湖南省长沙市2026-2027学年高三上学期开学学情物理自测卷01（人教版）

**基本信息** 以海盗船、稀土衰变等生活与科技情境为载体，覆盖力学、电磁学、天体物理等模块，通过实验数据处理与综合计算，考查物理观念与科学思维，适配高三开学学情检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/43分|超重失重（海盗船）、简谐运动（浮标）、变压器动态分析|结合生活情境（钓鱼浮标振动）与科技素材（稀土核衰变），梯度设计单选基础与多选能力题| |非选择题|5题/57分|打点计时器数据处理、板块碰撞动量守恒、汽缸气体实验定律|实验题考查科学探究（力的合成等效替代），计算题综合动量与能量（滑块粘碰）、热力学定律（导热汽缸），贴近高考命题趋势|

湖南省长沙市2026-2027学年高三上学期开学学情自测卷01 物理试题（解析版） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D A C B A AD BD BC 1．D 【详解】乘客在摆动至最低点时，具有竖直向上的向心加速度 根据牛顿第二定律 解得支持力 ，此时乘客处于超重状态； 乘客在摆动至最高点时，速度为零，向心加速度为零，但具有沿切线向下的切向加速度，该加速度有竖直向下的分量，根据牛顿第二定律可知支持力小于重力，此时乘客处于失重状态，则乘客既有失重也有超重。 故选D。 2．A 【详解】A．由α、β衰变的质量数和电荷数变化规律，目标核素的质量数和电荷数分别满足， 对，由质量数方程得 再由电荷数方程得 两种衰变次数均为非负整数，因此该核素可以出现在衰变链中，故A正确； B．对，由质量数方程得 α衰变次数必须为整数，故B错误； C．对，由质量数方程得 α衰变次数必须为整数，故C错误； D．对，由质量数方程得 α衰变次数必须为整数，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】A．由图乙可知，时刻平衡位置坐标为的质点向下振动，根据“上、下坡”可知，该波沿x轴正方向传播，A错误； B．由图甲可得该波的波长 由乙图可知，其周期为 故其波速为 B错误； C．质点只会在平衡位置附近振动，不会随波的传播而移动，C错误； D．该波的表达式为 把、代入解得 由图可知，0时刻，P点向上振动，P点第一次回到平衡位置通过的路程 D正确。 故选D。 4．A 【详解】卫星一、卫星二轨道的半长轴分别为 ， 由开普勒第三定律得 整理得 星球表面的重力加速度为g，根据万有引力提供重力得 星球质量的表达式为 联立得 故选A。 5．C 【详解】A．若圆弧面光滑，圆弧槽与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，故A错误； B．若圆弧面光滑，设滑块运动至水平面时速度大小为，圆弧糟速度大小为，由机械能守恒定律知 在水平方向上动量守恒有 ， 联立解得 ， 故B错误； C．若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，设滑块与圆弧槽相对于地面沿水平方向的位移分别为和，由水平方向动量守恒有 ， 解得 ， 故C正确； D．由于滑块还发生了竖直位移R，故滑块的位移大小为 故D错误。 就选C。 6．B 【详解】A．原线圈电流为，副线圈电流为，根据可知 又 即，故A错误。 B．当电压表的示数变化量为时，原线圈两端电压的变化量 定值电阻两端电压变化量的绝对值 可知，故B正确。 C．副线圈电路中总电阻为，滑动变阻器的上段、下段并联，将滑动变阻器的滑片从上端滑至下端的过程中，有 由数学知识可得电阻先增大后减小，所以副线圈总电阻先增大后减小。 根据电压关系，其中满足，满足 电流关系，联立可得 等效电阻为 可知先增大后减小。根据，则电源的输出功率先减小后增大，故C错误。 D．根据 副线圈的输出功率为 其中 整理得 理想变压器副线圈的输出功率与副线圈电路的总电阻有关，无法确定和的大小关系，所以理想变压器副线圈的输出功率的变化情况不确定，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】单摆周期公式为 ，其中 为当地重力加速度。 在月球两极处，无自转影响，重力加速度为 ，周期 可得 。 在月球赤道处，由于自转，有效重力加速度 其中向心加速度 自转角速度 故 可得，在月球赤道处 赤道处单摆周期 代入可得 故选A。 8．AD 【详解】A．振幅是简谐运动中物体偏离平衡位置的最大距离，从图乙可知浮标振动的最大位移为，所以振幅为，故A正确； B．由图乙可知周期，根据频率公式 可得频率，并非，故B错误； C．时，浮标位移为，处于负向最大位移处，此时速度为，并非最大，故C错误； D．时，浮标在平衡位置，观察图像，之后浮标位移向正方向增大，所以此时振动方向向上，故D正确。 故选AD。 9．BD 【详解】AB．物体A的速度等于车速沿绳方向的分量，则，故A错误，B正确； CD．由于车向右运动过程中θ不断减小，cosθ不断增大，车速不变，则物体A的速度不断增大，即物体向上做加速运动，加速度向上，物体A处于超重状态，故C错误，D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】A．施加拉力之前，设弹簧压缩量为，此时弹力最大，对A、B整体受力平衡，根据平衡条件有 施加拉力瞬间A、B开始向上一起做加速度大小为的匀加速直线运动，设A、B相对于起始位置的位移为，弹簧弹力 即与成线性关系，A、B分离时，A、B间弹力 此时弹簧弹力满足 得，故A错误； B．对A、B整体，根据牛顿第二定律有 得 与成线性关系，时， A、B分离时 得，故B正确； CD．对B，根据牛顿第二定律有 得 与成线性关系，时， A、B分离时，故C正确，D错误； 故选BC。 11．(1) 交流 220 (2) 0.55 0.60 (3)小于 【详解】（1）[1][2]打点计时器乙是电火花计时器，其工作电压为交流220V。 （2）[1]根据题意可知，打点计时器打点的时间间隔为0.02s，相邻两个计数点间的时间间隔为 打点计时器打下点时小车的速度大小为 [2]根据逐差法可知，小车的加速度大小为 （3）若所用交流电的频率为，而计算中频率为，即频率算小了，则打点的时间间隔算大了，相邻两个计数点间的时间间隔算大了，根据（2）中速度的计算式可知，速度的测量值小于真实值。 12．(1) 11.40 B (2)B 【详解】（1）①[1]右侧弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则读数为11.40N； ②[2]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。 （2）如图所示，保持O点的位置不变，即合力不变，使α角不变，即FA方向不变，使β角缓慢增大至90°，根据三角形定则，已知初始α+β＞90°，从图中可以看出FA增大、FB增大；故选B。 13．(1) (2)2m/s，2m/s (3) 【详解】（1）设滑块A与木板间的滑动摩擦力大小为，木板与地面间的滑动摩擦力大小为f，则有， 因，故A、B碰撞前木板相对地面不动。设给滑块A一瞬时冲量后滑块A的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞前的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞后，滑块B的速度最大，则有， 碰撞过程动量守恒有 联立解得 （2）滑块进入P点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，设碰后滑块的速度大小为，木板的速度为， 根据动量守恒有 根据机械能守恒有 解得， （3）与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，设木板做匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 当滑块到达P点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块B相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块从与挡板碰撞后至运动到P点的时间为，滑块做匀减速直线运动的位移大小为，此过程滑块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 则滑块与木板碰后，在时间内木板向右运动的位移大小也为，即， 根据几何关系可得 联立解得 14．(1) (2) 【详解】（1）对活塞和轻杆整体受力分析，根据平衡条件有 解得 （2）依题意，初状态 末状态有 缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 解得 设倒入沙子的总质量为，对活塞、轻杆和沙子整体受力分析，有 解得 15．(1) (2)， (3) 【详解】（1）轨道固定时，物块A从Q点刚好能运动到圆弧最高点，该过程中仅有重力做功，由机械能守恒定律得 解得物块A经过Q点时的速度大小 物块A在圆弧轨道最低点Q时，受重力和轨道支持力，根据牛顿第二定律有 解得，根据牛顿第三定律，物块A第一次运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为 （2）物块A从释放到第一次运动至最高点的过程中，弹簧释放的弹性势能转化为克服摩擦力做功产生的内能以及物块的重力势能。由能量守恒定律得 已知，解得弹簧开始被压缩具有的弹性势能 物块A最终将静止在水平轨道上，设全过程物块A在粗糙轨道PQ上运动的总路程为。从释放到最终静止，系统初始的弹性势能全部转化为因摩擦产生的内能，由能量守恒定律得 解得 由于轨道PQ长度为，物块A在PQ上往返运动，路程分配为：第1次从P到Q（），第2次从Q到P（），经过弹簧反弹后第3次从P到Q（），剩余的则为第4次从Q向P方向运动的路程。 因此，物块A最终停在PQ的中点处，该位置离P点的距离为。 （3）若轨道不固定，再剪断细线，系统在水平方向不受外力，总动量守恒。全过程结束后，物块A与轨道B均处于静止状态。设物块A在粗糙轨道PQ上相对运动的总路程为，系统损失的机械能仍全部转化为内能。由能量守恒定律得 解得 这说明物块A相对轨道B的运动轨迹与固定时完全相同，最终A依然相对B停在PQ的中点。取水平向右为正方向，设全过程中物块A的位移为，轨道B的位移为。由于系统初始静止，水平方向动量守恒，可得 解得 根据题意，弹簧右端刚好与P点对齐，压缩量为，故初始时A相对B中Q点的位置为（即在Q点左侧处）。最终A相对B停在PQ中点，即最终A相对B中Q点的位置为（即在Q点左侧处）。 因此，全过程中A相对于B的位移为 联立解得 负号表示轨道B位移方向向左，故轨道B最终在光滑水平面上运动的位移大小为 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省长沙市2026-2027学年高三上学期开学学情自测卷01 物理试题 考试时间：75分钟； 分值：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 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． 第一部分（选择题 共43分） 1、 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．海盗船（如图所示）是游乐园里一种经典的摆动设施，乘客坐上去可以体验像在海浪里颠簸一样的刺激。某乘客坐在海盗船的中间位置，随海盗船一起在竖直平面内自由摆动，摆动过程中乘客会（     ） A．一直处于失重状态 B．一直处于超重状态 C．既不失重也不超重 D．既有失重也有超重 2．稀土矿中有天然放射性核素钍系和铀系，已知经历一系列衰变后，最终衰变为，在这个过程中将不断出现新的原子核，其中包括（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，P为平衡位置在处的质点，图乙为此波中平衡位置在处的质点从该时刻起的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．由甲、乙两图可知该波波速为100m/s C．从该时刻起，P质点经过2.5s沿x轴正方向移动2.5m D．从该时刻起，P质点第一次回到平衡位置通过的路程是 4．如图所示，有两颗卫星绕某星球做椭圆轨道运动，两颗卫星的近地点均与星球表面很近（可视为相切），卫星1和卫星2的轨道远地点到星球表面的最近距离分别为，卫星1和卫星2的环绕周期之比为k。忽略星球自转的影响，已知引力常量为G，星球表面的重力加速度为。则星球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 5．如图，质量为M，半径为R的圆弧槽，置于光滑水平面上．将一可视为质点的滑块从与圆心等高处无初速度地释放，滑块的质量为m，且，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．若圆弧面光滑，则圆弧槽与滑块组成的系统动量守恒 B．若圆弧面光滑，则滑块运动至水平面时速度大小为 C．若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则圆弧槽的位移大小为 D．若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则滑块的位移大小为 6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为K，原线圈串联一个定值电阻接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时，下列说法正确的是（　　） A． B．若电压表V与电流表A示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先增大后减小 D．副线圈的输出功率先减小后增大 7．月球的自转方式非常特殊，它的自转周期与公转周期相同，导致它永远以同一面对着地球。已知月球的半径为R、自转周期为T，若测得摆长为L的单摆在月球两极处的振动周期为，则该单摆在月球赤道处的振动周期为（　　） A． B． C． D． 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。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．如图甲，钓鱼浮标在竖直方向振动，该振动可视为简谐运动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，浮标的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．浮标的振幅为 B．浮标的振动频率为 C．时，浮标的速度最大 D．时，浮标的振动方向向上 9．如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦和绳子质量，当绳子与水平面的夹角为θ时，下列说法正确的是（　　） A．物体A的速度大小为vsinθ B．物体A的速度大小为vcosθ C．物体A处于失重状态 D．物体A处于超重状态 10．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端与固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块B拴接，物块A紧挨着物块B，两物块相对斜面静止。现对A施加沿斜面向上的拉力F，使A、B一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。已知A、B的质量分别为、m，重力加速度为g，。则从开始施加拉力F到A、B分离，关于弹簧弹力f、拉力F、A和B间弹力FN的大小与A、B的位移x的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11．某实验小组利用打点计时器甲或乙研究匀变速直线运动。 (1)图中打点计时器乙的工作电压为________（填“交流”或“直流”）________V。 (2)如图丙所示为某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上相邻两个计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率为，其中，，，，，，则打点计时器打下点时小车的速度大小为________，小车的加速度大小为________。（要求充分利用测量的数据，结果均保留两位有效数字） (3)若所用交流电的频率为，而计算中频率为，则（2）中速度的测量值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 12．(1)某同学在“探究力的合成规律”的实验中，将一木板竖直平行放在铁架台和轻弹簧所在平面的后面，组装成如图甲所示的装置，其部分实验操作或分析如下，请完成下列相关内容： ①卸下钩码，然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计按图乙所示，将轻弹簧末端拉到同一位置，记录细绳套、的方向及两弹簧测力计相应的读数，其中右侧弹簧测力计的读数为________N； ②本实验采用的科学方法是_________（填标号）。 A、逻辑推理法               B、等效替代法 C、控制变量法               D、建立物理模型法 (2)如图丙所示，某同学在实验中保持点的位置不变，初始时，，现使不变，缓慢增大至则此过程中，有关两弹簧测力计示数、的变化情况，下列说法正确的是__________（填标号）。 A．减小，减小 B．增大，增大 C．减小， 先减小后增大 D．增大，先减小后增大 13．如图所示，质量M=6kg的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数，上表面P点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同，质量均为m=1kg的滑块A、B（均可视为质点）放在木板上，其中滑块A放置于木板左端，滑块B放置于P点。现给滑块A一向右的瞬时冲量I=10N·s，滑块A开始向右运动，A、B碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块B相对地面的初始位置。已知P点到木板左端的距离L=4.5m，滑块与木板P点左侧的动摩擦因数，滑块与木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块A、B与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： (1)滑块B的最大速度v大小； (2)AB与挡板发生弹性碰撞后AB的速度大小、木板的速度大小； (3)木板的长度。 14．如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，，面积分别为、，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； 15．如图，质量为的轨道B静止在光滑水平面上，轨道由水平轨道及半径为的四分之一圆弧轨道组成，圆弧轨道的最低点刚好与水平轨道相切，轻弹簧放在水平轨道上，左端固定在水平轨道左端的轻质挡板上，轻弹簧自然伸长时，右端刚好与水平轨道的点对齐。质量为的物块A放在水平轨道上，用物块A向左压缩弹簧后用细线将物块A与挡板连接，弹簧的压缩量为，物块静止，轨道部分粗糙，长度为，其他部分光滑，物块A与水平轨道间的动摩擦因数为0.4.将轨道固定再剪断细线，物块A刚好能运动到圆弧轨道的最高点，弹簧始终在弹性限度内，不计物块的大小，重力加速度大小为。求： (1)物块A第一次运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小； (2)弹簧开始被压缩具有的弹性势能和物块A最终静止的位置离点的距离； (3)若轨道不固定再剪断细线，轨道B最终在光滑水平面上运动的位移大小。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $