湖南衡阳市衡阳县第五中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息** 以EUV光刻技术、华龙一号核反应等科技前沿为情境，通过单摆测重心实验、电磁场运动综合题，考查物理观念与科学思维的高三开学检测卷。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|6/24|光子能量、核反应、匀变速运动|第1题结合EUV光刻技术考查光子能量计算，体现科技情境| |多选|4/20|同步卫星、机械波、电场性质|第7题以北斗导航系统为背景，考查同步卫星物理量关系| |非选择|5/56|单摆实验、电阻测量、电磁场运动、简谐运动证明|11题设计秋千实验测重心，15题结合弹簧振子证明简谐运动，突出科学探究与推理|

衡阳县五中2026年秋开学考试卷 高三·物理 试卷满分：100分 考试时间：分钟 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.光刻机被誉为集成电路产业皇冠上的明珠，EUV光刻技术能够实现高分辨率和精细的线路制造。某型号的EUV光刻机的光源使用波长为13.5nm的极紫外光，这种光波长短，光子能量高。已知普朗克常量为，则这种极紫外光的光子能量约为(      ) A. B. C. D. 2.中国核工业集团有限公司研发的“华龙一号”主要是利用重核的裂变释放出大量的能量，其中一个典型的核反应方程为。已知铀、钡、氪的比结合能分别为、、，下列说法正确的是(      ) A.x等于2 B.具有天然放射性，可以通过升高温度缩短其半衰期 C.该反应过程释放的能量为 D.在中子的轰击下发生裂变反应的过程中有质量亏损 3.平直公路旁有A、B、C、D、E五个石墩，一汽车在石墩A处由静止开始匀加速行驶，途经B、C、D、E四个石墩，如图所示。已知B到C、C到D、D到E所用的时间相等（但时间未知），B、C间的距离为间的距离为。根据以上信息，以下说法正确的是(      ) A.可以求出汽车的加速度大小 B.可以求出经过C处时的速度大小 C.可以求出A、B间的距离 D.可以求出A、E间的运动时间 4.如图所示，在竖直平面内固定一刚性轻质的圆环形细管（管道内径极小），一质量为m的小球放置于管内顶端A点，其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动，使之顺时针沿管道下滑。管内的B点与管道的圆心O等高，C点是管道的最低点，若不计一切摩擦，下列说法中正确的是(      ) A.小球不可能回到A点 B.小球经过最低点时，可能处于失重状态 C.从A点运动到B点，小球对细管的作用力先减小后增大 D.从A点运动到C点，小球重力做功的瞬时功率一直增大 5.如图所示，在风洞实验室中，时刻从空中的O点以水平速度向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为小球重力的，一段时间后运动到O点正下方的P点，已知重力加速度大小为g，则小球经过P点速度的大小为(      ) A. B. C. D. 6.如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻、D为理想二极管，下列说法正确的是(      ) A.时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B.原线圈中交变电流的频率为 C.1s内原线圈输入的能量为 D.0~0.005s内，流过的电荷量为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7.北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，其中的地球静止轨道卫星，它的轨道平面与赤道平面重合，它与地面的位置保持相对不变，是北斗导航系统中重要的组成部分，也就是通常意义上所说的地球同步卫星。关于地球同步卫星，下列说法正确的是( ) A.同步卫星的周期与地球自转同步，高度、速度的大小都是一定的 B.地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该同步卫星的运转周期 C.为防止其他国家窃取技术，该同步卫星尽可能定点在北京正上空 D.不同的同步卫星向心加速度大小相同 8.如图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是(      ) A.该横波沿x轴正方向传播 B.该横波的波速为0.5m/s C.时间内，质点P运动的路程为8cm. D.若该横波传播过程遇到宽度为2.1m的障碍物，不能观察到衍射现象 9.细胞电转染的原理简化如图，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布，虚线为带电的外源DNA分子进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，下列说法正确的是(      ) A.N、P两点的电场强度相同 B.M点的电势比P点的电势低 C.DNA分子在M点的加速度比在N点的小 D.DNA分子在M点的电势能比在N点的大 10.如图甲所示，水平桌面上固定两条平行的光滑金属轨道MN、PQ，间距,质量的导体棒ab放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。M、P间接有阻值为的定值电阻，N、Q间接有电阻箱R。现导体棒ab在恒力F的作用下，从静止开始加速到最大速度。改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为,得到的与关系图像如图乙所示。导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好，轨道足够长且电阻不计。下列说法正确的是(   ) A.棒中感应电流方向沿棒由b指向a B.定值电阻的阻值 C.棒ab受到的恒力 D.若电阻箱阻值,导体棒运动1 m流过该棒的电荷量为0.5 C 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11.（6分）小谢同学想知道双手水平展开站立时重心距离脚底的高度h，于是和小敏同学设计了一个秋千实验来进行测量，如图所示，在秋千架杆的顶端架起一根横木，系上两根长度比小谢身高大得多的平行绳索，绳索底部与踏板连接。 实验步骤如下： ①小谢竖直站立在踏板上，双手水平展开并抓住绳索，小敏使用手机上的测距软件测得横木与踏板间的距离为L； ②推动小谢使其在同一竖直面内做小角度的摆动，且小谢身体始终与绳索保持平行。 ③小谢摆到最低点时，小敏使用手机上的秒表开始计时，此后小谢第n次经过最低点时停止计时，记录的时间为t。 根据以上实验步骤，若小谢的摆动可视为简谐运动，重力加速度为g，则 (1)摆动的周期____________。 (2)若忽略绳和踏板的质量对实验的影响，则____________（用实验步骤中测量的物理量表示）。 (3)若仅考虑踏板的质量对实验结果的影响，则（2）问中测得的结果与实际值相比____________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 12.（10分）有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管（阻值约十几欧姆），管内部中空，其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S，某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为： 电流表A（量程为，内阻约为）； 电压表V（量程为，内阻约为）； 滑动变阻器R（最大阻值为）； 电源（电动势为，内阻可忽略）； 待测金属管、开关S、导线若干。 部分实验步骤如下： (1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d，如图乙所示其读数为_______mm。 (2)按图丙连接电路，电压表右端应连接______________点（选填“M”或“N”），利用此电路测得的电阻值______________（选填“大于”或“小于”）真实值。 (3)闭合开关S，测出电压表示数电流表示数I，则金属管的中空截面积______________（用表示）。 13（10分）某发光二极管由一种透明材料封装而成，为研究其光学属性，某同学找来一个用这种材料制成的半圆柱体，其横截面是半径为R的半圆，O是半圆的圆心，AB为水平直径。一束由紫光和红光组成的复色光a以入射角从A点射入半圆柱体，经AB折射后到达弧面上的C、D两点，如图所示。已知O、C间的水平距离为，真空中的光速为c，求： (1)到达C点的是紫光还是红光？该材料对到C点的单色光的折射率n； (2)两种单色光分别从A到C的传播时间与从A到D的传播时间之比。 14.（14分）如图1所示，abcd为足够大的水平矩形绝缘薄板，ab边右侧距其L处有一足够长的狭缝ef，且，ab边上O处有一个可旋转的粒子发射源（可视为质点），可向薄板上方指定方向同时持续发射质量为m、电荷量为、速度大小v介于的所有粒子。现以O点为原点，沿Oa方向为x轴正方向，垂直Oa且水平向右为y轴正方向，垂直薄板向上为z轴正方向，建立三维直角坐标系。且区域内分布着沿方向的匀强磁场，且区域内分布着沿方向的匀强电场，场强大小。如图2所示，第一次操作时，发射源绕x轴、在平面内从方向开始顺时针缓慢匀速转动圈，当其转过的角度时，速度为的粒子恰好能通过狭缝进入电场。如图3所示，第二次操作时，发射源绕y轴、在平面内从方向开始顺时针缓慢匀速转动半圈。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，不考虑粒子间的碰撞，粒子落在薄板上被导走对下方电场没有影响。求： （1）该匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）第一次操作时，粒子落在薄板上表面到O点的最大距离及对应的粒子运动时间； （3）第二次操作时，粒子最终落在薄板上的精确区域。 15.（16分）如图所示，LMON滑杆由一般曲线、圆曲线和两段直线组成，整个滑杆位于竖直平面内，交接处平滑连接，其中OM水平，ON与水平方向成角。一轻质弹力绳的一端固定于P点，另一端穿过固定光滑圆孔Q连接质量为2m的小球A，小球A穿过滑杆。点P、Q和O在同一竖直线上，PQ间距为弹力绳原长，图中PQA均为弹力绳，此时处于伸长状态。将小球A静止于O。质量为m的小球B穿过滑杆，从高为h（未知）处静止释放，恰好通过半径为R的圆杆后，在O处与小球A发生弹性碰撞。小球A与ON杆间的动摩擦因数为且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球B与滑杆之间无摩擦力。弹力绳始终在弹性限度内且满足胡克定律，劲度系数为k，其弹性势能与伸长量x的关系：。已知重力加速度为g，OQ间距为，两小球可视为质点。 (1)求小球B静止释放高度h。 (2)求碰撞后瞬间小球A的速度大小； (3)求碰后小球A上滑过程中的滑动摩擦力大小； (4)若质量为m的弹簧振子做简谐振动的回复力，则该简谐运动的振动周期。试证明小球A碰撞后沿ON向上运动为简谐运动，并求出速度第一次为0时的时间t（速度第一次减为0前未与小球B第二次碰撞）。 高三·物理答案 1.答案：D 解析：这种极紫外光的光子能量约为 故选D。 2.答案：D 解析：A.根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，x等于3，故A错误； B.半衰期只由原子核自身决定，所以升高温度不能缩短半衰期，故B错误； C.该反应过程释放的能量为 故C错误； D.裂变反应会释放能量，所以在中子的轰击下发生裂变反应的过程中有质量亏损，故D正确。 故选D。 3.答案：C 解析：根据匀变速直线运动的规律可知，可得，因为T未知，所以无法求a，A错误；因为，所以有，而匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故有在C处的速度大小，因为T未知，所以无法求出，B错误；对A到C过程，有，可得，C正确；根据以上分析，可得未知，则不能求出A、E间的运动时间，D错误。 4.答案：C 解析：A.由机械能守恒定律可知，小球恰好能回到A点，A错误；B.小球经过最低点时，加速度竖直向上，则处于超重状态，B错误；C.小球下滑至A到B点的某一位置D时，小球对管壁的作用力为零，设该位置小球与细管圆心的连线与OA的夹角为θ，则，可得可知小球从A点运动到B点的过程中，小球对细管的作用力先减小后增大，C正确；D.小球在A点时重力的瞬时功率为零，到C点时竖直速度为零，根据可知，从A点运动到C点，小球重力做功的瞬时功率先增大后减小，D错误。故选C。 5.答案：B 解析：由分析可知，小球在水平向右的恒定风力的作用下，在水平方向先向左做匀减速直线运动再向右做匀加速直线运动。当运动到P点时，水平方向的速度设小球在水平方向的加速度为，根据牛顿第二定律有解得设小球从O点运动到P点的时间为t，则在水平方向根据运动学公式有解得小球在竖直方向做自由落体运动，设运动到P点时竖直方向的速度为，则所小球经过P点时速度的大小为故选B。 6.答案：D 解析：A.在时，磁通量的变化率最大；根据图像，此时图像的斜率为负，表示穿过线圈向里（正方向）的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向里，根据安培定则，可知感应电流方向为顺时针，故A错误； B.原线圈中交变电流的频率应为磁感应强度变化周期的倒数，即50赫兹，故B错误； C.原线圈中电动势的最大值为原线圈电压的有效值为副线圈两端电压的有效值为电阻消耗的功率为由于理想二极管D的单向导电性，电阻只在半个周期内有电流通过，其消耗的功率是正常工作时的一半，即 输入功率等于副线圈端总功率 在1s内原线圈输入的能量为，故C错误； D.在时间内，根据法拉第电磁感应定律，原线圈中的平均感应电动势为 副线圈的平均电动势为 流过的平均电流为 流过的电荷量为，故D正确。 故选D。 7.答案：AD 解析：A.根据牛顿第二定律得解得高度是一定的；根据牛顿第二定律得高度是一定的，速度也是一定的；所以同步卫星的周期与地球自转同步，高度、速度的大小都是一定的，故A正确；B.地球赤道上的物体随地球自转的周期等于该同步卫星的运转周期，都是24小时，故B错误；C.同步卫星只能定点在赤道上空，不可能定点在北京正上空，故C错误；D.根据牛顿第二定律得解得高度是一定的，加速度也是一定的，所以不同的同步卫星向心加速度大小相同，与卫星的质量无关，故D正确。故选AD。 8.答案：BC 解析：A.图（a）为t=2s时的波形图，图（b）为在处的质点P的振动图像，该质点在t=2s时向下振动，则该横波沿x轴负方向传播，故A错误； B.由图（a）可知波长 由图（b）可知周期 则波速为，故B正确； C.在时间内，质点P运动的路程为，故C正确； D.当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小时，就能观察到明显的衍射现象，所以若该横波传播运动中遇到宽度为2.1m的障碍物，会观察到明显的衍射现象，故D错误。 故选BC。 9.答案：BCD 解析：N、P两点的电场强度大小相同，但方向不同，A错误；沿电场线电势逐渐降低，N、P两点电势相等，N点电势高于M点电势，可知M点的电势比P点的电势低，B正确；N点电场线较M点密集，可知N点场强较大，则DNA分子在M点的加速度比在N点的小，C正确；由题图可知DNA分子从M点到N点电场力做正功，则动能增大，电势能减小，可知DNA分子在M点的电势能比在N点的大，D正确。 10.答案：AB 解析：由右手定则可判断，导体棒ab中感应电流方向由b指向a,A正确；与R并联，外电路的总电阻，通过导体棒ab的电流,当导体棒达到最大速度时，导体棒受力平衡，则有,变形得,根据题图乙可得,解得,B正确，C错误；若电阻箱阻值,则电路中的总电阻为,导体棒运动1 m流过该棒的电荷量,由闭合电路欧姆定律有,由法拉第电磁感应定律知，联立可得,D错误。 11．答案：(1) (2) (3)偏小 解析：（1）从第一次经过最低点开始计时，此后第n次经过最低点，共经历了个完整周期，总时间为t，因有 解得周期 （2）单摆的周期公式为，其中摆长 联立解得 （3）若仅考虑踏板的质量对实验结果的影响，人和踏板整体的重心会比人自身的重心低，设整体的重心比人自身的重心低，其摆长，代入周期公式，计算得，有，因此（2）问中测得结果比实际值偏小。 12．答案：(1) (2)M；小于 (3) 解析：（1）根据螺旋测微器的读数规律可知。该读数为 （2）由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻，可知，电流表的分压影响较大，实验中应排除电流表分压影响，可知测量电路采用电流表外接法，即更合理的是电压表右端应连接M点； 由于测量电路采用电流表的外接法，则实验误差在电压表的分流，由于电压表分流影响，导致电流的测量值偏大，则利用此电路测得的电阻值小于真实值。 （3）根据欧姆定律有 根据电阻定律有 解得 13.答案：(1)紫光， (2) 解析：（1）由于该材料对紫光的折射率大于对红光的折射率，即紫光的偏折大。故到达C点的是紫光。 如图，由几何关系知 根据折射定律 可得 （2）紫光在该材料中的传播速度 紫光在该材料中的传播路程 紫光在该材料中的传播时间 由折射定律 解得 所以紫光和红光在该材料中的传播时间之比 14.答案：（1）；（2），或；（3）见解析 解析：（1）设第一次操作时，当发射源转过的角度为时，速度为的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有 粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 解得 （2）当发射源转过的角度为时，速度为的粒子落在薄板上表面最远处，结合上述，根据几何关系有 此时粒子运动时间 当发射源转过的角度为时，速度为的粒子通过 狭缝垂直进入电场后，又回到磁场，落在薄板上表面与上述情景相同的最远处，结合上述，根据几何关系有 此时粒子运动时间 综合上述可知 粒子运动时间为 或 （3）第二次操作中，若粒子直接落在薄板上表面，落点坐标为 ， 可知，x、y满足 其中 ，且 若粒子穿过狭缝进入电场，又从狭缝回到磁场，最终落在薄板上表面。有粒子穿过狭缝时有 ， 解得 即有 落点坐标为 ， 可知，该粒子落在薄板上表面的区域分布在平面内的直线上的线段上，即有 ， 15.答案：(1) (2) (3) (4)小球A在斜杆向上运动过程，其中在最低点时， 合力 设以最低点为平衡位置（坐标原点），沿斜杆向上为x轴正方向， 则有， 故而，小球A向上运动至速度为零过程为的简谐振动，即A第一次速度为零时的时间， 解析：（1）小球B穿过滑杆，从高为h处静止释放，在圆形轨道运动过程，恰好通过圆轨道最高点时速度，运用动能定理 解得 （2）小球B从静止运动到O，对小球B，运用动能定理 小球A与小球B发生弹性碰撞，就AB系统，运用动量守恒定律和能量守恒定律，有，； 联立解得， （3）设，通过如图几何关系和力的分解可得：设l为弹力绳QA段的长度，为QA与垂直ON方向的夹角 垂直ON方向合力为零，则支持力 滑动摩擦力 代入得 （4）证明：小球A在斜杆向上运动过程，其中在最低点时，合力 设以最低点为平衡位置（坐标原点），沿斜杆向上为x轴正方向，则有， 故而，小球A向上运动至速度为零过程为的简谐振动，即A第一次速度为零时的时间， 其中，则有 学科网（北京）股份有限公司 $