滑固定水平横杆上套有一质量为4m的小球A，长度的轻质细绳一端与A相连，另一端与质量为2m的小球B相连。光滑水平面上静置质量为2m的凹槽C，C由两个半径的光滑圆轨道和长度的平直轨道平滑连接而成，槽内置有质量为2m的滑块D，D到左侧圆轨道最低点的距离。现将细绳拉至水平位置由静止释放B，当B运动到最低点时恰好与C发生弹性碰撞。已知D与平直轨道间动摩擦因数，重力加速度大小，A、B、D均可视为质点。 (1) 求小球B与C碰撞前的速度大小； (2) 通过计算判断滑块D能否冲出凹槽； (3) 已知从凹槽C开始运动到C与滑块D一起开始匀速运动所经历的时间t=3.3s，求该过程C对地的位移大小。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $