湖南省长沙市望城区第二中学2027届高三上学期开学考试物理试卷（含答案）

湖南长沙市望城区第二中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题一、单选题1．如图为双缝干涉实验装置，缝宽可调的单缝前有绿色滤光片，双缝间距为。开启光源，从目镜可看到毛玻璃片上的绿色干涉条纹。下列说法正确的是（）A．毛玻璃屏向双缝方向靠近，相邻两条亮条纹中心距离不变B．改用间距大于的双缝，相邻两条亮条纹中心距离变宽C．红光波长比绿光长，把绿色滤光片换成红色，相邻两条亮条纹中心距离变大D．取下双缝，逐渐将单缝的缝宽调窄，毛玻璃片上的亮纹宽度逐渐变窄2．如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是（

）A．小气球外部气体压强不变 B．小气球内部气体分子数与外部相等C．小气球内部气体体积不变 D．小气球内部气体体积变大3．如图所示，固定斜面倾角，斜面光滑。长度为的轻杆两端固定质量均为的小球A、B（可视为质点），用两根长均为的细线将A、B分别悬挂在斜面上的点（两球均紧贴斜面）。为使细线保持水平（与地面平行）且整个系统保持静止状态，需对A施加一外力。重力加速度大小为，则的最小值为（）A． B． C． D．4．等量异种点电荷固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，O点为A、B连线的中点。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以大小为v0的初速度进入该水平面，仅受电场力作用，其运动轨迹与AB连线的交点为M，且与AB连线的中垂线相切于N点。已知M点的电势为，电场强度为EM，N点的电势为，电场强度为EN，粒子在N点的速度大小为v，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（

）A．该粒子带负电B．C．P点的电势为D．粒子从N点运动到无穷远处的速度大小一定大于v5．一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12.5JB．撤去外力F后，物块向右运动的最大距离为1mC．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10J6．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（

）A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4PB．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4PC．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8PD．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P二、多选题7．如图所示，关于下列图片场景解释正确的有（）A．如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理B．如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象C．如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样D．如图丁，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理均是光的偏振8．如图，一块高功率芯片上方紧贴着一个均热板散热器。均热板是一个完全密封的扁平纯铜空腔，空腔内部注有微量的水。在正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，水蒸气在低温冷凝端放出热量变回液态水，并回流到底部。下列说法正确的是（

）A．空腔内高温处所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大B．一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大C．该均热板可以从高温物体吸热，向低温物体放热，不对外界做功D．该均热板可以从低温物体吸热，向高温物体放热，而不产生其他影响9．如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（

）A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过B．当力F=μmg时，A、B间的摩擦力为C．无论力F为何值，B的加速度不会超过D．当力时，B相对A滑动10．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变。如图甲所示的电路中电源是恒流源，如图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是（）A．图甲中R1的电压减小 B．图乙中R1的电压减小C．图甲中流过R2的电流保持不变 D．图乙中流过R2的电流保持不变三、实验题11．实验小组的同学们利用单摆测重力加速度及单摆摆球质量。如图甲所示，他们将细线一端与一个质量均匀的金属小球相连，另一端系在固定的力传感器的挂钩上，整个装置处于竖直平面内。(1)拉动小球使悬线偏离竖直方向一个较小的角度（小于5°），小球由静止释放后在竖直平面内往复摆动，与传感器相连的计算机记录细线的拉力随时间变化的图线如图乙所示，由图像可知，该单摆的振动周期________。(2)改变摆线的长度，多次进行实验，记录每次摆线的长度及对应的周期。以为纵轴，为横轴，利用所测得的数据，画出图像如图丙所示，则当地的重力加速度可表示为________（用丙图中的、表示），图线在纵轴截距的绝对值表示________。(3)控制摆球和摆线长度均不变，将小球拉离平衡位置后由静止释放，在竖直平面内往复摆动，记下传感器最大示数和最小示数；多次改变悬线与竖直方向的初始夹角并重复上述实验步骤，根据多次的测量数据在直角坐标系中绘制图像，如图丁所示。若小球摆动过程中机械能守恒，则此摆球的质量为________（用丙图中的、及图丁中的表示）。12．某探究小组利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源（内阻不计），为定值电阻，为电容器，A为零刻度位于中央的毫安表，V为电压表（内阻近似无穷大）。(1)当开关S接1，稳定后，电压表（量程0~15V）的示数如图乙所示，则电压________V。(2)操作时，先把开关S接1（此前电容器不带电）并以此刻为计时起点，待稳定后，再把开关S接2。在下列四个图像中，可正确表示全过程中通过电流表的电流随时间变化的图像和电压表测得两极板间的电压随时间变化的图像的是________（填字母序号）。A．B．C．D．(3)现将图甲电路中的电流表换为电流传感器，并与计算机相连，测得当电容器充电时，电流随时间变化的曲线如图丙所示。则电容器的电容约为________F（计算结果保留两位有效数字）。(4)接第（3）问，若仅将图甲电路中的换成的定值电阻，重新将开关接1（此前电容器不带电）并以此刻为计时起点，则充电电流随时间变化的图线可能是图丁中的曲线________（选填“”或“”）。四、解答题13．如图所示是某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面ABOCD，矩形ABOD的底边BO宽为，圆弧CD的圆心角∠DOC=90°，圆半径为R，其上有一点M，∠COM=30°。棱镜置于空气中，一束光线从M点沿半径方向入射，经O点反射后在AB边上恰好发生全反射，已知光在空气中的传播速度为c，不考虑部分光线在出射点的反射情况，求(1)该棱镜的折射率n；(2)光线在该棱镜中传播的总时间t。14．现有一根长L=1m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度；(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少；(3)在小球以速度v2=1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间。15．如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道AB竖直放置固定在水平面上，O点为半圆形轨道的圆心，整个空间存在水平向左的匀强电场，半圆形轨道与水平光滑绝缘轨道BC连接，BC轨道的右侧和固定的光滑曲面CD连接，BD的水平距离为2R，D点与地面高度差，在距离B为的E处竖直向上抛出一带电量为的小球（初速度未知），小球恰好从A点无碰撞进入圆弧轨道。已知小球的质量为m，重力加速度为g，求：（1）匀强电场强度E的大小；（2）小球在圆弧轨道运动过程中对轨道的最大压力的大小；（3）若小球从D点飞出时匀强电场的方向突变为竖直向下，大小不变，要使小球从D点飞出后落到地面的水平射程最大，求从D点飞出时的速度方向和水平射程。题号12345678910答案CDBCCAABBCABABD11．(1)(2)小球的半径(3)【详解】（1）由图可知单摆的周期（2）[1]设小球半径为r，根据单摆周期公式有解得可得可得[2]图线在纵轴截距的绝对值表示小球的半径。（3）设最大摆角为，在最高点拉力最小，最小拉力大小摆球经过最低点时，设速度大小为v，由牛顿第二定律得从最高点到最低点过程，由机械能守恒定律得整理得则有解得12．(1)6.0(2)BC(3)(4)b【详解】（1）电压表分度值为0.5V，读数为6.0V。（2）AB．开关接1充电时，电流为正方向，大小从最大值逐渐衰减到0；开关接2放电时，电流方向与充电相反（电流为负），大小同样从最大值逐渐衰减到0，故A错误，B正确；CD．充电时，电容器电压从0逐渐升高，电压变化率随电流减小而减小，斜率逐渐变小，稳定后电压等于电源电压，保持不变；放电时，电压从电源电压逐渐降低到0，变化率同样逐渐减小，故C正确，D错误。故选BC。（3）I−t图线与坐标轴围成的面积等于电容器充电的总电荷量Q。数格子估算得面积（总电荷量）根据电容定义代入U=6.0V，解得（4）原电阻初始电流解得R增大后，初始电流变小，充电更慢，电流衰减更慢，对应曲线b13．(1)(2)【详解】（1）光线入射到棱镜中，光路如图所示光线在AB边上的N点入射角为，在CD边上的P点的入射角为，从BC边上的Q点射出。由已知∠COM=30°，有∠NOD=∠MOD=60°，几何关系可知光线恰好在AB边发生全反射，即临界角由得该棱镜的折射率（2）在中，，几何关系可知在中，由正弦定理有解得因此，且光线在CD面P处也会发生全反射，并最终从垂直BC边的Q点射出。在中，∠NOP=90°，几何关系知在中，几何关系知则光线在棱镜中传播的总光程又因为光线在该棱镜中传播所用时间联立以上解得14．（1）；（2）3N；（3）0.6s【详解】（1）要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力，则有mg=m解得（2）因为v1＞v0，故绳中有张力，由牛顿第二定律得T+mg=m代入数据解得绳中的张力为T=3N（3）因为v2＜v0，故绳中没有张力，小球将做平抛运动，如图所示水平方向x=v2t竖直方向y=gt2根据几何关系有L2=（y-L）2+x2联立解得0.6s15．（1）；（2）；（3），【详解