湖南邵阳市洞口县第三中学2027届高三上学期开学摸底物理试卷

**基本信息** 高三开学摸底物理试卷，75分钟100分，覆盖高中物理全部内容，以“烛龙一号”核电池等科技情境和传送带、喷雾器等生活应用为载体，通过选择、实验、计算等题型，考查物理观念、科学思维与科学探究能力，适配高三起点检测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题（单选）|7题28分|原子物理、电磁复合场、抛体运动等|以“烛龙一号”核电池为情境，考查衰变规律与半衰期| |选择题（多选）|3题15分|弹簧振动、光学棱镜、传送带运动|结合道威棱镜光路分析，体现科学推理| |非选择题|5题57分|单摆测g、伏伏法测电阻、气体定律等|实验题创新使用手机磁传感器，计算题综合动量与简谐运动，注重模型建构|

湖南省洞口县第三中学 2027届高三上学期开学摸底物理试卷【含答案word版】 考试范围：高中物理全部 考试时间：75分钟 总分：100分 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 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） 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．[4分]2025年3月，我国成功研制“烛龙一号”碳14核电池，利用放射性同位素碳14的衰变提供长期稳定电能，其衰变方程为，已知碳14的半衰期为5730年。下列说法正确的是（    ） A．原子核的衰变过程同时满足质量数守恒和电荷数守恒 B．衰变产生的电子来源于碳原子的核外电子 C．碳14的半衰期会随电池工作时间的增加而逐渐减小 D．8g碳14经历2个半衰期，剩余碳14的质量只有4g 2．[4分]如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直. 在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，小球可沿圆环自由运动. O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向. 已知小球所受电场力与重力大小相等. 现将小球从环的顶端a点由静止释放. 下列判断正确的是 （　　） A．当小球运动的弧长为圆周长的时所受洛伦兹力最大 B．小球从a点到b点，洛伦兹力的瞬时功率一直增大 C．小球在b点时机械能最大 D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能减小 3．[4分]如图所示，地面上的工人从同一位置先后抛出完全相同的砖块，被高处的工人在同一高度甲、乙两个位置分别接住．砖块可视为质点，其在空中运动的轨迹均在同一竖直平面内，砖块两次到达的最大高度相同．若空气阻力不计，关于两个砖块，下列说法正确的是（ ） A．初速度的大小一定不同 B．末动能可能相同 C．在空中运动的时间可能不同 D．在最高点处速度的大小可能相同 4．[4分]一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T，且0.25s＜T＜0.5s，则（　　） A．不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5s内，x=1m处的质点M通过的路程都相等 B．当波向+x方向传播时，波速等于10m/s C．当波沿+x方向传播时，x=1m处的质点M和x=2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程相等 D．当波沿﹣x方向传播时，经过0.1s时，质点M的位移一定为零 5．[4分]如图所示,已知空间站离地面的高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转,若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动,则下列说法正确的是 (　　) A．地球的质量为 B．空间站的线速度大小为 C．地球的平均密度为 D．空间站的运动周期为2π 6．[4分]如图所示,电源电动势为E,内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小).当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.下列说法中正确的是 (　　) A．在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻R0消耗的电功率变大,电源消耗的总功率变大 B．只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,R1消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流 C．只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,电压表示数变大,带电微粒向上运动 D．若断开开关S,电容器所带电荷量变小,带电微粒向上运动 7．[4分]如图甲是街头常见的变压器，它通过降压给用户供电，简化示意图如图乙所示，各电表均为理想交流电表，变压器的输入电压U1保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为R0。当并联的用电器增多时，下列判断正确的是 甲 乙 A．电流表A1示数减小，A2示数减小 B．电压表V2示数不变，V3示数增大 C．变压器的输入功率和输出功率都减小 D． V3的变化量ΔU3与A1的变化量ΔI1之比不变 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．[5分]如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一个质量为m的有孔小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为2l，P点到O点的距离为l，OP与杆垂直。现将小球由M点静止释放，小球运动到N点时速度达到最大，继续向下运动直至最低点Q。整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．弹簧的劲度系数为 B．小球从M点到P点的过程中，弹簧弹力的功率逐渐增大 C．小球从M点到P点的过程中重力的平均功率小于小球从P点到N点的过程中重力的平均功率 D．小球从N点向下运动到最低点Q的过程中，弹簧增加的弹性势能为 9．[5分](多选)在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转.如图所示,ABCD是棱镜的横截面,截面是底角为45°的等腰梯形.现有与底面BC平行且频率相同的两束单色光a、b射入AB面,经折射和反射,使从CD面射出的光线发生了翻转.已知棱镜材料对该色光的折射率n=,下列说法正确的是 (　　) A．两束光中,有一束可能会从底面BC射出 B．a光能从底面BC射出,b光将从CD面平行于BC射出 C．若光a、b从CD面平行于BC射出,a光离底面BC更近 D．两束光在棱镜中的传播时间相同 10．[5分]如图为某建筑工地固定在水平地面上的倾斜传送带，以恒定速率逆时针运行。质量为的工件（可视为质点）无初速度轻放于传送带的顶端。经过时间，工件与传送带共速，之后继续运动，到达底端时的速度为v=4m/s。已知间距离为，取。则（     ） A．工件与传送带间的动摩擦因数为 B．工件由运动到的过程中，机械能一直减小 C．工件由运动到的过程中，传送带对工件一直做正功 D．工件由运动到的过程中，因摩擦产生的热量为4.8J 第二部分（非选择题 共57分） 3、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[8分]某智能手机中有“手机物理工坊app”软件，其中的“磁传感器”功能能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用手机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下： ①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。 ②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。 ③运行“手机物理工坊app”软件，点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化。 ④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。 根据以上实验过程，回答下列问题： （1）图乙中的a、b分别记录了两次实验中磁感应强度的变化情况，a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t，则单摆周期T的测量值为 。b图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原因是 。 （2）实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了图线，图线的斜率为k，在纵轴上的截距为c，由此得到当地重力加速度 ，小球的半径 。 （3）实验中，若手机放的位置不在悬点正下方，则测量结果 （选填“会”或“不会”）影响实验结果。地磁场对该实验结果 （选填“会”或“不会”）产生影响。 12．[9分]在测量一未知电阻的阻值时，实验室提供如下器材： A．电源（电动势） B．电压表、（量程均为，内阻约） C．定值电阻（阻值） D．滑动变阻器（最大阻值 ，最大电流） E.开关及导线若干 （1）实验原理图如图甲所示，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路补充完整. 甲 乙 （2）根据图甲正确连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端. （3）实验方法一：闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录下相应的电压表、的示数、，如下表所示. 5.0 7.0 9.0 11.0 13.0 2.9 4.1 5.3 6.4 7.6 请根据表中数据在图丙中作出图线，根据图像算出电阻 . 丙 （4）实验方法二：闭合开关，将滑动变阻器滑片移至某一位置，记录电压表的示数，再将电压表接至、间，记录电压表的示数，发现电压表的示数未改变.改变滑动变阻器滑片的位置，重复以上操作，作出图像如图丁所示.根据图像算出电阻 . 丁 （5）实验中，方法 （选填“一”或“二”）的测量结果更接近真实值，理由是 . 13．[10分]某同学制作简易喷雾器，量筒内装自来水，顶端使用胶塞密封，胶塞下端到量筒下端高度为 H， 胶塞上打两个孔，一个孔插入长细玻璃管，玻璃管下端插到靠近量筒底端位置，上面装上控制开关；另一孔通过 玻璃管、细胶管与打气筒相连。已知量筒除了胶塞以外其他部分体积等于打气筒有效打气体积的20 倍，打气筒 每次吸气气体的压强等于 1atm（标准大气压），每打一次均把有效体积内气体压入量筒。开始时控制开关闭合，液面距量筒底高H ，内部气体压强 2atm，设周围大气压恒为 1atm，打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变，不考虑漏气和玻璃管内剩余体积和这部分液体产生的压强。求： (1)打开控制开关，较长时间后，量筒内所剩液体高度多少？ (2)打开控制开关，较长时间后，重新关闭控制开关，使用打气筒打起20次，量筒内气体压强大小？ 14．[13分]如图所示，光滑水平地面上，水平轻质弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端连接着物块乙，初始时乙静止。足够长的木板左端放置着物块甲，两者一起以大小、方向水平向右的速度从乙的左侧开始运动。木板与乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后乙做简谐运动，一段时间（该时间内木板未与乙再次碰撞）后木板与甲一起以大小的速度向左做匀速直线运动。已知物块甲、木板的质量分别为，m2=0.3kg，弹簧的劲度系数k=360N/m且弹簧的弹性势能E与形变量x的关系式为，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）木板与乙碰撞后瞬间木板的速度大小v2； （2）乙的质量； （3）乙做简谐运动的振幅A和最大加速度a。 15．[15分]一边长为L、质量为m、总电阻为R的单匝正方形导线框，自磁场上方某处静止下落。如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反，二者宽度分别为L、H，且。导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，已知线框下落过程中无旋转且上下边始终平行于磁场边界，重力加速度为g。求： （1）导线框下边进入区域Ⅰ时的速度大小； （2）导线框下边进入区域Ⅱ时的加速度大小； （3）导线框进入区域Ⅱ的过程中产生的焦耳热。 参考答案 1．【答案】A 【详解】原子核的衰变过程严格满足质量数守恒和电荷数守恒，结合题给衰变方程验证：左边质量数为14、电荷数为6，右边总质量数，总电荷数 ，均守恒，故A正确；衰变产生的电子是原子核内的中子转化为质子时释放的，并非来源于碳原子的核外电子，故B错误；半衰期是放射性元素原子核的固有属性，与外界条件、工作时长等均无关，不会随电池工作时间增加而减小，故C错误；剩余放射性元素质量满足公式（为半衰期个数），代入、，得，不是4g，故D错误。 2．【答案】C 【解析】小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二者等大，其合力方向与水平方向成45°斜向左下，所以小球运动到bc的中点之前做加速运动，之后做减速运动，所以小球在bc的中点时速度最大，此时所受洛伦兹力最大，A错误；洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力的功率一直为零，B错误；小球从a点到b点的过程，电场力做正功，所以小球的机械能增加，从b点运动到c点的过程，电场力做负功，小球机械能减少，所以小球在b点时，机械能最大，C正确；结合A选项的分析知，小球在bc中点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大后减小，D错误. 3．【答案】A 【详解】由于两砖块从同一位置抛出，且在空中运动到达的最大高度相同，根据竖直上抛运动规律，可知它们抛出时的竖直分速度相同，两砖块从抛出点上升到最高点所用时间相同，从最高点下落到被接住所经历的时间也相同（其中为接住点到抛出点的高度），因此两砖块在空中运动的总时间必定相同，C错误；砖块在水平方向做匀速直线运动，水平位移，由图示可知甲、乙两接住点对应的水平位移不同，在运动时间相同的情况下，两砖块的水平分速度必然不同，根据，由于相同而不同，则初速度的大小一定不同，A正确；在初位置时，两个砖块的重力势能相同，但由于初速度大小不同，则初动能不同，在末位置时，高度相同，重力势能相同，由于砖块运动过程机械能守恒，故两砖块的末动能也不同，B错误；在最高点的速度只有水平方向的速度，由于砖块水平分速度不同，则最高点的速度大小不同，D错误． 【易错警示】 易受“甲、乙水平位置不同”的干扰，误以为运动时间不同，忽略斜抛运动的时间由竖直分运动决定，导致A项判断错误．上升最大高度相同，则竖直分速度相同，上升时间相同，下落高度相同，则下落时间相同，因此总运动时间必然相同． 4．【答案】B 【详解】机械波的振幅为，当波向轴正方向传播时：，根据周期的范围可知，时，符合条件，在内质点M振动的路程：，当波向轴负方向传播时：，根据周期的范围可知，时，符合条件，在内质点M振动的路程：，所以质点M通过的路程都不相等，A错误；当波向轴正方向传播时，根据图像可知波长，波速为：，B正确；当波向轴正方向传播时，质点M经过的路程为，质点M、N经过经过的路程为，两质点均回到初始位置，再经过过程中，因为质点N的平均速度大于质点M的平均速度，所以质点N经过的路程大于，所以质点N的路程大于M点的路程，C错误；当波向轴负方向传播时，因为，所以质点M未回到平衡位置，位移不为零，D错误。 5．【答案】B 【解析】由=mg,可得地球的质量M=,A错误;万有引力提供空间站做匀速圆周运动的向心力,有 =m,联立解得空间站的线速度大小v=,B正确;地球的平均密度ρ=,联立解得ρ=,C错误;空间站的周期T= ,联立解得T=2π,D错误。 6．【答案】A　 【解析】在只逐渐增大光照强度的过程中,光敏电阻阻值减小,则通过电阻R0的电流增大,根据电功率公式P=I2R0可知电阻R0消耗的电功率变大,由P'=EI可知,电源消耗的总功率变大,故A正确;只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,电路中总电阻不变,则电源输出电流不变,R1消耗的功率不变,电容器两端电压不变,电阻R3中没有电流,故B错误;只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,R2接入电路的电阻不变,电源输出电流不变,电源路端电压不变,电压表示数不变;电容器两端电压减小,电容器放电,带电微粒所受电场力减小,微粒向下运动,故C错误;若断开开关S,电容器放电,电容器所带电荷量变少,电容器两端电压减小,带电微粒所受电场力减小,带电微粒向下运动,故D错误. 7．【答案】D 【解析】变压器的输入电压U1保持不变，根据＝知，副线圈电压U2不变，故V2示数不变，当并联的用电器增多时，并联部分的电阻减小，副线圈所在回路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，通过副线圈的电流I2增大，故A2示数增大，根据＝知，原线圈中电流I1增大，故A1示数增大，A错误；由闭合电路欧姆定律得，并联电路两端电压U3＝U2－I2R0，I2增大，U2不变，则U3减小，故V3示数减小，B错误；变压器的输入功率等于输出功率，由P＝U1I1知，输入功率和输出功率均变大，C错误；副线圈电压U2不变，则V3的变化量ΔU3与R0两端电压的变化量ΔU0之和为零，所以｜ΔU3｜＝｜ΔU0｜，＝，所以＝，又＝R0，所以＝R0，D正确。 8．【答案】AC 【详解】在N点有，解得，A正确；释放瞬间，小球速度为0，弹簧弹力的功率为0，到P点时，弹簧弹力为0，弹簧弹力功率也为0，故弹力的功率先增大后减小，B错误；由M点到N点的过程小球一直向下做加速运动，由M点到P点过程和由P点到N点过程，位移相等，故小球由M点到P点过程的运动时间大于小球由P点到N点过程的运动时间，因此从M点到P点过程小球重力的平均功率小于小球从P点到N点过程重力的平均功率，C正确；从M到N的过程，弹簧的弹性势能不变，由动能定理有，从N到Q的过程，由能量守恒有，h为N、Q间的距离，由此可知，D错误。 9．【答案】CD 【解析】 两光的光路图如图所示,根据几何关系得i=45°,根据折射定律n=,解得r=30°,则θ=75°>C=arcsin=45°,光线在BC面发生全反射,A错误;根据几何关系知,β=30°<C,根据折射定律n=,解得α=45°,两束光都不能从底面BC射出,光线从CD面平行于BC射出,B错误;由分析易知,两束光在介质中的路程相等,则它们在棱镜中的传播时间相同,且a光的出射光线离BC更近,C、D正确. 10．【答案】AD 【详解】设传送带与水平面的夹角为θ。在内，由运动学规律可得，工件加速度为，位移为，共速前所受滑动摩擦力向下，由牛顿第二定律得，在0.2 s后，工件受到滑动摩擦力向上，由牛顿第二定律得，下滑位移，解得t2=1 s，加速度，联立以上各式可解得μ=0.5，cosθ=0.8，故A正确；工件受到传送带的滑动摩擦力大小，在t1=0.2 s内，摩擦力对工件做正功，即传送带对工件做了正功，机械能增大，在t2=1 s内，摩擦力对工件做负功，即传送带对工件做了负功，机械能减小，故BC错误；工件在t1=0.2 s内与传送带的相对位移，在t2=1 s内与传送带的相对位移，由P运动到Q的过程中，因摩擦产生的热量，故D正确。 11．【答案】；形成了圆锥摆；；；不会；不会 【详解】（1） a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t，相邻的磁感应强度最大值之间时间间隔为。则，得， b图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原因是形成了圆锥摆。小球距离手机不变，磁感应强度几乎不变。 （2） 单摆摆长，由单摆周期公式，得，图线的斜率为，纵轴上的截距为，当地重力加速度，小球的半径。 （3）实验中，若手机放的位置不在悬点正下方，则测量结果不会影响实验结果。靠近手机最近时，测得磁感应强度最大。地磁场对该实验结果不会产生影响。地磁场不变，实验的测量的是小球的磁感应强度和地磁场的磁感应强度的合矢量。 12．【答案】（1）图见解析（2分） （2）左（2分） （3） （2分）；图见解析（2分） （4） （2分） （5）二（2分）；电压表的内阻对的阻值测量没有影响（3分） 【解析】本题考查伏伏法测电阻. （1） 根据电路图可知，实物图如图（a）所示. （a） （2）闭合开关前应将滑片移至使测量电路电压为零的位置，所以应该移至最左端. （3）代入表中数据，可得图线如图（b）所示.因为与串联，则电流相等，，的电压为，根据欧姆定律可得的阻值为；解得. （b） （4）通过的电流为，则电阻为，结合题图丁图线，解得. （5）方法一：由于电压表分流使计算的的电流偏小，计算的的阻值偏大；方法二：电压表的内阻对的阻值测量没有影响.故方法二的测量结果更接近真实值. 13．【答案】(1)；(2) 【详解】 (1)设量筒横截面积为s，所以开始气体体积，压强，较长时间后，因为温度不变， 根据玻意耳定律 所以液体高度也为 (2)原来剩余气体是量筒体积一半，打气20次，设量筒体积为V，则总体积，压强 根据玻意尔定律 计算可得 14．【答案】（1）4m/s （2） （3）0.2m， 【详解】（1）以水平向右为正方向，木板与乙碰撞后，甲与木板构成的系统动量守恒，有 解得 即木板与乙碰撞后木板的速度大小为4m/s （2）木板与乙发生弹性碰撞，根据动量守恒有 根据能量守恒有 解得， （3）设乙做简谐运动的振幅为A，根据能量守恒有 解得A=0.2m 乙在最大位移处有最大加速度，根据牛顿第二定律有 解得 15．【答案】（1） （2） （3） 【详解】（1）导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，根据平衡条件得 又，， 可得 解得 （2）导线框匀速进入区域I到刚进入区域II之间一直做匀速运动，由平衡关系和电磁感应定律可得 导线框下边刚进入磁场区域Ⅱ时，上下边都切割磁感线，由法拉第电磁感应定律 电流 线框所受安培力 由牛顿第二定律有 解得，方向竖直向上。 （3）导线框恰好匀速进入区域I，故线框在区域I中以速度v匀速运动；设线框完全离开磁场I时速度为，从完全离开磁场I到开始离开区域II的过程中，由动能定理得 导线框进入区域II的过程根据能量守恒可得 联立解得导线框进入区域II的过程产生的焦耳热为 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $