宁夏固原市西吉中学2027届高三上学期开学考试物理试题

**基本信息** 高三开学物理试卷涵盖力学、电磁学等模块，以科技情境（如铅205核素研究）和实际应用（振动发电装置）为载体，通过基础辨析、综合分析、实验操作及复杂问题解决，考查物理观念、科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|超重失重、核反应、电路损耗|基础概念辨析，如第1题结合运动状态分析超重失重| |多选题|3/18|光的干涉、机械波、电磁感应|综合能力考查，如第8题关联光的折射与干涉实验现象| |实验题|2/14|弹簧劲度系数、电阻率测量|注重仪器使用（螺旋测微器）与数据处理，体现科学探究| |解答题|3/40|理想气体状态方程、动量守恒、电磁感应动态分析|复杂问题建模，如第15题开关切换下导体棒运动推理，考查科学推理与模型建构|

西吉中学2027届高三上学期开学考试物理试题 一、单选题（每小题4分，共28分） 1.关于超重和失重，下列说法正确的是（    ） A．物体处于超重时，物体一定在上升 B．物体处于失重状态时，物体可能在上升 C．物体处于完全失重时，地球对它的引力就消失了 D．物体在完全失重时，它所受到的合外力为零 2.铅（Pb）205放射性核素的半衰期约为1700万年，对其丰度的研究为推断太阳的形成时间提供了重要的科学依据。天体环境中，形成铅205的重要机制之一是铊（）核的束缚态衰变，其方程为。下列说法正确的是（     ） A． B． C．核的中子数为124 D．核与核质量数不同 3.某座水电站的发电机组输出电压为9kV，通过总电阻为10Ω的输电线向附近山区供电，经过理想变压器降压至220V供给用户。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为，则输电线上损失的电功率为（     ） A．3000W B．4000W C．5000W D．6000W 4.如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（     ） A．平行板电容器的电容将变小 B．静电计指针张角变大 C．P点的电势将升高 D．若充电完毕后移去电源，再将上极板水平向左移动一小段距离，则带电油滴仍静止不动 5.如图所示，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。关于电路的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．灯丝的电阻率变小了 B．电源的路端电压变小了 C．电源的总功率变小了 D．灯丝消耗的功率一定变大了 6.如图（a）所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2m、匝数为30的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图（b）所示。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有10Ω的小灯泡L，其他电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡。当线圈速度随时间变化的规律如图（c）、（d）所示（v取向右为正），其中图（c）所示速度按正弦规律变化，取π=3.14，下列说法正确的是（　　） A．线圈在两种运动情况下，小灯泡的亮度均相同 B．线圈按图（d）情况运动时，产生的电动势是恒定不变的 C．线圈按图（c）情况运动时，灯泡两端的电压为 D．线圈按图（c）情况运动时，产生的电动势的瞬时值表达式为 7.图甲中直线MN表示某点电荷Q产生的电场中的一条电场线。一质量为m、电荷量大小为q、带负电的粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动，经过M点时速度为，到达N点时速度为，粒子运动的图像如图乙所示。取N点电势为零，则下列说法正确的是（　　） A．M点的电势为 B．点电荷Q为负电荷 C．M点电场强度小于N点电场强度 D．该粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 二、多选题（每小题6分，共18分，全对得6分，少选得3分，错选得0分） 8.在光的本性研究中，下列实验现象和原理的说法正确的是（　　） A．图1是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定小于b束光在水珠中传播的速度 B．图2是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值（入射角）后不会再有光线从面射出 C．图3是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板（双缝）间的距离L，相邻两条亮条纹间距离将减小 D．图4是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是不平整的 9.科研机构对波的特性展开研究，一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为和，从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正向传播 B．此后P、Q两点速度始终等大反向 C．时，Q质点的位移为 D．若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为 10.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻为2R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。则在金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．流过金属棒的最大电流为 B．通过金属棒的电荷量为 C．克服安培力所做的功为mgh D．金属棒产生的焦耳热为 三、实验题（共7空，每空2分，共14分） 11.某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 （1）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=___________cm，劲度系数k=___________N/m； （2）他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度为___________cm。 12.某同学测量金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则_____。 （2）用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该金属丝的电阻，结果如图乙所示，则该读数为_____。 （3）为了更准确地测量金属丝的电阻，设计了如图丙所示的电路，已知定值电阻的阻值为，电压表的内阻为。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最_____（选填“左”或“右”）端。 （4）若测得金属丝的长度为，直径为，图中电压表的示数为，电压表的示数为，则金属丝的电阻率_____（用、、、、、表示）。 四、解答题（共40分，13题10分，14题14分，15题16分） 13.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态B时的热力学温度，求： （1）该气体在状态A时的热力学温度 （2）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量以及该过程中气体从外界吸收的热量Q． 14.如图所示，一质量为的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为的小物块，给和以大小均为、方向相反的初速度，使开始向左运动，开始向右运动，物块始终没有滑离木板。（取）求： （1）当木板速度减为0时，物块的速度； （2）A与B相对静止时的共同速度的大小； （3）整个过程中A、B系统机械能的损失量。 15.如图，MN和PQ是水平面内足够长的间距为的光滑平行导轨，其左端通过导线接有阻值为的定值电阻、单刀双掷开关（开始时处于空掷位置）和电容为的电容器（初始不带电），整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，导体棒和导轨的电阻忽略不计。某时刻将开关掷于“1”，对ab施加水平向右、大小为的恒力，使其由静止开始运动。 （1）运用相关知识推理说明导体棒ab将怎样运动？ （2）导体棒ab运动稳定时，求上消耗的电功率。 （3）当导体棒ab运动稳定后，撤去恒力，同时将开关迅速切换到“2”，求此后ab运动再次达到稳定时的速度大小。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《西吉中学2027届高三上学期开学考试物理试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B C C D A CD BD AB 1．B 【详解】AB．当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度。超重状态和失重状态与物体的运动的方向无关，与加速度的方向有关：物体处于超重时，物体可能在加速上升，有可能减速下降；物体处于失重状态时，物体可能在减速上升。故A错误，B正确； C．物体处于完全失重状态时，重力全部提供向下的加速度，并没有消失或等于0．故C错误； D．物体处于完全失重状态时，只受到重力的作用，并且重力全部提供向下的加速度，合力不为零。故D错误 故选B。 2．C 【详解】ABD．根据题意，由质量数守恒和电荷数守恒可得， 则核与核质量数相同，故ABD错误； C．核的中子数为，故C正确。 故选C。 3．B 【详解】由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，得 由题给，所以 由输电线欧姆定律得 代入，， 整理得 由焦耳定律，输电线损失功率为 代入得 故选B。 4．C 【详解】A．平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，即减小，由可知平行板电容器的电容将变大。故A错误； B．由于电容器一直与电源连接，所以板间电压不变，静电计指针张角不变，故B错误； C．由于不变，两极板间距变小，根据可知板间场强变大，P点与下极板的距离不变，且下极板电势不变，由可知P点与下极板的电势差变大，所以P点的电势将升高，故C正确； D．若充电完毕后移去电源，则可认为电容器所带电荷量不变，两板之间的场强 将上极板水平向左移动一小段距离，即正对面积减小，场强变大，此时，带电油滴受力不平衡，带电油滴将不能保持静止。故D错误。 故选C。 5．C 【详解】用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗，说明灯丝消耗的功率一定变小，灯丝电阻变大，灯丝的电阻率变大。电路电流减小，则路端电压变大，根据P=EI可知，电源总功率变小。 故选C。 6．D 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得e=nBLv=nB·2πr·v=2nπBrv 线圈两种运动过程中速度变化情况不同，产生的感应电动势随时间的变化不同，则感应电动势的有效值不同，则小灯泡亮度不相同，故A错误； B．由于题图（d）中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化，故B错误； C．线圈按照题图（c）情况运动时，电动势有效值 感应电流有效值为 则灯泡两端的电压为，故C错误。 D．线圈按照题图（c）情况运动时，速度随时间变化情况为，产生的电动势的瞬时值表达式为e=2nπBrv=2×30×π×0.1×0.2×5sin5πt（V）=6πsin5πt（V），故D正确； 故选D。 7．A 【详解】A．带电粒子从M点运动到N点的过程中，由动能定理得 解得M、N两点间的电势差为 而 且，所以 A正确； BC．由图乙可知，该粒子受到向左的电场力，电场线方向向右，在M处的加速度大于N处的加速度，则M处的电场力大于N处的电场力，由此可知该点电荷Q为正电荷且在M的左侧，M处的场强大于N处的场强，BC错误； D．带电粒子从M点运动到N点的过程中，动能减小，电势能增大，故电荷在M点的电势能一定小于N点的电势能，D错误。 故选A。 8．CD 【详解】A．图1中a束光折射角大，折射率小，根据可知，a束光在水珠中的传播速度大，选项A错误； B．图2中，光束在面的折射角等于在面的入射角，只要入射角，面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误； C．图3中，根据可知，选项C正确； D．图4中的干涉条纹说明光在样板下表面反射和检测平面上表面反射形成稳定干涉，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是不平整的，选项D正确。 故选CD。 9．BD 【详解】A．由图乙可知，时刻质点P向下振动，根据“上下坡”法由图甲可知，该波沿x轴负向传播，故A错误； B．由图甲可知，波长，由于P、Q两点间距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，速度等大反向，故B正确； C．由图乙可知，周期为，则角频率为 设Q质点的振动方程为 当时，代入上式，可得 故Q质点的振动方程为 当时Q质点的位移为 故C错误； D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则两列波频率相同，则所遇到的波的频率为 故D正确。 故选D。 10．AB 【详解】AB．金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律，得 则金属棒到达平直部分时的速度 金属棒到达平直部分后做减速运动，则刚到达平直部分时的速度最大，最大感应电动势为 最大感应电流 通过金属棒的电荷量，故AB正确； CD．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得 则克服安培力做的功为 克服安培力做的功转化为整个回路中的焦耳热 通过定值电阻与金属棒的电流相等，则金属棒产生的焦耳热为，故CD错误。 故选AB。 11．11． 5 40 15 【详解】（1）[1]图像与横坐标的交点就是弹簧的原长，因此该弹簧的原长为5cm； [2]在图像中，图像的斜率表示劲度系数，劲度系数为 （2）[3]根据 可得 此时弹簧的总长为 12．(1)4.485/4.486/4.487 (2)50 （3）左 (4) 【详解】（1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径4mm+0.01mm×48.6=4.486mm。 （2）用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该金属丝的电阻为5×10Ω=50Ω。 （3）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端。 （4）通过Rx的电流 则 根据， 解得 四、解答题（共40分，13题10分，14题14分，15题16分） 13．①②0;200J 【详解】①气体从状态A到状态B过程做等容变化，根据查理定律得： 代入数据解得： ②因为 pAVA=pCVC 所以状态A和状态C的温度相同，且气体内能只与温度有关可知，气体内能不变，即 △U=0 气体从状态A到状态B过程体积不变，不做功，气体从状态B到状态C气体对外做功，且 W=-PB(VC-VB)=-1×105×(3×10-3-1×10-3)J=-200J 由热力学第一定律得： △U=W+Q 解得： Q=-W=200J 14.(1)，方向向左 (2) (3) 【详解】（1）水平地面光滑，系统动量守恒，取向左为正方向，当木板速度减为0时 解得 （2）系统动量守恒，A与B相对静止时 解得 （3）根据能量守恒，整个过程中A、B系统机械能的损失量 15.（1）导体棒做加速度不断减小的加速运动；当时，ab速度达到稳定，做匀速直线运动；（2）；（3） 【详解】（1）单刀双掷开关接“1”， ab由静止开始运动，设其速度大小为，由电磁感应定律知，导体棒产生的电动势 由闭合电路欧姆定律知，导体棒中的电流 由安培力公式得 由牛顿第二定律得 故 可知，随着速度增加，加速度减小，即导体棒做加速度不断减小的加速运动；当时，ab速度达到稳定，做匀速直线运动； （2）设导体棒ab运动稳定时的速度大小为，由电磁感应定律知，导体棒产生的感应电动势 由牛顿运动定律得 消耗的电功率 解得 （3）撤去恒力，同时将迅速切换到“2”，此后电容器充电，ab做减速运动，当电容器电压与ab电动势相等时，ab的运动再次达到稳定，设达到匀速时的速度大小为，由电磁感应定律知，此时ab的感应电动势 电容器所充电荷量 设充电过程时间为，此过程的平均电流 平均安培力 根据动量定理得 解得 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 $ 西吉中学2027届高三上学期开学考试 物理答题卡 姓名 _________________ 准考证号 缺考 违纪 注意事项 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真在规定位置贴好条形码。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米及以上黑色字迹的签字笔书写，要求字体工整，笔迹清楚。 3.严格按照题号在相应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效； 4.保持卡面清洁，不装订，不要折叠，不要破损。 填涂样例 正确填涂 错误填涂 条形码粘贴区(居中) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 1. 选择题（1-7单选，每小题4分；8-10多选，每题6分，选不全得3分，选错项不得分；共46分） 1 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4 [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 二、实验题（共14分） 11. （1）______________ ________________ （2） ________________ 12. （1）______________ （2）______________ （3） ______________ （4）_____________________ 三．综合应用(本题共40分) 13（10分） ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ )14（14分） 15（16分） 第 2 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $