湖南衡阳市衡阳县第二中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息** 衡阳县二中高三物理开学测试卷（高考范围），以“人造太阳”EAST、无人配送车等科技与生活情境为载体，通过10道选择（46分）和5道非选择（54分），考查物理观念与科学思维，适配高三开学学情。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|核反应（EAST）、斜抛运动（壁球）、波的叠加、功能关系（钓鱼线）、天体运动、磁场叠加、热力学定律|情境真实，如第2题壁球斜抛结合运动分解，第9题无人配送车关联功率与运动分析| |非选择题|5/54|实验（机械能守恒、电阻率测量）、电磁复合场、电磁感应（线框）、碰撞与圆周运动|综合度高，如第14题线框电磁感应结合动量定理，第15题碰撞与向心力综合，体现科学探究与推理|

衡阳县第二中学2026-2027学年上学期开学测试卷 高三·物理 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 考试范围：高考全部内容 一、选择题，本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.“人造太阳”东方超环（EAST）是国际首个全超导托卡马克核反应实验装置，其核反应方程之一为，下列说法正确的是(      ) A.X是 B.该核反应为裂变 C.反应后质量数减少 D.方程中的X是查德威克发现的 2.如图所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面上并反弹。若第一次发球时球的初速度方向与水平方向的夹角为30°，球的初速度大小为；第二次发球时球的初速度方向与水平方向的夹角为60°，球的初速度大小为。不考虑球在空中受到的阻力，则和的大小关系为(      ) A. B. C. D.无法确定 3.如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波的振幅均为2cm，波速均为2m/s，波长均为8m，E点是BD和AC连线的交点，下列说法正确的是(      ) A.A、E、C三处均为振动减弱点 B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4cm C.经2s，E点处质点通过的路程为8cm D.经2s，B点处质点通过的路程是4cm 4.一根钓鱼线在拉紧和放松过程中，拉力F与它的伸长量的关系如图所示。在这个过程中能量大致损耗(      ) A. B.0.5J C. D. 5.目前我国规划了三个“万星星座”计划，其中“鸿鹄-3”星座计划将在160个轨道平面上发射共1万颗卫星，这些卫星中一颗卫星甲的轨道为椭圆，另一颗卫星乙为近地卫星（轨道半径近似为地球半径）。如图所示，若两轨道相切于P点且在同一平面内，已知地球的半径为R，甲的远地点Q到地球表面的距离为3R，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是(   ) A.卫星甲在两点的线速度大小之比为3:1 B.卫星甲在Q点的加速度大小为 C.卫星甲在P点的线速度小于 D.在卫星甲运行1圈的时间内，乙已经运行了4圈 6.三根长度均为L的平行长直导线的横截面在纸面内构成一个等边三角形ABC，其中A、B两点的导线通有大小为I的电流，方向均垂直于纸面向外，C点的导线通有大小为I的电流，方向垂直于纸面向里。已知长直导线在距离其r处产生的磁感应强度大小为，其中为真空磁导率，I为电流大小，r为到长直导线的距离。三角形边长为a，现将一根长度为L、通有电流2I的直导线放置在等边三角形的中心点，电流方向垂直于纸面向外，则该导线所受安培力的大小为(      ) A. B. C. D. 7.某研究小组对山地车的气压避震装置进行研究，其原理如图乙所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，继续加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸容积的横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为，下列说法正确的是(      ) A.初始状态下汽缸内气体压强p为 B.从上升到过程中气体吸收的热量 C.温度为时汽缸内气体压强为 D.温度为时弹簧处于压缩状态 8.现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知，光在空气中的速度为c，下列说法正确的是(      ) A.该透明玻璃的折射率为 B.光线在AC边的折射角为 C.光线在工件中的传播时间为 D.调整入射角，光线可直接射向AB边并发生全反射 9.如图甲所示，无人配送车作为新型配送装备，可以自动规避道路障碍物与来往车辆行人，实现智能配送。满载时总质量的无人配送车在水平路面上以恒定加速度启动，到达额定功率后保持功率不变，其图像如图乙所示，其中段和段均为直线。已知无人配送车满载时的额定功率。若该无人配送车正常行驶时，受到的阻力约为总重力的，重力加速度g取。无人配送车满载时，下列说法正确的是(      ) A.无人配送车的最大行驶速度 B.匀加速阶段能达到的最大速度 C.车速时，无人配送车仍做匀加速直线运动 D.加速度时，无人配送车的速度为 10.如图所示，两正对平行金属板P、Q水平放置且与电源相连，下极板接地，在两金属板之间的A点处固定一带正电的点电荷。初始时开关闭合，则下列说法正确的是(      ) A.若在两金属板之间放置一与金属板等大且具有一定厚度的金属板，则A点的电场强度变大 B.若在两金属板之间放置一与金属板等大且具有一定厚度的金属板，则点电荷的电势能增大 C.断开开关，若在两金属板之间放置一与金属板等大且具有一定厚度的金属板，则A点的电场强度不变 D.断开开关，若在两金属板之间放置一与金属板等大且具有一定厚度的金属板，则点电荷的电势能增大 二、非选择题：本大题共5小题，共54分。 11.（6分）利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜角度的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的轻质细绳与一质量为m的小球相连；遮光片与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，A点到光电门B处的距离为h，遮光片的宽度为d，已知，实验时滑块在A处由静止开始向上运动。 (1)重力加速度为g，滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为________________，系统的重力势能减少量可表示为______________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。（用题中所给字母表示） (2)某同学按上述实验方法，多次改变A、B间的距离h，得到滑块到B点的速度的多组数据，作出图像如图乙所示，并测得，则当地的重力加速度_________________。（结果保留两位有效数字） 12.（8分）某实验小组选择合适的电流表、电压表、滑动变阻器、干电池组、刻度尺、线夹、开关、导线等器材，测量圆柱形自动铅笔铅芯的电阻率并探究滑动变阻器的工作原理。 (1)小组同学先将20根相同的铅芯按图（a）方式紧密排列，测得一根铅芯的直径__________； (2)小组同学按图（b）正确连接电路。 ①用刻度尺测得铅芯接入电路的长度为L； ②规范操作后，读出电压表和电流表的示数U和I，则计算电阻率的表达式__________（用题目测出的物理量的字母表示）； (3)小组同学利用图（b）电路探究滑动变阻器的工作原理，闭合开关后，改变线夹位置减小铅芯接入长度，电流表示数将__________（选填“增大”或“减小”），将滑动变阻器滑片向__________（选填“左移”或“右移”），可使电流表恢复原数值。 13.（10分）如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在范围足够大、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ；第四象限内，在区域存在沿x轴正方向的匀强电场E（未画出），在区域存在一定宽度且足够长、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。已知，坐标为的A点处固定一粒子源，沿x轴正方向发射速度大小为v、带正电的粒子束。粒子的质量为m，电荷量为q，粒子第一次经过x轴的位置为点。已知，忽略粒子间的相互作用及粒子所受重力。 (1)求磁场的磁感应强度大小； (2)粒子第一次进入磁场2后，恰好不从磁场2的下边界射出，求磁场2的宽度D。 14.（14分）如图1所示，某单匝矩形导线框abcd，其，，质量为m，电阻为R；从bc边距离匀强磁场的上边界为处线框开始自由下落，线框从起始位置到穿过磁场过程中的图像如图2所示，图中两斜线斜率相等。已知磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，下落过程中bc边始终与磁场边界平行，重力加速度为g，不计空气阻力，求： (1)线框bc边刚进入磁场时加速度大小； (2)整个运动过程中线框产生的焦耳热； (3)线框从进入磁场到完全离开磁场所需要的时间。 15.（16分）如图所示，内壁光滑的细圆管被弯曲成圆形轨道水平固定放置，甲、乙两小球（均视为质点）放置在管内，其中甲的质量为m，现给甲一个水平沿圆弧切线的速度，接着甲与乙发生弹性碰撞（第一次碰撞），碰撞刚结束时，甲、乙的速度等大、反向，大小均为v，然后发生完全非弹性碰撞（第二次碰撞），碰后甲、乙组成整体的向心力大小为F。 (1)求第一次碰撞前甲的速度大小； (2)求第二次碰撞产生的热量以及圆形轨道的半径； (3)求第一次碰撞前后，甲的向心加速度变化量的绝对值。 答案 1.答案：D 解析：AC.根据电荷数守恒可得X的电荷数为 核反应过程质量数守恒，根据质量数守恒可得X的质量数为 可知X为中子，故AC错误； B.该反应为轻核聚变（氘与氚聚变），而非重核裂变，故B错误； D.X为中子，由查德威克于1932年发现，故D正确。 故选D。 2.答案：C 解析：小球做斜上抛运动，设小球的初速度大小为，发球时球的初速度方向与水平方向的夹角为，在竖直方向上有在水平方向上有联立解得由题意可得 则有故选：C。 3.答案：C 解析：A.A、C两处为峰谷相遇点，均为振动减弱点，而E处位于BD两个加强点的中点，可知E处振动加强，A错误； B.因D处为波峰相遇点，振动加强，则振幅为，此时D处的位移为+4cm；B处为波谷相遇点，振动加强，则振幅为，此时B处的位移为-4cm；B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为8cm，B错误； C.波的周期；因E点振动加强，则振幅为，经，E点处质点通过的路程为，C正确； D.同理，因B点振动加强，则经2s，B点处质点通过的路程也是8cm，D错误。 故选C。 4.答案：B 解析：图像的面积等于拉力的功可知，拉紧过程中增加的能量 放松过程中恢复的能量为 在这个过程中能量大致损耗 故选B。 5.答案：B 解析：根据开普勒第二定律，有，解得，A错误；卫星甲在P点有，在Q点有，联立解得，B正确；对于卫星乙有，解得，根据变轨原理可得卫星甲在P点的线速度，C错误；根据开普勒第三定律有，解得，在卫星甲运行1圈的时间内，乙还没有运行4圈，D错误。 6.答案：A 解析：如图所示，由于三个电流大小相等且到所在位置到中心的距离相等，则三个电流对处在中心的电流的力大小相等，方向如图所示，各点到中心的距离为，每个电流在中心处产生的磁感应强度为则每个电流对中心电流产生的作用力为其中和的夹角为，根据力的合成，三个电流对中心电流的作用力为故选A。 7.答案：B 解析：A.对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入得 A错误； B.汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，此过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增加量 外界对气体做的功 根据热力学第一定律有 解得 B正确； C.当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 代入得 C错误； D.由理想气体状态方程得 由弹力知 代入数据得 因为，故温度为时弹簧处于伸长状态，D错误； 故选B。 8.答案：BC 解析：AB.画出光路图，如图所示，由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为； 由图可知，在O点的入射角为，折射角为，由折射定律有，故A错误，B正确； C.根据几何关系可知，光线在工件中的传播速度 则光在工件中的传播时间，故C正确。 D.因临界角，可知；若光线能射到B点，则因，则光线从O点直接射到AB边时入射角均小于，不可能发生全反射，D错误。 故选BC。 9.答案：BD 解析：A.配送车在水平路面上以最大行驶速度匀速行驶时，牵引力等于阻力，即 功率为额定功率 最大行驶速度，故A错误； B.匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得 解得 汽车达到匀加速阶段的最大速度时，功率为额定功率，可得，故B正确； C.由于 汽车在阶段，以恒额定功率进行加速，故C错误； D.根据牛顿第二定律得 解得 由于 汽车在阶段，以额定功率进行加速，此时配送车的速度，故D正确。 故选BD。 10.答案：AC 解析：A.两极板和电源相连，两极板之间的电压不变，在放置金属板之前和之后的电场分别如图（a）、（b）所示 对图（a），，对图（b），，因，则，选项A正确。 B.上极板与A点之间的电势差增大，则A点与下极板之间的电势差减小，由于下极板接地，则A点电势降低，点电荷的电势能减小，选项B错误。 C.与电源断开，两极板电荷量不变，电荷密度不变，则场强不变，选项C正确。 D.存在金属板的情况下，A点与下极板具有的电场长度减小，则A点的电势降低，点电荷的电势能减小，选项D错误。故选AC。 11.答案：(1)； (2)9.7 解析：（1）滑块到达B处时的速度 则系统动能的增加量 系统重力势能的减小量 （2）根据系统机械能守恒得 则 题图乙图线的斜率大小 解得 12.答案：(1)0.45 (2) (3)增大；右移 解析：（1）一根铅芯的直径 （2）由电阻定律可知 由欧姆定律可知 又，解得 （3）闭合开关后，改变线夹位置减小铅芯接入长度，铅芯接入电路中的电阻减小，电流表示数将增大；将滑动变阻器滑片向右移，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，可使电流表恢复原数值。 13.答案：(1) (2) 解析：（1） 粒子在磁场Ⅰ中的运动轨迹如图所示，有 由几何关系有 得粒子在磁场中的运动轨迹半径 解得 （2）设粒子第一次进入电场时速度与x轴负方向的夹角为， 则， 粒子在电场中受到水平向右的恒力，故在y轴方向做匀速直线运动有 在x轴方向做匀变速直线运动有 故粒子第一次进入磁场Ⅱ时垂直磁场边界入射，如图所示 粒子在磁场Ⅱ中运动时 得轨迹半径为 故磁场宽度为 14.答案：(1) (2) (3) 解析：（1）线框bc边刚进入磁场时的速度 线框此时受到重力mg和安培力F，由牛顿第二定律得 其中，， 解得 （2）分析图2可知，线框从进入磁场到离开磁场运动的总路程为2h，此过程中线框中产生焦耳热，设为Q，ad边离开磁场时的速度为v，则由能量守恒定律得 由图2可知，线框出磁场过程做匀速运动，则 解得 （3）设线框从进入磁场到完全离开的时间为t，由动量定理得 其中， 解得 15.答案：(1) (2)； (3) 解析：（1）设乙的质量为M第一次碰撞前甲的速度为，由弹性碰撞规律可得， 联立解得， （2）甲、乙发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒有 碰撞产生热量 联立解得， 对整体，由向心力公式可得 联立解得圆形轨道的半径 （3）第一次碰撞前甲的向心加速度为 碰撞后甲的向心加速度为 向心加速度变化量的绝对值为 综合可得 学科网（北京）股份有限公司 $