湖南长沙市怡海中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

**基本信息** 2027届高三入学物理试卷以生活实践与科技情境为载体，通过篮球打气、5G智慧港口导引车等真实场景，融合光学折射、气体定律、电磁感应等核心知识，考查物理观念的应用与科学思维的建构，实验题注重科学探究能力，解答题体现模型建构与综合分析，适配高三开学诊断需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|光学折射、气体定律、力学平衡|第2题以篮球赛打气为情境，考查玻意耳定律应用，体现物理观念与生活实践结合| |多选题|4/20|光的全反射、气体状态变化、动力学|第9题结合5G港口导引车“恒牵引力-恒功率”启动，考查科学推理与运动分析| |实验题|2/16|机械能守恒、加速度与合力关系|第11题验证机械能守恒，通过遮光条测量速度，培养科学探究中的证据获取能力| |解答题|3/40|气体计算、抛体运动、电磁综合|第15题电磁导轨多棒运动问题，需构建电路与力学模型，考查复杂情境下的科学思维与模型建构|

2027届高三入学考试 物理 一、单选题(共6小题,共24分) 1.（4分）如图所示，半径的轻质圆形薄木板漂浮在液体表面，一单色光点光源从薄木板圆心下方液面处竖直向下做匀速直线运动。速度大小，人在液面正上方任意位置均看不见点光源的最长时间为0.5s，则液体对该单色光的折射率为(　　) A. B. C. D. 2.（4分）篮球赛上，某同学发现一个篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.3 atm，已知篮球内部容积为7.5 L。现用简易打气筒给篮球打气，如图所示，每次能将0.3 L、1.0 atm的空气打入球内，已知篮球的正常气压范围为1.5~1.6 atm。忽略球内容积与气体温度的变化。为使篮球内气压回到正常范围，应打气的次数范围是 (　　) A.5~7次　　　　　 B.5~8次 C.7~12次 D.12~15次 3.（4分）2023年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如图所示的装置挂上了大红灯笼。、为轻绳，OA与竖直墙壁的夹角为53°，OB为轻弹簧，弹簧的劲度系数为1000N/m，弹簧处于水平方向上，已知灯笼质量为，，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是（  ） A.弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态 B.弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小为30N C.弹簧的形变量为8cm D.轻绳OA上的弹力大小为50N 4.（4分）在电荷量为的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷处的电势为，其中为静电力常量。如图所示，在、两点分别固定一个负点电荷和一个正点电荷，是的中点，是的中点。现使处的负点电荷沿直线向着正点电荷运动，从运动到静电力做功9J，则从到静电力做功为(  ) A.1.5J B.3J C.4.5J D.6J 5.（4分）如图甲所示，可视为质点的物体以一定的初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动。现以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立坐标轴x，选择地面为零势能面。坐标原点处固定一厚度不计的弹性挡板，物体第一次上升过程中的动能和重力势能随坐标x的变化如图乙所示。g取，则(  ) A.物体的质量为0.8kg B.物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2 C.物块从开始到停止运动的总路程为12.5m D.物体在第一次上升过程中机械能减少了15J 6.（4分）如图所示为钳形电流表(又叫钳表)的简化示意图，可在不断开电路的情况下测量线路中电流大小，手柄可控制铁芯断开与闭合。钳表有1、2两个挡位，表盘上有对应的两行刻度线。扳动手柄把通有待测电流的导线放进钳口内(相当于绕在铁芯上的一匝线圈)，量程开关旋至挡位1或2，与铁芯底边上线圈相连的表头的指针会发生偏转。钳表可视为理想变压器，下列说法中正确的是(  ) A.表头中电流比待测电流大 B.表头表盘上挡位1、2对应的刻度线中，挡位1的量程较小 C.表头表盘上挡位1、2对应的刻度线量程相同 D.扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会使测量结果偏大 二、多选题(共4小题,共20分) 7.（5分）如图所示,ABDC是一块透明玻璃,AB面和CD面平行,它们是玻璃和空气的界面,设为界面1和界面2。光线从界面1射入玻璃砖,再从界面2射出,如果改变光到达界面1时的入射角,则(　　) A.只要入射角足够大,光线在界面1上可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大,光线在界面2上可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面2上都不可能发生全反射现象 D.光线穿过玻璃砖后传播方向不变,只发生侧移 8.（5分）在研究密闭容器内的理想气体的状态变化时，常会记录其变化过程的图像。下图中A、B图线分别对应某理想气体的两个状态变化过程。下列说法正确的是 （      ）  A.气体由状态1变化到状态2，气体分子数密度增加 B.气体由状态2变化到状态1，外界对气体做正功 C.若气体沿直线B从状态1变化到状态2，气体对外做功绝对值为 D.若曲线A为等温过程，由状态2变化到状态1的过程中气体从外界吸收热量 9.（5分）某5G智慧港口的水平导轨上，一台质量m的重载自动导引车从静止开始运送集装箱。导引车采用“恒牵引力一恒功率”两阶段智能启动策略：初始阶段，电机提供恒定推力使导引车从静止开始做匀加速直线运动；当电机功率达到额定功率后，系统转为恒功率驱动，导引车加速度逐渐减小。时刻导引车达到最大运行速度并保持匀速，导引车的加速度与时间的关系图像如图所示。已知导引车在导轨上运行时受到的电磁阻尼与摩擦力的总和恒为，、、均已知。下列说法正确的是(　　) A.恒牵引力大小为 B.导引车的额定功率为 C.时间内导引车的速度增加量为 D.时间内导引车的速度增加量为 10.（5分）如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比为1∶2，电表均为理想电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，滑片移动过程中，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是(　　) A.若滑片下移，电压表和电流表的示数均增大 B.若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率先减小后增大 C.滑片移动过程中 D.若滑片上移，电源输出功率减小 三、实验题(共2小题,共16分) 11.（8分）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。遮光条和滑块的总质量为M，托盘和砝码的总质量为m。 (1) 实验中                  满足M>m(选填“需要”或“不需要”)。 (2) 用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=                  mm。 (3) 实验时开启气泵，先将气垫导轨调至水平，然后通过细线将滑块与托盘相连。将滑块从图甲所示的位置由静止释放，读出遮光条通过光电门的挡光时间∆t，则遮光条通过光电门时，速度大小为                  (用d、∆t表示)。 (4) 已知刚释放时遮光条到光电门的距离为l(l>>d)，当地的重力加速度为g。在滑块从静止释放到运动至光电门的过程中，在误差允许范围内，关系式                  成立，可验证机械能守恒定律(用题中给出的字母表示)。 12.（8分）小明同学利用如图1所示的装置探究加速度与物体所受合力的关系。固定有遮光片的滑块置于气垫导轨上，细线的一端通过力传感器固定在滑块上，另一端挂着钩码，调整导轨底部的调节旋钮，使气垫导轨水平，并调节滑轮高度，使细线与气垫导轨平行。 (1) 实验前                  (选填“需要”或“不需要”)将气垫导轨的右端垫高，                  (选填“需要”或“不需要”)保证钩码的质量远小于滑块及遮光片的总质量。 (2) 实验时先用游标卡尺测出遮光片的宽度d，如图2所示，则                  cm (3) 用刻度尺测出滑块由静止释放时遮光片到光电门的距离L，光电门连接的数字计时器记录下遮光片的遮光时间t。 (4) 实验时，力传感器测得拉力大小为F，仅改变钩码的数量，测得多组F、t的值。建立坐标系作出关系图线，当滑块质量一定时，若要直观地判断出加速度与外力是否成正比，应该作出的图像为                  (填选项标号)。 A.F-t B. C. D. 四、解答题(共3小题,共40分) 13.（10分）内壁光滑的导热性能良好的圆柱形汽缸放置在水平地面上，质量不计、横截面积为S=700cm2的活塞盖在圆柱形汽缸上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，封闭5mol的理想气体，测得封闭气体柱长度为L=160cm。已知环境温度不变，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol，大气压强p0=1.0×105Pa、重力加速度g=10m/s2。（结果保留三位有效数字） (1) 求单位体积内的气体分子个数； (2) 将质量为m=70kg的重物放在活塞上，求稳定后封闭气体柱的长度。 14.（14分）某同学设计了一款小游戏，在倾角为30°的斜面顶端A安装一个玩具小枪，可以在竖直面内沿各个方向射出速度大小相同的子弹，当子弹射出方向与斜面垂直时，子弹落在斜面上离A点距离为L的P点(图中未画出)，不计空气阻力，重力加速度为g，斜面足够长，求： (1)子弹射出时的速度大小； (2)射出方向与斜面垂直的子弹在空中运动过程中的最小速度大小及离开斜面的最大距离； (3)要使子弹落在斜面上时离A点最远，子弹射出时的速度与斜面间的夹角应为多大，最远距离为多少？ 15.（16分）如图所示，无限长的“U”形金属导轨ABCD和足够长的金属导轨EF、GH水平平行放置，AB、EF、GH、CD之间的距离均为AB和EF区域、GH和CD区域均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为EF和GH区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为GH和CD左端连有带开关S的电容器，其电容为(电容器一开始不带电)。现有三根金属棒1、2、3如图所示垂直导轨放置，三根金属棒长度均为L，其中金属棒1、3质量均为电阻均为。金属棒2质量为2m，电阻为2R。时刻金属棒1、3静止，开关S断开，给金属棒2水平向右、大小为的速度，忽略所有的阻力和所有导轨的电阻。求： (1)时刻通过金属棒2的电流I的大小； (2)开关S处于断开状态下，金属棒1、2、3达到稳定运行时，金属棒2的速度大小； (3)开关S处于断开状态下，从时刻到第(2)问所指状态的过程中，金属棒1产生的焦耳热； (4)当到达第(2)问所指的状态时，撤去金属棒3，同时闭合开关S，在以后的运动中，当金属棒1、2达到稳定运行时，电容器带的电量大小Q。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三入学考试 物理 一、单选题 1.D【解析】0.5s光源运动距离，此时入射角为临界角，根据临界角定义有，根据几何关系有，解得，故选D。 2.A【解析】球内原有气体压强为p1=1.3 atm时，其体积为V=7.5 L，设需打气n次，球内气压回到正常范围，设球内正常气压为p2，每次打入的空气体积为ΔV。由玻意耳定律有p2V=p1V+np0ΔV，解得n=，当p2=1.5 atm时，解得n=5； 当p2=1.6 atm时，解得n=7.5，所以需打气的次数范围是5~7次，故A正确。 3.C【解析】以O点为研究对象，轻绳OC对O点的拉力方向竖直向下，轻绳OA对O点的拉力方向沿OA方向指向左上方，根据共点力的平衡条件可得，弹簧对O点的弹力方向应该为水平向右，所以弹簧应处于压缩状态，选项A错误；弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小与轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小相等，方向相反，轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小等于灯笼重力大小，即，选项B错误；根据共点力的平衡条件和力的正交分解可得，水平方向上有，竖直方向上有，两式联立解得轻绳OA上的弹力为，弹簧的形变量为，选项C正确，D错误。故选C。 4.B【解析】令AD=r0，根据题意有AB=4r0，DB=3r0，CB=2r0，取无穷远电势为零，根据点电荷电势公式：，，，从运动到静电力做功9J，则有，从到静电力做功，解得，故选B。 5.C【解析】由图可知动能为0时=5m为物体上滑的最大距离，则有，当时，动能和重力势能相等，则有，解得，，AB错误；物块从开始到停止，根据能量守恒，解得总路程为12.5m，C正确；物体上升过程中动能减少50J，重力势能增加=30J，所以机械能减少20J，D错误。故选C。 6.B【解析】理想变压器电流关系，=1，远大于1，，表头电流远小于待测电流，A错误；钳形电流表的量程由副线圈匝数决定，满偏时，不同挡位对应副线圈不同的匝数，因此量程不同。由图可知，开关接1时接入电路的副线圈匝数较少，接2时接入匝数较多，所以挡位1对应的量程较小，挡位2对应的量程较大，B正确，C错误；扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会导致磁路磁阻增大，漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减小，感应电流减小，从而使测量结果偏小，D错误。故选B。 二、多选题 7.CD【解析】在界面1,光由空气进入玻璃砖,即由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不能发生全反射现象;在界面2,光由玻璃砖进入空气,是由光密介质进入光疏介质,由于界面1和界面2平行,光由界面1进入玻璃后再到达界面2,在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角,因此入射角总是小于临界角,也不会发生全反射现象,A、B错误,C正确;由几何关系可知,光线穿过玻璃砖后传播方向不变,只发生侧移,D正确。 8.BC【解析】体积膨胀，气体体积增大，气体分子数密度减小，A错误；体积压缩，体积减小，外界对气体做正功，B正确；气体对外界做功为图像与横轴所围面积，，C正确；理想气体内能只与温度有关，等温变化过程中内能不变，又状态2变化到状态1的过程中气体体积减小，外界对气体做功，则气体对外放热，D错误。故选BC。 9.BD【解析】时间内，导引车做匀加速直线运动，加速度为，根据牛顿第二定律有，因此恒牵引力，A错误；时刻导引车的功率达到额定功率，有，，解得，B正确；当导引车达到最大速度后，有，解得，则时间内导引车的速度增加量，C错误，D正确。故选BD。 10.CD【解析】由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示，滑片逐步下移R阻值减小，减小，则总电阻减小，根据，可知总电流增大，即通过的电流增大，根据，可知通过电流表的电流增大，根据，可知减小，根据，可知电压表示数减小，A错误；滑动变阻器R消耗的功率即等效电路的功率，当时变压器输出功率最大，又因为，可知时变压器输出功率最大，即滑片上移，等效电阻逐渐增大，滑动变阻器R消耗的功率增大，B错误；根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有，则，C正确；若滑片上移，总电阻增大，由，知电源输出功率减小，D正确。故选CD。 三、实验题 11. (1) 不需要 (2) 3.60 (3) (4) 【解析】(1) 本实验验证机械能守恒定律，需要消除摩擦力的影响，应保持气垫导轨水平放置，所以只要绳拉力不等于零，滑块将向左加速运动，所以不需要满足M>m。 (2)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以。 (3)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可知，遮光条通过光电门的速度大小为。 (4)若系统机械能守恒，则系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即，所以。 12. (1) 不需要；不需要 (2) 0.440 (4) D 【解析】(1) 气垫导轨与滑块间的阻力非常小，摩擦力可以忽略，因此不需要特意平衡摩擦力，即不需要将气垫导轨右端垫高； 滑块受到的拉力可以通过拉力传感器获取，因此不需要保证钩码的质量远小于滑块及遮光条的总质量。 (2)由图可知游标尺的第8条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，得到遮光片的宽度。 (4)根据速度-位移公式可得滑块的加速度 将滑块的速度代入，可得 滑块质量一定时，若要判断外力与加速度是否成正比，应该作出图像，如果图线是过原点的倾斜直线，则可判断加速度与拉力成正比。故选D。 四、解答题 13. (1) 2.68×1025个 (2) 145cm 14. (1)　(2)　L　(3)60°　L 【解析】(1)以抛出点为坐标原点，沿斜面向下为x轴正方向，垂直斜面向上为y轴正方向，设子弹射出的初速度大小为v0，子弹射出后，沿垂直斜面方向做初速度大小为v0、加速度大小为a1的类竖直上抛运动，有mgcos 30°＝ma1 解得a1＝gcos 30° 设子弹在空中运动时间为t1，则有0＝v0－a1t t1＝2t，解得t1＝ 子弹沿平行斜面方向做初速度为零、加速度为a2的匀加速运动， 有mgsin 30°＝ma2 解得a2＝gsin 30° 根据题意有L＝a2t12 解得v0＝ (2)当子弹在空中的速度水平时，速度最小。 则最小速度大小vmin＝v0cos 60°＝ 子弹在空中运动过程中离斜面最大距离时，垂直斜面方向的速度为0 d＝＝L (3)当发射速度与斜面夹角为θ时，子弹沿垂直斜面方向分速度v1＝v0sin θ 平行斜面方向的分速度v2＝v0cos θ 子弹在空中运动的时间t2＝ 子弹落到斜面上的位置离A点的距离s＝v2t2＋a2t22 解得s＝ 当2θ－30°＝90°，即θ＝60°时，子弹落到斜面上的位置离A点的距离最远，最远距离smax＝L。 15. (1)1A；(2)(3)1.25J(4)0.54C 【解析】(1)时刻满足 解得 (2)稳定运行时，棒1、3的速度设为 对棒2使用动量定理 对棒1使用动量定理 联立解得 (3)根据能量守恒 金属棒1产生的焦耳热 解得 (4)稳定运行时，棒1的速度设为棒2的速度设为对棒1使用动量定理 对棒2使用动量定理 对于整个回路 解得 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $