湖南省长沙市岳麓区长沙卓华高级中学有限公司2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息** 以“篮球夹背”游戏、车载摄像头等生活与科技情境为载体，通过单选、实验、解答等多样化题型，考查光的折射、电磁感应等知识，融合模型建构与科学推理，适配高三开学知识诊断与能力评估需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|光的折射、气体定律、受力分析|第3题将“篮球夹背”简化为力学模型，考查科学推理| |多选题|4/20|热力学、传送带问题、光的干涉|第9题结合水下光源折射现象，考查物理观念| |实验题|2/16|弹性势能测量、电压表内阻测定|第11题设计弹簧弹射实验，体现科学探究| |解答题|3/40|几何光学、圆周运动、电磁感应|第15题以速度正弦规律综合考查电磁感应，突出综合应用|

2027届高三第一学期开学测试 物理 一、单选题 1.B【解析】蓝光折射率大，红光折射率小，射向a处的光第一次在玻璃砖中的折射角大于射向b处的光，则a处的光折射率小，是红光，根据可知，在玻璃砖中传播速度大，A错误，B正确；光从玻璃砖射出后仍与入射光平行，a、b间距仅由“侧移量差”决定，该差值与砖-屏距离无关，因此把砖整体向屏平移时，a、b 两点间距离不变。CD错误。故选B。 2.C【解析】以容器内原有的气体和打进的气体为研究对象进行分析，初态是pV+np0V0，末态是p′V， 由玻意耳定律得pV+np0V0＝p′V， 解得p′＝p+，故C正确. 3.D【解析】由题意可知篮球处于平衡状态，则对篮球受力分析可知篮球所受两位同学的合力等于篮球的重力，故篮球所受两位同学的合力不变，A错误；若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则左边同学的背对篮球的力与竖直方向的夹角变小，右边同学的背对篮球的力与竖直方向的夹角不变，开始时两位同学的背之间的夹角为锐角，在左边同学的背与竖直方向的夹角变小的过程，的夹角会从钝角到直角到锐角的变化，则篮球受到两位同学作用力的夹角减小，作出篮球受力的动态矢量三角形，如图所示 可知左边同学对篮球的作用力可能减小，可能不变，也可能增大，但是右边同学对篮球的作用力一定减小，B错误，D正确；同理，若仅右边同学的背与竖直方向的夹角增大，则篮球受到两位同学作用力的夹角减小，作出篮球受力的动态矢量三角形，如图2所示 可知左边同学对篮球的作用力减小，C错误。故选D。 4.C【解析】由题意可知，粒子离开回旋加速器时，轨迹半径等于“”型盒的半径，根据洛伦兹力提供向心力结合牛顿第二定律可得，解得，粒子在磁场中圆周运动的周期为，“”型盒之间的距离不可忽略，将导致被加速的粒子运动一周所用的时间略大于方波交流电周期，为了保证粒子每次穿过缝隙时电场方向恰好反向，使粒子持续加速，粒子在缝隙中运动的总时间必须不超过半个周期，设粒子被加速次，每次加速获得动能，由动能定理可知总动能，粒子在缝隙中做匀加速直线运动，总位移为，平均速度为，可得粒子在缝隙运动时间为，临界条件为，联立可得，代入，可得。故选C。 5.C【解析】根据滑动摩擦力公式有。物块缓慢向左移动的过程中，根据动能定理，外力做的功和摩擦力做功等于弹性势能增加量，即，A错误；撤去外力后，物块向右运动，设向右运动到最远点距离原点，根据能量守恒定律有，解得，则向右运动的最大距离为，B错误；简谐运动周期，物块从静止释放到第一次向右运动到处速度减为零，历时，此时弹簧弹力，物块将向左运动。根据能量守恒定律有，解得，根据胡克定律此时弹簧弹力，物块静止，历时，总时间，C正确；全过程产生的热量等于克服摩擦力做的总功，总路程，根据功能关系产热，D错误。故选C。 6.B【解析】仅将开关K闭合，负载电阻与并联，降压变压器副线圈的总电阻减小。设降压变压器匝数比为；变压器等效电阻：减小，输电线上的总电压不变，则输电线的电流增大，由可知，消耗的功率变大，A错误；仅将开关K闭合，输电线电流增大，输电线上的电压损失增大。升压变压器副线圈电压不变，则降压变压器原线圈电压减小。根据理想变压器电压与匝数的关系：，可知减小。消耗的功率变小，B正确；仅将滑片P下移，降压变压器副线圈匝数减小。等效电阻增大。回路总电阻增大，输电线电流减小。由可知，输电线损耗的功率减小，C错误；仅将滑片P下移，降压变压器副线圈匝数减小，变压比增大。等效电阻增大，输出功率，输电线的电阻与等效电阻大小未知，所以降压变压器的输出功率可能变小，D错误。故选B。 二、多选题 7.AD【解析】状态A和B的温度相等，根据＝C，经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线的一部分，沿直线由A到B，pV先增大后减小，所以温度先升高后降低，故A正确；气体由状态B到C的过程，体积不变，根据＝C，压强减小，则温度降低，内能减小，故B错误；气体由状态C到D的过程，体积增大，分子间的平均间距增大，故C错误；气体由状态C到D的过程，体积增大，气体对外做功，故D正确。 8.ABD 9.CD【解析】因a光在水面形成的圆面积较大，可知a光临界角较大，根据，可知，水对a光的折射率比b光小，A错误；a光、b光在水中的频率等于在真空中的频率，B错误； 根据，可知，单色光a在水平形成的面积，根据 可知，单色光b在水平形成的面积，单色光环形区域的面积为，C正确；a光频率较小，则波长较大，根据，可知，在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光宽，D正确。故选CD。 10.BCD【解析】对金属棒a由牛顿第二定律得，对金属棒b有，对电路分析可知，加速阶段，电流在增大，安培力在增大，两棒加速度都在减小，故两棒均做加速度逐渐减小的变加速直线运动，A错误；由上述代入可知，当时，所以金属棒a、b同时开始做匀速直线运动，B正确；分析可得，金属棒a的速度大小始终是金属棒b的速度大小的2倍，即，金属棒b的速度为时金属棒a的速度为，且方向相反，对整个回路分析，可知，故，整个回路的电功率，C正确；金属棒b沿导轨向下运动的过程中金属棒a沿导轨向上运动，对回路分析可知，，且，联立可得，代入数据得，D正确。故选BCD。 三、实验题 11. (1)B (2)Ep＝＋(3)m1x1＝m2x2 【解析】(1)弹簧弹出两球过程中，系统机械能守恒，要测定压缩弹簧的弹性势能，可转换为测定两球被弹出时的动能，实验中显然可以利用平抛运动测定平抛初速度以计算初动能，因此在测出平抛运动下落高度的情况下，只需测定两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2，所以选B。 (2)平抛运动的时间t＝，初速度v0＝，因此初动能Ek＝mv＝，由机械能守恒定律可知，压缩弹簧的弹性势能等于两球做平抛运动的初动能之和，即Ep＝＋。 (3)若弹射过程中系统动量守恒，则m1v01＝m2v02，代入时间得m1x1＝m2x2。 12. (1) D；B；F (2) (3) 四、解答题 13. (1) (2)0.9 【解析】(1)如图所示 根据几何关系可知光线1的入射角为90°，折射角为60°，可得n== (2)根据几何关系可得光线2在介质中的折射角为β=30° 根据折射定律n'= 其中n'=1.8 解得sin θ=0.9。 14. (1)　(2)2mg　方向竖直向下 (3)能；当A、B球的速度大小为时，O轴不受力 【解析】(1)A在最高点时，对A根据牛顿第二定律得mg＝m，解得vA＝，因为A、B两球的角速度相等，半径相等，则vB＝vA＝； (2)B在最高点时，对B根据牛顿第二定律得2mg＋FTOB′＝2m 代入(1)中的vB，可得FTOB′＝0 对A有FTOA′－mg＝m 可得FTOA′＝2mg 根据牛顿第三定律，O轴所受的力大小为2mg，方向竖直向下； (3)要使O轴不受力，根据B的质量大于A的质量，设A、B的速度为v，可判断B球应在最高点 对B有FTOB″＋2mg＝2m 对A有FTOA″－mg＝m O轴不受力时有FTOA″＝FTOB″ 联立可得v＝ 所以当A、B球的速度大小为时，O轴不受力． 15. (1) 　　　(2) 　　　 (3) 【解析】(1)金属棒产生的电动势的有效值为 回路中的电流 解得电流表的示数 在时间内 产生的焦耳热为 根据功能关系有 解得 (3)由于感应电动势为 的过程中流过线圈的电量为 又有 联立解得 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三第一学期开学测试 物理 一、单选题(共6小题,共24分) 1.（4分）如图所示，由红、蓝两种单色光组成的复合光束照射到平行玻璃砖后在屏上出现a、b两个光点。下列说法正确的是（　　） A.射向a处的光是蓝光 B.射向a处的光在玻璃砖中传播速度大 C.若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将减小 D.若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将变大 2.（4分）用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次把体积为V0、压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度保持不变，则打了n次气后容器内气体的压强为(　　) A.n                         B.p+np0 C.p+n                       D.p+p0 3.（4分）“篮球夹背”是考验两人协作能力的游戏，两人背对背、手挽手，背上夹着球，从起点跑到终点，在球不掉落的情况下，最先完成的即获胜。如图甲所示，两位同学夹着篮球匀速前进，开始时两位同学的背之间的夹角为锐角。其模型可简化为图乙，篮球夹在两个平面之间。若忽略篮球受到的摩擦力和空气阻力，则下列说法正确的是（  ） A.若左右两位同学的背与竖直方向的夹角均减小，则篮球所受两位同学的合力增大 B.若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则左边同学对篮球的作用力增大 C.若仅右边同学的背与竖直方向的夹角增大，则左边同学对篮球的作用力增大 D.若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则右边同学对篮球的作用力减小 4.（4分）回旋加速器的两个半圆形“”型盒之间的距离不可忽略(如图甲所示)，将导致被加速的粒子运动一周所用的时间略大于方波交流电(如图乙所示)的周期。若粒子的初速度为零，“”型盒的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，不考虑相对论效应，为使粒子能完成加速离开回旋加速器，则加在两“”型盒之间的电压至少为(  ) A. B. C. D. 5.（4分）一轻质弹簧一端固定于竖直墙上，另一端与一质量为2kg的物块相连，弹簧劲度系数为100N/m，初始时物块静止于粗糙水平面上，且弹簧位于原长，物块与水平面间动摩擦因数为0.5，现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m，然后撤去外力，不计空气阻力，已知简谐振动的周期，弹簧弹性势能表达式，重力加速度，则下列说法正确的是(　　) A.外力F做的功为12.5J B.撤去外力F后，物块向右运动的最大距离为1m C.从释放物块到最终静止经历的时间为 D.从释放物块到最终静止产生的热量为10J 6.（4分）如图所示为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，为负载电阻。开始时开关断开，在升压变压器原线圈两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是(　　) A.仅将开关闭合，消耗的功率变小 B.仅将开关闭合，消耗的功率变小 C.仅将滑片P下移，输电线损耗的功率增大 D.仅将滑片P下移，降压变压器的输出功率变大 二、多选题(共4小题,共20分) 7.（5分）回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K。某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为27 ℃，状态C和D的温度均为－133 ℃，下列判断正确的是(　　) A.气体由状态A到B的过程，温度先升高后降低 B.气体由状态B到C的过程，内能保持不变 C.气体由状态C到D的过程，分子间的平均间距减小 D.气体由状态C到D的过程，气体对外做功 8.（5分）如图所示，与水平面成角的传送带正以的速度顺时针匀速运行，传送带长。现每隔把质量的工件（各工作均相同，且可视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工件向上运动。稳定工作时当一个工件到达B端取走时恰好在A端又放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（） A.工件在传送带上时，先受到向上的滑动摩擦力，后受到向上的静摩擦力 B.两个工件间的最大距离为0.5m C.两个工件间的最小距离为1.25m D.稳定工作时，电动机因传送工件而输出的功率为1000W 9.（5分）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)。设a光的折射率为，b光的折射率为，则下列说法正确的是(　　) A.水对a光的折射率比b光大 B.a光、b光在水中的频率均小于在真空中的频率 C.单色光环形区域的面积为 D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光宽 10.（5分）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距，导轨平面与水平面夹角。长度均为的两金属棒a、b紧挨着置于两导轨上，金属棒a的质量为、电阻为，金属棒b的质量为、电阻为，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将金属棒b由静止释放，同时给金属棒a施加平行导轨向上的恒力。已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为，则(　　) A.两棒均将做匀加速直线运动 B.当金属棒b匀速运动时，金属棒a也在做匀速运动 C.金属棒b的速度大小为时，整个回路的电功率为 D.由开始至金属棒b沿导轨向下运动的过程中流经金属棒a的电荷量为 三、实验题(共2小题,共16分) 11.（6分）某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，如图所示。解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，并探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验： ①用天平测出两球质量分别为m1、m2； ②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h； ③解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在水平地面上的落点M、N。 根据该小组同学的实验，回答下列问题： (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有________。 A．弹簧的压缩量Δx B．两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2 C．小球直径 D．两球从弹出到落地的时间t1、t2 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为______________________。 (3)如果满足关系式______________，则说明弹射过程中系统动量守恒。(用测得的物理量表示) 12.（10分）某实验兴趣小组，根据以下器材想要精确测量电压表的内阻，其量程为3V，内阻大约为2kΩ，除此以外提供的器材有： A．电源E（电动势9V，内阻忽略不计） B．电压表（量程15V，内阻约为5kΩ） C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω） D．滑动变阻器（阻值范围为0~10Ω） E．滑动变阻器（阻值范围为0~1500Ω） F．定值电阻 G．定值电阻 H．开关一个，导线若干 (1)实验过程中，为减小实验误差，要求电表示数至少要达到量程的，同时方便电路调节，滑动变阻器应选择                  ，实验所需的另一个电表应选择                  ，定值电阻应选择                  （均选填器材前的字母代号）； (2) 请在虚线框内画出实验电路图                  ； (3)将电压表的示数记为，将另一个电表的示数记为，将所选定值电阻的阻值记为R，在获得多组、的值后建立坐标系，绘制图像，拟合得到线性图像的斜率为k，则电压表的内阻                  （用k、R）表示。 四、解答题(共3小题,共40分) 13.（10分）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为120°。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为180°，求介质的折射率。 (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角θ的正弦值。 14.（14分）如图，轻杆长2l，中点装在水平轴O上，两端分别固定着小球A和B(均可视为质点)，A球质量为m，B球质量为2m，重力加速度为g，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动． (1)若A球在最高点时，杆的A端恰好不受力，求此时B球的速度大小； (2)若B球到最高点时的速度等于第(1)问中的速度，求此时O轴的受力大小和方向； (3)在杆的转速逐渐变化的过程中，能否出现O轴不受力的情况？若不能，请说明理由；若能，求出此时A、B球的速度大小． 15.（16分）如图甲所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，左端连接一定值电阻R和理想交流电流表A，质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力，使得金属棒运动的速度v随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。其中，T已知，不计导轨的电阻。求： (1)电流表A的示数I； (2)在的过程中，拉力所做的功W； (3)在的过程中，通过定值电阻的电荷量q。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $