湖南怀化市2026-2027学年高三上学期开学物理试题

机密★启用前 姓名 准考证号 高三物理 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题卷和答题卡上。 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 题卷上无效。 3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 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.铯-137（影Cs)具有独特的物理和化学性质，在高科技领域应用中具有不可替代性。1彩Cs的衰 变方程为测Cs→1彩Ba十X,其半衰期为30年，下列说法正确的是 A.Cs发生的是a衰变 B.100个1Cs经过60年时间一定还剩下25个 C.若影Cs以化合物Cs2O的形式存在，则粥Cs的半衰期不变 D.Cs的比结合能比粥Ba的比结合能大 2.(★)我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测器，实现火星取样返回。“天问三号”探 测器进人环火椭圆轨道运行时，运行周期为T,近火点、远火点到火星球心距离分别为r和r。 已知引力常量为G,火星视为匀质球体，不考虑其他星体的影响，则可求得火星的 A.质量 B.密度 C.第一宇宙速度 D.表面的重力加速度 3.(★)如图所示是某一交变电流的一t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有 效值为 i/A 6t/(×102s) -4√2 A.2A B.3A C.22A D.2√5A 物理试题(27Y)第1页（共8页） 4.如图所示，位于坐标原点的波源沿y轴做简谐运动，振幅为2c,经2.5s波沿x轴传播到坐 标为(5m,0)的点，此时波源处于坐标为(0,1cm)的点。则 y/cm 5 x/m A.该波的传播速度为2cm/s B.该波的波长为10m C.此时波源的振动方向沿y轴正方向 D.波源接下来的5s内走过的路程为7cm 5.悬挂线是数学中一种优美曲线，如图所示，有一段质量均匀分布的细绳两端固定，构成悬挂线， 细绳左右两端点的切线与水平方向夹角分别为60°和45°，最低点为O点，则O点左、右两部分 细绳长度之比1：l2和细绳左、右两端点的拉力之比F1:F2的关系正确的是 60% 345 A.l1:L2=√3：1 B.L1:L2=√2：1 C.F1:F2=2:1 D.F1:F2=√5：1 6.如图所示，在五角星的四个顶点A、B、C、D上各放置电荷量为十Q(Q>0)的点电荷，第五个顶 点E上放置电荷量为一Q的点电荷，此时五角星中心的场强为E,电势为④。若将D点替换 为电荷量为一Q的点电荷，此时五角星中心的场强为E2,电势为2，则 +O A.E1>E2,p1>p2 B.E1<E2,pe C.E1<E2,p1<p2 D.E1>E2,9<P2 物理试题(27Y)第2页（共8页） 7.研究表明，慢中子更适宜引发裂变，重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中子”，因此 需要“慢化剂”使“快中子”减速。在一个反应堆中用石墨作慢化剂使快中子减速，碳核的质量 是中子的质量的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是 静止的。设碰撞前中子的动能是E。,取1g13=1.1,1g11=1.0,则下列说法正确的是 A.质量越大的原子核越适宜作为“慢化剂” B经过一次碰撞，中子的速度变为原来的号 C.每次碰撞，中子损失的动能相同 D.经过40次碰撞，中子的动能减小为10-8E。 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.某物理兴趣小组的同学准备用手机上的Phyphox软件测量透明玻璃杯内气体压强与温度的关 系。Phyphox软件能显示有关物理数据，同时建立坐标系。小组同学将手机放人玻璃杯内，盖 上杯盖，然后将玻璃杯放人热水中，测出气体压强随热力学温度变化的规律如图中实线AB所 示，玻璃杯内气体视为理想气体，环境压强不变。在玻璃杯内气体由状态A到状态B的过程， 下列说法正确的是 A.玻璃杯内气体有漏气现象 B.所有气体分子动能均增大 C,玻璃杯内壁单位面积上受到的压力增大 D.拧紧杯盖（不漏气）后重复该过程，随着温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃 杯内壁的碰撞次数不变 9.如图所示为一质点做匀变速直线运动的位移一时间图像，其中PQ为图线 在P点处的切线。下列说法正确的是 A.该图像可能为椭圆的一部分 B.0~t时间内质点的平均速度为3一 to C.。时刻质点的瞬时速度为一 to D.质点经过1~的中点时的速度小于一 to 物理试题(27Y)第3页（共8页） 10.如图所示，水平边界AB与CD之间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B, 两边界的高度差为L。由均匀导线制成的单匝等边三角形金属线框边长为2√3L,质量为m, 电阻为R。现将线框从AB边界上方某处由静止释放，竖直下落穿过磁场区域，运动过程中 线框底边始终水平、线框平面与磁场垂直。已知线框在某一段时间内做匀速运动，从释放线 框到开始做匀速运动过程产生的焦耳热为Q,不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确 的是 A-- A.线框底边穿过磁场过程感应电流沿逆时针方向 B线框做匀速运动的速度大小为器 C线框做匀速运动的时间为4BI mgR D线框释放时底边离AB边界的距离为器+，一工 mg 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11.(8分) 某学习小组用如图甲所示装置探究“物体的加速度与质量及所受合外力的关系”，已知重力加 速度为g。 小车 纸带打点计时器 钩码白 木板 甲 D E 2.70 单位：cm 6.32 10.84 16.24 乙 丙 物理试题(27Y)第4页（共8页） (1)关于实验操作，下列说法正确的有 。(填标号) A.平衡摩擦力时不应挂上钩码，也不应连上纸带 B.应调整定滑轮角度，使细线与木板平行 C.应先接通打点计时器电源，后释放小车 D.若改变小车质量应重新平衡摩擦力 (2)选点迹清晰的一段纸带，如图乙所示，在纸带上每隔4个计时点取1个计数点并标记为 A、B、C、D、E,各计数点到A点间的距离已在图中标出，实验所用交流电频率为50Hz,则 小车的加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字) (3)改变钩码个数n,其余条件不变，测量小车相应的加速度a,绘制a一n关系如图丙所示，图 丙中加速度a随着n的增大越来越趋近于一个稳定值，该稳定值为 (填物 理量及符号)。初始将所有钩码放于小车上，每次从小车上取下一个挂在细线末端，重复 前面的实验步骤，则得到的α一n图像是一条过原点的直线，直线斜率为，每个钩码的质 量为，则小车和所有钩码的总质量为 12.(10分) 某实验小组为了测量电源的电动势和内阻以及电流表内阻，设计如图甲所示的电路，其中 A1、A2是两个相同的待测电流表，定值电阻的阻值为R。 U I+l (1)按照图甲连接好电路，闭合S,调节滑动变阻器R与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为R1 时，灵敏电流表G的示数为零，则待测电流表内阻的测量值为 (2)仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表示数U、电流表A1示数I1、电流表A2示 数I2。,以U为纵坐标、I1十I2为横坐标，得到图乙所示的直线，则电源的电动势E= ,内阻r= 。(均选用c、d、R、R1表示) (3)由于电压表不是理想电表，根据该实验的原理可知，电源电动势的真实值 (选填 “大于”“小于”或“等于”)测量值，内阻的真实值 (选填“大于”“小于”或“等于”)测 量值。 物理试题(27Y)第5页（共8页） 13.(10分) 如图1所示是一个由半径为R的透明半球体和底面半径为R、高为√2R的透明圆柱体构成的 组合体（材料相同），圆柱体轴线O0底端O'点有一个点光源。已知点光源发出的光在组合体 内的折射率为√2，如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为S=2πRh,h为球冠的高度，真 空中光速为c,不考虑组合体内的光的反射。（已知sin15°=6一区） R 2R 图1 图2 (I)求O点发出的光射出组合体所需的最长时间t; (2)求半球体上有光能够射出的区域的面积S。 物理试题(27Y)第6页（共8页） 14.(★)(14分) 如图所示，质量为3m的L形长木板静止在光滑水平面上，长木板上表面AB段水平，BC段 为半径为R的四分之一光滑圆弧，圆弧面的最低点与AB相切。质量为m的物块以一定的初 速度沿水平方向从长木板的左端A点滑上长木板，物块刚好能滑到圆弧面的最高点C,最后 恰好滑到A点与长木板相对静止。已知物块与AB间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g, 不计物块的大小。求： R (1)物块刚滑上长木板时，物块与长木板的加速度大小； (2)长木板上表面AB部分的长度和物块刚滑上长木板时的初速度大小。 物理试题(27Y)第7页（共8页） 15.(15分) 如图所示，在0≤x≤2a,一a≤y≤a内某一区域存在一匀强磁场，方 向垂直纸面向里。在直线y=a的上方，直线x=0与x=2a之间的 区域内，另有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(未知)。大 量质量为m、电荷量为+g(g>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场 方向射入磁场，速度方向与x轴正方向成0角（一90°<0<90°，其中 0 粒子射入第一象限，取正；粒子射入第四象限，0取负)，当速度方向 沿x轴正方向时，粒子恰好从O(x=a的位置)点正上方的A点沿y轴正方向射出磁场，不 计粒子重力。 (1)求磁感应强度B的大小； (2)为使这些粒子射出磁场后在电场中运动的时间相同且最长，写出磁场边界的轨迹方程； (3)若在0≤x≤2a,一a≤y≤a整个区域内都存在磁场，且B的大小和方向均和第(1)问相 同，当0=一37°时粒子从A点第一次回到磁场，求匀强电场的电场强度E。(si37°= 0.6,c0s37°=0.8) 物理试题(27Y)第8页（共8页）高三物理一参考答案 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C A D D A B D 1.C【解析】设X的质量数为A,电荷数为Z,根据质量数和电荷数分别守恒有137=137+A,55=56+Z,解得 A=0,Z=一1，故X为电子，即B粒子，所以熙Cs发生的是B衰变，故A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计 规律，对少量原子核不成立，故B错误；半衰期是放射性核素的固有属性，仅由核内部结构决定，不受化学状态 影响，故C正确；Cs衰变成gBa后，生成物更加稳定，比结合能更大，即lBa的比结合能比gCs的比结合能 大，故D错误。 2.A【解析】设“天问三号”探测器在半径为1的轨道上围绕火星做匀速圆周运动，周期为T1,根据万有引力提 T十kr)3 供句心力，则有G=m(停)厂，解得文星的质量为M=二根括开普粉第三定殊有号 （2 T2 ,联立可得火星的质量M=-®，故A正确根据p=4M,由于火星的半径未知，无 8T2 GT 2GT2 法求火星的密度，故B错误；当某卫星做匀速圆周运动的轨道半径等于火星半径R时，其运行的速度为火星的 第一宇宙连度，根据万有引力提供向心力，则有G=m贯，解得√贸，由于大显的半径来知，无法求 火星的第一字宙速度，故C错误；“天问三号”探测器在火星表面上，根据万有引力等于重力，则有G=mg, R2 解得g必，由于火星的丰径未知，无法求火星表面的重力加速度，故D错误。 3D解析】根据电流的热效应可得PRT=R·十R·,其中h号A,,2A,解得该交变电流 的有效值为I=2√3A。 4,D【解析】经过2.5s波传到了x=5m,所以有U-兰=2m/s,故A错误；波源的振动方程为y=2sin(cm, 又因为w票，当t=2.5s时，y=1cm,结合题图可知，此时波传播的距离大于四分之一波长，小于二分之一波 长，所以此时间也是大于四分之一周期小于二分之一周期，解得T=6s,由于0=产，解得入=12m,故B错误； 由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，波源北时的振动方向是沿y轴负方向，故C错误；5s=骨了，波源 从开始振动到达(0,1m)处经历的时间为=2。T=是工，从(0,1m)处到达平衡位里经历的时间为6 号最T=T,孩过程淀源所，动的略程为1=1m,再经过=号T-T-是T,此过程波源走的略程为 5y=3A=6cm,所以波源接下来的号T所走的路程为5=5十52=7cm,故D正确。 5.A【解析】设O点左侧细绳质量为m1,右侧细绳质量为2，O点细绳拉力为F,对O点左侧的绳子受力分析， 如图所示，根据平衡条件，水平方向有F1cos60°=F,竖直方向有F1sin60°=m1g,得m1g=√3F,F1=2F;对O 点右侧的绳子受力分析，如图所示，同理可得2g=F,F2=√2F,得m:m2=√3：1，F1:F2=√2：1，又细绳 质量均匀分布，则l1:l2=m1:m2=√3：1，故选A。 F .60入 459 m g 物理参考答案(27Y)一1 6.B【解析】第一种情况下，将E点的一Q等效为十Q和一2Q两个点电荷，由对称性可知，五角星中心的场强等 价于一2Q的点电荷产生的场强；同理第二种情况下将E点和D点的一Q等效为十Q和一2Q两个点电荷，五 角星中心的场强等价于两个一2Q的点电荷产生的场强，且两者之间夹角为72°，由矢量的合成法则可知五角星 中心的场强变大，由点电荷的电势分布可知，将D点替换为电荷量为一Q的点电荷，五角星中心的电势降低。 故选B。 7.D【解析】“慢化剂”原子核质量非常大时，碰撞后中子的速度也是非常大，只是反弹回来，不能达到使快中子 减速的目的，故A错误；中子与原子核相碰，系统的合外力为0，动量守恒。设中子碰撞前的速度为，碰撞后 的速度为，碳核碰撞后速度为，由动量守恒定律有mw=m十12m,由能量守恒定律有E,=)m6= 2m十号×12m,由上式解得0=一品放B错误：中子每次与原子接相碰的情景都一样，由于年碰一次， 中子的逵度大小都支为碰前的最，因此碰接n次后，中子的逵度大小变为=（侣）0，动能变为E=7md -(侣》产E,每次碰撞损失的动能不湘同，经过m次碰提，若中子的动能等于10B,解得m一g13号g 4 40,所以经过40次碰撞，故C错误，D正确。 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目要求， 全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 题号 8 9 10 答案 AC BC AD 8.AC【解析】玻璃杯体积不变，若不发生漏气，则p一T图像应为过原，点的直线，而状态B的实际压强比不漏气 的情况下小，说明杯内气体的物质的量减小，发生了漏气，故A正确；温度升高说明气体分子平均动能增大，单 个分子的动能可以增大也可以减小，故B错误；由图像可知pB>,杯内壁单位面积上受到的压力即气体压强 增大，故C正确；拧紧杯盖（不漏气）后重复该过程，随着温度升高玻璃杯内气体分子数密度不变，分子的热运动 加剧，故单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃杯内壁的碰撞次数增多，D错误。 9.BC【解析】质，点做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的速度时间关系可知图像为抛物线的一部分，故A 错误；割线P的斜率表示平均速度，可得0一6时间内质点的平均速度为一，故B正确；切线PQ的斜率 to 表示瞬时速度，可得。时刻质，点的瞬时速度为心，故C正确；根据匀变速直线运动的推论，中间时刻的瞬 to 时速度等于整个过程的平均速度，即。飞，而中点（中间位置）的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故质点 经过x1~x的中点时的速度大于，，D错误。 to 10.AD【解析】线框底边穿过磁场过程根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向，A正确；要使线框做匀速运 动，则重力与安培力平衡，又速度大小不变，则线框切割的有效长度不变，则匀速运动的过程为线框底边到达 CD开始出磁场到线框上顶，点到达AB的过程，如图所示， 此过程线框切割的有效长度为1=2Lan30-2雪L,电动势E=B,电流I={,安培力F=B,根据安培 力等于重力有mg=R B口解得。，B错误；匀速运动的时间1弘-8BL 日一3mgR,C错误；从释放线框到开 始匀遮运动，旅错危立中极有me十L)-日十Q解得一微器+品-L,D正瑰。 物理参考答案(27Y)一2 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 11.(8分，每空2分) (1)BC(选不全得1分) (2)0.90 3)重力加速度g 【解析】(1)平衡摩擦力时需要连上纸带，平衡纸带与打点计时器间的摩擦，并通过纸带打出的，点判断小车是否 做匀速运动，故A错误；细线与木板平行可保证小车所受合外力恒定，故B正确；打，点计时器使用时需要先接 通电源，待打点稳定后再释放小车，故C正确；平衡摩擦力时mgsin0=ngcos0,小车质量m可约去，改变小 车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。 (2)交流电频率为50Hz,每隔4个计时点取一个计数点，相邻计数，点时间间隔T=5×0.02s=0.1s,由图乙 可知a=CEAC=AE,2AC=0.90m/g。 (2T)2(2T)2 (3)以小车为研究对象，根据牛顿第二定律T=Ma,以n个钩码为研究对象，根据牛顿第二定律mg一T= m0,联立解得a一平品，当n足够大时，a趋近于重力加速度g。初始将所有钩码放于小车上，每次从小车 上取下一个挂在细线末端，保持系统总质量不变，此时Q一，则一器，则M一紧， 12.(10分，每空2分) (1)√RR1 (2)c台-VRR (3)等于等于 【解析】(1)当灵敏电流计G示数为零时，说明G两端电势相等，满足电桥平衡条件，设待测电流表内阻为RA, 流过上方支路电流为I1,下方支路电流为I2,可得I1RA=I2R1,I2RA=I1R,得RA=√RR1。 (2)桥式电路等效电阻为B十R):R十配）=√RR,由闭合电路欧拇定律E=U十 (R+√RR1)+(R1+√RR1) (I1十I2)(r十√RR),整理得U=E一(r十√RR1)(I1十I2),结合图乙可知，纵截距等于电源电动势，即 E=c,图线斜率的绝对值为r十RR=二|=行，内阻=音-√RR。 (3)由于桥式电路的等效电阻（相当于电流表内阻）已知，且采用的是电流表内接法（相对于电源），则电压表的 内阻对电动势和内阻的测量值均没有影响。 13.(10分)【解析】(1)从O点射到半球体顶，点的光时间最长 t=②R+R （1分) U- (1分) 解得t仁(2+2)R (1分) (2)作出光路图如图所示，设光线恰好在A,点发生全反射 h sin C=1=2 n-2 (1分) 在△OAO中由正弦定理有 R√2R sinβsinC (2分) 得img-2pg301分） 则a=90°-3-C=15° (1分) 则h=R一Rsin a (1分) 有光射出区城的面积为S=2mR=4十26)mR (1分) 物理参考答案(27Y)一3 14.(14分)【解析】(1)设物块刚滑上长木板时，物块的加速度大小为a1、长木板的加速度大小为a2。根据牛顿第 二定律mg=a1…(2分) mg=3m02..... …(2分） 解得☑1=)g…们分） a=68 …(们分)》 (2)设物块滑上长木板时的初速度大小为，到达C点时速度为1，两者最后的共同速度为2，AB长为L,根 据系统水平方向动量守恒m00=4w=4m2…(2分) 根揭能量守恒之m话=合Xmuf十mgL十mgR (2分) n6=7X4m呢+2mgL (2分) 可得mgL=mgR 解得L=2R… (1分) w-告3gR (1分) 15.(15分)【解析】(1)当粒子速度沿x轴方向入射，从A点射出磁场时，由几何关系知r=a…(2分) 由牛顿第二定律得q0B=m …(2分) 解得B=化 (1分) ga (2)要使这些粒子射出磁场后在电场中运动的时间相同且最长，则要求进入 电场时的速度与电场线平行，设与y轴正方向成0角的粒子从磁场边界莱点0可 P(x,y)射出，由题可知，粒子运动的轨迹对应的圆心角刚好为0=90°一0 …（们分) 如图，由几何关系可知P点的坐标为x=a(l一cos0),y=asin01… …(2分) 消掉0可得边界的曲线方程为(x一a)2十y2=a2 (2分) 即所加磁场在以(a,0)为圆心，半径为a的圆内，如图中圆所示 (3)粒子在磁场中运动轨迹如图，半径r=a 由几何关系有sn。=2-2os0-=日，则cos。-2 …(1分)》 B,点与A点的距离为x=rcos a一(a一rsin0)…(1分) 粒子在电场中做类斜抛运动 沿x轴方向有x=sina·t… …(1分) 沿y轴方向有uosa=gE.号 (1分) m 联立解得E=12+2W6)m 25qa (1分) 物理参考答案(27Y)一4