湖南省长沙一中2025-2026学年下学期高三开学考试物理试卷（含答案）

高三物 理
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, 将本试题卷和答题卡一并交回。
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. 近年来，我国核电事业发展迅速，核电机组总规模位居世界前列。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子， 是 粒子的个数，用 、 、 分别表示 、 、 核的质量, 表示 粒子的质量, 为真空中的光速。下列说法正确的是
A. 为正电子
B. .
C. 原子核的比结合能比 原子核的比结合能小
D. 上述核反应中放出的核能
2. “夹弹珠”是一项锻炼动手能力与专注力、好玩又刺激的游戏。如图所示，用甲、乙两根筷子夹一个光滑的弹珠，甲始终竖直，乙倾斜，甲、乙在同一竖直平面内，乙与竖直方向的夹角为 。若弹珠质量为 并始终保持静止，重力加速度为 ，则下列说法正确的是
A. 为 时，筷子甲对弹珠的弹力大小为
B. 为 时，筷子乙对弹珠的弹力大小为
C. 若 角缓慢增大，筷子甲对弹珠的弹力也变大
D. 若 角缓慢增大，筷子乙对弹珠的弹力变小
甲、乙两小球同时从水平面上的 点斜向上抛出,其运动轨迹如图所示。乙小球落地时, 甲小球刚好运动到轨迹的最高点。甲小球落地点为 点,乙小球落地点为 点, 。不计空气阻力,则
A. 甲小球初速度与水平方向的夹角的正切值为乙小球的 4 倍
B. 乙小球的最小速度等于甲小球的最小速度
C 从抛出点到落地点甲小球速度的变化量为乙小球的 4 倍
D. 将甲小球的抛出点向右平移 ，其他条件不变，两小球可在空中相遇
4. 小华购买了一个透明的“水晶球”如图(1)，球的直径为 。为测量该水晶球的折射率，小华将一束红色激光从球上 点射向球内，当折射光线与水平直径 成 角时，出射光线恰与 平行,如图(2)所示，已知光在真空中的传播速度为 ，则
图(1)
图(2)
A 可测得该水晶球的折射率为
B. 该红色激光束在“水晶球”中的传播时间为
C. 若仅将红色激光束换成蓝色激光束，则光在水晶球中的传播速度变大
D. 增大光线在 点的入射角，可以使光线从水晶球射向空气时发生全反射
5. 在 轴上 和 处固定两个点电荷,电荷量分别为 和 ，已知电荷量为 的点电荷在空间各点的电势 可由 计算，其中 为各点到点电荷的距离， 为静电力常量(规定无穷远电势为零)。电子带电量为 _质量为 ，下列说法正确的是
A. 在轴上 处的电场强度为零
B. 在轴上 处电势为零
C. 在轴上 处,由静止释放电子,电子只在电场力作用下做往返运动
D. 在轴上 处,由静止释放电子,电子只在电场力作用下获得的最大速度为
6. 如图甲所示，太阳系中有一颗躺着的蓝色“冷行星”——天王星，外围空间存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，“中国天眼”对其做了精确的观测，发现环状物质绕行星中心的运行速度 与到行星中心的距离 的关系如图乙所示(图中 均为已知值)。已知天王星的半径为 、环状物质的宽度为 ，引力常量为 ，以下说法正确的是
甲
乙
A. 环状物质是天王星的组成部分 B. 天王星的自转周期为
C. 该行星的密度为 D. 天王星的第一宇宙速度等于
7. 一物体在力 作用下由静止开始竖直向上运动，力 随高度 的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为 ， ( 、 、 已知，重力加速度为 ,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 物体上升到 时加速度不为零
B. 物体刚开始运动时和上升到最大高度时加速度相同
C. 物体的加速度最大值为
D. 物体的动能最大值为
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. 图甲为测量储液罐中不导电液体高度的装置, 将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器 置于储液罐中,电容器 可通过开关 与理想电感线圈 (电阻不计) 或电源相连。 =0 时把开关从 拨到 ，由理想电感线圈 与电容器 构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板正对面积一定、两极板间距离一定、忽略回路电磁辐射的条件下， 下列说法正确的是
图甲
图乙
A. 当储液罐内的液面高度升高时， 回路中振荡电流的频率将变大
B. 时刻电容器所带电荷量最少
C. 时间段内 回路中磁场能逐渐转化为电场能
D. 该振荡电流为正弦式交变电流,其有效值为
9. 一列简谐机械横波沿 轴传播,其在 时的波形图如图 所示, 是介质中的两个质点,图 是质点 的振动图像。则
图a
图b
A. 该列波沿 轴正方向传播.
B. 该列波的波速是
在 时,质点 的位移为
D. 质点 的平衡位置的坐标
10. 一边长为 . 质量为 的正方形金属细框，每边电阻为 ，置于光滑的绝缘水平桌面 (纸面) 上。宽度为 的区域内存在方向垂直于纸 面的匀强磁场，磁感应强度大小为 ，两虚线为磁场边界，在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻 ，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度 进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。下列说法正确的是
A. 金属框进入磁场过程中电路的总电阻为
B. 金属框进入磁场的末速度为
C. 金属框不可能穿越磁场
D. 在金属框整个运动过程中,电阻 产生的热量为
三、非选择题 (本大题共 5 题, 共 57 分)
11. (8分)图甲是某研究性学习小组探究木块加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与木块相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连, 动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验, 并记录相关数据。
(1)利用该装置实验时，下列说法正确的是_____。(单选)
A. 实验前应将长木板靠近定滑轮的一端垫高，以平衡摩擦力
B. 每次在增加沙的质量后，需要重新平衡摩擦力
C. 应将木块靠近打点计时器，先释放木块，再接通电源
D. 实验中不需要满足沙和沙桶的总质量 远小于木块的质量
(2)图乙是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、、3、4、、5、6、7 是计数点，每相邻两个计数点间还有 4 个计时点 (图中未标出)，计数点间的距离如图所示，已知交流电频率为 。根据图中数据得出木块的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
图乙
(3)两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究木块的加速度 与拉力 的关系，他们分别得到图丙中甲、乙两条直线。设两木块质量分别为 ,两木块与木板间的动摩擦因数分别为 、 ，由图可知， _____ ， _____ 。 (选填“>”“<”或“=”)
丙
12.(8 分)二极管具有独特的单向导电性，当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时，二极管的电阻很大(1×10^6 Ω，甚至更大)，而当正向电压超过某值时，二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小。为了探究二极管的导电特性:
(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性。步骤如下，请补充完整。
A. 将多用电表置于欧姆表“×100”挡，短接红、黑表笔，调整欧姆调零旋钮，使指针指向表盘右侧“0”位置；
B. 将二极管串接在两表笔之间，多用电表示数如图甲中。 所示；
C. 将二极管两极对调，多用电表示数如图甲中 所示，则此时与红表笔接触的是二极管的_____(填“正”或“负”，极。
(2)实验小组设计了如图乙所示的实验电路，通过实验测得相关数据如下表。
正向电压 U/V 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 0.68 0.70
正向电流 I/mA 0 0 0 0.02 0.26 0.56 1.13 1.79 2.37 3.00
①由二极管的特性和表中数据可知，当电压表示数为 时，图乙中开关 一定接在位置_____；(填“1”或“2”)
②根据表中数据，在右边坐标图中画出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹)。
(3)若此二极管为发光二极管，正常发光时通过的电流为 ，若用 的电源(内阻不计)供电，则应该给二极管串联一个_____ 的电阻。
13.(12分)一无人潜水装置基本结构如图所示，主要由长度为 ，横截面积为 的汽缸，光滑轻质活塞和压缩空气罐组成。流缸开口处和距底部 处有限位卡口,底部通过一细管与压缩空气罐相连,细管有阀门可控开关。下水前测得大气温度为 ，压强为 ，此时活塞位于两卡口正中间。潜水装置下潜到深度为 的水底后检测到水底温
14.(13 分)半径为 )的半圆形细玻璃管固定在竖直平面内,其右端是坐标原点，内壁光滑。第二、三象限存在水平向右的勾强电场，电场强度 ，第一象限存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的非匀强磁场，电场强度 ，磁感应强度 ( 为常量)。一质量为 、电荷量为 的带正电小球从第二象限某一位置 点以大小为 、与水平方向成 的速度斜向下进入匀强电场,恰好无碰撞进入细管的左端 ,已知细管的内径略大于小球的直径,重力加速度 。
(1)求小球到达 点的速度大小及 到 运动的时间；
(2)小球到达细管中 点(图中未标出)时速度达到最大，求小球到达 点时的速度；
(3)若已知小球到达细管右端的速度大小为 ，求小球从原点运动到最高点时轨迹与 轴和过最高点且平行于 轴的直线所围成的面积
15. (16 分) 如图所示，半径为 的圆环水平放置并固定，圆环内有质量分别为 和 的小球 和 ,初始时小球 以初速度 沿圆环切线方向运动, 小球 静止在圆环的 点, 与 发生碰撞。不计小球与圆环间的摩擦, 两小球始终在圆环内运动,小球 可视为质点。
(1)若小球 与 碰撞后粘在一起，求碰撞过程中损失的机械能；
(2)若小球 与 发生弹性碰撞，求:
①小球 A 与 B 第二次碰撞后瞬间的速度大小；
②从第一次碰撞到第 次碰撞之间小球 B 通过的路程；
(3)若小球 与 发生非弹性碰撞，每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的 倍,求第一次碰撞到第 次碰撞之间小球 通过的路程。
高三物理参考答案
一、二选择题(1)-7 每小题 4 分。8 ~10 每小题 5 分，选对但不全得 3 分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B D C D BC BD CD
1.C 根据电荷数守恒,左右总电荷数 ,故 X 不带电,应为中子,故 A 错误; 根据质量数守恒可得 ,解得 ,故 错误; 生成核更稳定,则 原子核的比结合能比 原子核的小，故 正确；质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量，则 ，根据质能方程 ，可得 ，故 D 错误。故选 C。
2. 题意知弹珠分别受到甲乙弹力 、 和重力 而平衡，受力如图，由平衡条件可知 、 ,将 代入上式,可得 、 ,故 错误; 若 角缓慢增大, 也增大,故 均减小,故 错误, 正确。 故选 D。
3. 设甲小球运动至最高点的时间为 ，乙小球运动至最高点的时间为 ，乙小
球落地时,甲小球刚好运动到轨迹的最高点。故有 ,在竖直方向,甲的竖直初速度为 的竖直初速度为 ,可得 ,在水平方向,甲的水平位移 ,乙的水平位移 ,由题意可知 ,可得 ,根据速度的分解与合成关系,设初速度与水平方向的夹角为 ,对甲有 ,对乙有
联立解得 ,故 A 错误; 由 A 可知 ,故乙小球的最小速度等于甲小球的最小速度度, 正确; 从抛出到落地速度变化量 ,所以从抛出到落地甲、乙两球速度的变化量之比为 ，故 错误；将甲小球的抛出点向右平移 ，其他条件不变，由于两小球的水平分速度相等，两小球同时抛出，其水平位移相等，故两小球不会在空中相遇，D 错误；故选 B。
4. 如图所示,由几何关系可知,光线射出时的折射角 为 ,折射率 ,故 A 错误; 光在 “水晶球” 中传播的距离 ,时间 , 故 正确； : 当光与地平 (如色激光束大，蓝色激光束的折射率比红色激光束大，由 , 可知光在水晶球中的传播速度变小，故 错误；由几何关系可知 ，增大过 点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射，故 错误。故选 B。
5. D 设在坐标为 处电场强度为零,则 ,解得 ,故 A 错误; 设 处的电势为零,则 或 ,解得 或 ,故 B 错误; 将电子由静止释放在 处时,该点电势为零,电子的初始总能量为零。 轴上大于 的范围内,电势随 先升高后降低,根据动能定理可知,电子最远可以到达无穷远处,故 错误; 电子获得的最大动能出现在电场强度为零的位置,即 的位置, 处电势为 ,由动能定理得 ,解得 ,故 正确。故选 D。
6. C 若环状物是天王星的组成部分,则环状物与星体同轴旋转,角逸度相同,根据 ,可知,环状物线速度 与 成正比，结合乙图可知，环状物不是星体的组成部分，星体的自转周期不能确定，故 错误；若环状物是星体的卫星群，则其向心力由星体的万有引力提供，则 ，所以 ，结合图像可得 ,所以 ,由 ,可得 ,故 正确; 根据万有引力提供向心力有 ,所以天王星的第一宇宙速度为 ,故 错误。故选 C。
7. 由图像,力 随高度均匀减小,所以加速度先减小到 0 后反向增加,由对称性可知开始运动和到最高点时加速度等大反向且为最大,在中点 时加速度为零。故 错误; 该过程中的平均力为 ,由功能关系 ,得 ,由 ,得 , 错误; 由动能定理 ,得 , D 正确。故选 D。
8. 当储液罐内的液面高度升高时,电容器两板间充入的电介质增多,由 可知电容变大,根据 电路电流振荡周期 可知，回路的振荡周期变长，故振荡频率变小， 错误； 时刻电路中放电电流最大,对应电容器放电完毕,此时电容器所带电荷量为零,故 正确; 时间段内 回路中电容器正在充电,磁场能逐渐转化为电场能, 正确; 该振荡电流的有效值为 , D错误。故选 BC。
9. 图 b 可知 时, 质点向上振动,同侧法结合图 可知,波沿 轴负方向传播,故 错误; 结合图 可知，波长 ，周期 ，根据 ，故 正确；质点 从平衡位置开始振动,由振动方程 ,可知,当 ,联立以上,解得 质点位移为 ，故 错误；分析图a可知， 相位差为 ，故 距离为 ，故 正确。故选 BD。
10. CD 因为导轨电阻忽略不计,此时金属框上下部分被短路,根据电路构造可知此时电路中的总电阻为 ,故 A 错误; 金属框进入磁场的末速度为 ,金属框进入磁场的过程中,以水平向右为正方向,根据动量定理 ，又 ， ，即 ，解得 ， 故 错误；根据能量守恒定律可得 ，根据电阻的比值关系可得此过程中电阻 产生的热量为 ,联立解得 ,金属框完全在磁场中时,金属框的左右两边框同时切割磁感线,可等效为两个电源并联和 构成回路,此时回路总电阻的为 ,假设金属框的右边能够到达磁场右边界,且速度为 ,以水平向右为正方向,根据动量定理,同理得 ,解得 ,可知金属框的右边恰好能到达磁场右边界,没有穿过磁场。根据能量守恒定律可得此过程产生的总热量为 ，此过程中电阻 产生的热量为 ，联立解得 ，整个过程中电阻 产生的热量为 ，故 CD 正确。故选 CD。
三、非选择题(本大题共 5 题，共 57 分)
11. (8分，每空 2 分) (1)D (2)0.82 (3)
(1)实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力，使得木块受到的合力等于绳子拉力, 故 A 错误;
当重力在斜面上的分力与摩擦力相等时有 ，由此可知，当增加沙的质量后，重力在斜面上的分力与摩擦力依然相等，不需要重新平衡摩擦力,故 错误；
为了充分利用纸带，应将木块靠近打点计时器，先接通电源，再释放木块，故 C 错误；
D. 此实验中,由于绳子拉力可以通过弹簧测力计得到，所以不需要满足沙和沙桶的总质量 远小于木块的质量 ,故 正确。故选 D。
(2)每相邻两个计数点间还有 4 个计时点未标出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 根据逐差法可得, 木块的加速度大小为
(3)根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知 。
12. (8分，每空2分)
(1)步骤 B 中欧姆表示数很大，而步骤 C 中示数很小，由题中所给条件知，当示数很小时红表笔所接为二极管负极。
(2)①题图乙的设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路，当开关 S 接位置 1 时为电流表内接法，接位置 2 时为电流表外接法。由表中数据可知，当电压表示数为 0 ～0.3 V 时电流表示数为 0，故电流表内接, 开关 S 接在位置 1 。
② 描点作图如图所示
(3)发光二极管正常工作时两端电压为 ，电源电动势高于 ，应串联一个电阻，阻值 。
13.(12分)(1)由题意可知，在下沉过程中，活塞会到达下卡口
设潜水装置抵达水底时汽缸内压强为 ,则根据理想气体状态方程有 2 分联立解得 1 分对活塞进行受力平衡分析可得
2 分
解得 1 分
(2)设活塞恰好能够离开下限位卡口时，设汽缸内气体的体积和压强分别为 、
根据平衡条件可得 2 分
对于充入汽缸中的这部分气体,假设其压强变为 时,体积为
由玻意耳定律 2 分
解得
即充入汽缸中气体质量与原汽缸中气体质量的比值
2 分
14.(13分)(1)小球从 到 ，水平方向: 1 分
竖直方向: 1 分
解得 1 分
1 分
(2)小球在第二、三象限运动过程中，所受合力的大小为
方向与水平方向的夹角为
当小球运动到合力与速度方向垂直时速度达到最大，从 到 ，根据动能定理有
2 分
解得 2 分
(3)小球在第一象限运动时， ，故小球的合力为洛伦兹力，小球运动至 轴最远位置时 方向上的分速度为零,竖直方向由动量定理
1 分
其中 ,左边微元累积
1 分
即 1 分
而
解得 2 分
15.(16分)(1)A 与 B 碰撞过程中，动量守恒 1 分
根据能量守恒 1 分
解得损失的机械能为 1 分
(2)①A与B第一次碰撞，根据动量守恒 1 分
机械能守恒 1 分
解得
A. 与 第二次碰撞时,根据动量守恒和机械能守恒
1 分
1 分
解得
②第一次碰撞后到第二次碰撞时，B相对 A 多走一圈，即
则 的路程 1 分
第二次碰撞后 静止，第三次碰撞后 的路程重复第一次 ······所以从第一次到第 次碰撞之间 走的路程为 1 分
(3)A 与 B 第一次碰撞,根据动量守恒 1 分由题意可知
解得
B 第一次碰后到第二次碰撞的时间为 1 分
B 第一次碰后到第二次碰撞运动的路程为 1 分
第二次碰撞时,根据动量守恒
1 分
又
解得
从第二次碰撞后到第三次碰撞的时间为
1 分
B 第二次碰后到第三次碰撞运动的路程为 1 分
同理可知
......
所以，第一次碰撞到第 次碰撞之间小球 通过的路程为
1 分