湖南炎德英才名校联考2027届高三上学期开学考试物理+答案

机密★启用前姓名准考证号

高三物理一

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题卷和答题卡上。

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

题卷上无效。

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.铯-137(¹Cs)具有独特的物理和化学性质，在高科技领域应用中具有不可替代性。³3Cs的衰

变方程为¹Cs→¹Ba+X,其半衰期为30年，下列说法正确的是

A.13Cs发生的是α衰变

B.100个13Cs经过60年时间一定还剩下25个

C.若133Cs以化合物Cs₂O的形式存在，则3Cs的半衰期不变

D.13Cs的比结合能比¹Ba的比结合能大

2.(★)我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测器，实现火星取样返回。“天问三号”探

测器进人环火椭圆轨道运行时，运行周期为T,近火点、远火点到火星球心距离分别为r和kr。

已知引力常量为G,火星视为匀质球体，不考虑其他星体的影响，则可求得火星的

A.质量B.密度

C.第一宇宙速度D.表面的重力加速度

3.(★)如图所示是某一交变电流的i—t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有

效值为

A.2AB.3AC.2√2AD.2√3A

物理试题(27Y)第1页(共8页)

4.如图所示，位于坐标原点的波源沿y轴做简谐运动，振幅为2cm,经2.5s波沿x轴传播到坐

标为(5m,0)的点，此时波源处于坐标为(0,1cm)的点。则

A.该波的传播速度为2cm/s

B.该波的波长为10m

C.此时波源的振动方向沿y轴正方向

D.波源接下来的5s内走过的路程为7cm

5.悬挂线是数学中一种优美曲线，如图所示，有一段质量均匀分布的细绳两端固定，构成悬挂线，

细绳左右两端点的切线与水平方向夹角分别为60°和45°,最低点为O点，则O点左、右两部分

细绳长度之比l₁:l₂和细绳左、右两端点的拉力之比F₁:F₂的关系正确的是

A.l₁:l₂=√3:1B.l₁:L₂=√2:1

C.F₁:F₂=2:1D.F₁:F₂=√3:1

6.如图所示，在五角星的四个顶点A、B、C、D上各放置电荷量为+Q(Q>0)的点电荷，第五个顶

点E上放置电荷量为一Q的点电荷，此时五角星中心的场强为E₁,电势为φ1。若将D点替换

为电荷量为一Q的点电荷，此时五角星中心的场强为E2,电势为φ2,则

A.E₁>E₂,φ1>42

B.E₁<E₂,φ>42

C.E₁<E₂,φi<φ2

D.E₁>E₂,φ1<φ2

物理试题(27Y)第2页(共8页)

7.研究表明，慢中子更适宜引发裂变，重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中子”,因此

需要“慢化剂”使“快中子”减速。在一个反应堆中用石墨作慢化剂使快中子减速，碳核的质量

是中子的质量的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是

静止的。设碰撞前中子的动能是Eo,取lg13=1.1,lg11=1.0,则下列说法正确的是

A.质量越大的原子核越适宜作为“慢化剂”

B.经过一次碰撞，中子的速度变为原来的

C.每次碰撞，中子损失的动能相同

D.经过40次碰撞，中子的动能减小为10-8E。

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.某物理兴趣小组的同学准备用手机上的Phyphox软件测量透明玻璃杯内气体压强与温度的关

系。Phyphox软件能显示有关物理数据，同时建立坐标系。小组同学将手机放入玻璃杯内，盖

上杯盖，然后将玻璃杯放入热水中，测出气体压强随热力学温度变化的规律如图中实线AB所

示，玻璃杯内气体视为理想气体，环境压强不变。在玻璃杯内气体由状态A到状态B的过程，

下列说法正确的是

A.玻璃杯内气体有漏气现象

B.所有气体分子动能均增大

C.玻璃杯内壁单位面积上受到的压力增大

D.拧紧杯盖(不漏气)后重复该过程，随着温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃

杯内壁的碰撞次数不变

9.如图所示为一质点做匀变速直线运动的位移一时间图像，其中PQ为图线

在P点处的切线。下列说法正确的是

A.该图像可能为椭圆的一部分

B.0～to时间内质点的平均速度

C.to时刻质点的瞬时速度

D.质点经过x₁~x₃的中点时的速度小

物理试题(27Y)第3页(共8页)

10.如图所示，水平边界AB与CD之间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,

两边界的高度差为L。由均匀导线制成的单匝等边三角形金属线框边长为2√3L,质量为m,

电阻为R。现将线框从AB边界上方某处由静止释放，竖直下落穿过磁场区域，运动过程中

线框底边始终水平、线框平面与磁场垂直。已知线框在某一段时间内做匀速运动，从释放线

框到开始做匀速运动过程产生的焦耳热为Q,不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确

的是

A.线框底边穿过磁场过程感应电流沿逆时针方向

B.线框做匀速运动的速度大小

C.线框做匀速运动的时间

D.线框释放时底边离AB边界的距离

三、非选择题：本题共5小题，共57分。

11.(8分)

某学习小组用如图甲所示装置探究“物体的加速度与质量及所受合外力的关系”,已知重力加

速度为g。

小车纸带打点计时器

钩码木板

甲

B

单位：

2.70lcm

6.32

10.84

16.24

乙丙

物理试题(27Y)第4页(共8页)

(1)关于实验操作，下列说法正确的有。(填标号)

A.平衡摩擦力时不应挂上钩码，也不应连上纸带

B.应调整定滑轮角度，使细线与木板平行

C.应先接通打点计时器电源，后释放小车

D.若改变小车质量应重新平衡摩擦力

(2)选点迹清晰的一段纸带，如图乙所示，在纸带上每隔4个计时点取1个计数点并标记为

A、B、C、D、E,各计数点到A点间的距离已在图中标出，实验所用交流电频率为50Hz,则

小车的加速度a=m/s²。(结果保留两位有效数字)

(3)改变钩码个数n,其余条件不变，测量小车相应的加速度a,绘制a-n关系如图丙所示，图

丙中加速度a随着n的增大越来越趋近于一个稳定值，该稳定值为(填物

理量及符号)。初始将所有钩码放于小车上，每次从小车上取下一个挂在细线末端，重复

前面的实验步骤，则得到的a—n图像是一条过原点的直线，直线斜率为k,每个钩码的质

量为m,则小车和所有钩码的总质量为0

12.(10分)

某实验小组为了测量电源的电动势和内阻以及电流表内阻，设计如图甲所示的电路，其中

A₁、A₂是两个相同的待测电流表，定值电阻的阻值为R。

甲乙

(1)按照图甲连接好电路，闭合S,调节滑动变阻器R与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为R₁

时，灵敏电流表G的示数为零，则待测电流表内阻的测量值为o

(2)仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表示数U、电流表A₁示数I₁、电流表A₂示

数I₂。,以U为纵坐标、I₁+I₂为横坐标，得到图乙所示的直线，则电源的电动势E=

,内阻r=。(均选用c、d、R₀、R₁表示)

(3)由于电压表不是理想电表，根据该实验的原理可知，电源电动势的真实值(选填

“大于”“小于”或“等于”)测量值，内阻的真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)测

量值。

物理试题(27Y)第5页(共8页)

13.(10分)

如图1所示是一个由半径为R的透明半球体和底面半径为R、高为√2R的透明圆柱体构成的

组合体(材料相同),圆柱体轴线O⁰底端O′点有一个点光源。已知点光源发出的光在组合体

内的折射率为√2,如图2所示的球冠(不含底圆面)的表面积为S=2πRh,h为球冠的高度，真

空中光速为c,不考虑组合体内的光的反射。(已知

图1图2

(1)求O点发出的光射出组合体所需的最长时间t;

(2)求半球体上有光能够射出的区域的面积S。

物理试题(27Y)第6页(共8页)

14.(★)(14分)

如图所示，质量为3m的L形长木板静止在光滑水平面上，长木板上表面AB段水平，BC段

为半径为R的四分之一光滑圆弧，圆弧面的最低点与AB相切。质量为m的物块以一定的初

速度沿水平方向从长木板的左端A点滑上长木板，物块刚好能滑到圆弧面的最高点C,最后

恰好滑到A点与长木板相对静止。已知物块与AB间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,

不计物块的大小。求：

(1)物块刚滑上长木板时，物块与长木板的加速度大小；

(2)长木板上表面AB部分的长度和物块刚滑上长木板时的初速度大小。

物理试题(27Y)第7页(共8页)

15.(15分)

如图所示，在0≤x≤2a,—a≤y≤a内某一区域存在一匀强磁场，方

向垂直纸面向里。在直线y=a的上方，直线x=0与x=2a之间的

区域内，另有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(未知)。大

量质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场

方向射人磁场，速度方向与x轴正方向成θ角(一90°<θ<90°,其中

粒子射人第一象限，θ取正；粒子射入第四象限，θ取负),当速度方向

沿x轴正方向时，粒子恰好从O₁(x=a的位置)点正上方的A点沿y轴正方向射出磁场，不

计粒子重力。

(1)求磁感应强度B的大小；

(2)为使这些粒子射出磁场后在电场中运动的时间相同且最长，写出磁场边界的轨迹方程；

(3)若在0≤x≤2a,—a≤y≤a整个区域内都存在磁场，且B的大小和方向均和第(1)问相

同，当θ=—37°时粒子从A点第一次回到磁场，求匀强电场的电场强度E。(sin37°=

0.6,cos37°=0.8)

物理试题(27Y)第8页(共8页)

高三物理一参考答案

一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)

题号1234567

答案CADDABD

1.C【解析】设X的质量数为A,电荷数为Z,根据质量数和电荷数分别守恒有137=137+A,55=56+Z,解得

A=0,Z=-1,故X为电子，即β粒子，所以Cs发生的是β衰变，故A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计

规律，对少量原子核不成立，故B错误；半衰期是放射性核素的固有属性，仅由核内部结构决定，不受化学状态

影响，故C正确；“Cs衰变成Ba后，生成物更加稳定，比结合能更大，即Ba的比结合能比¹Cs的比结合能

大，故D错误。

2.A【解析】设“天问三号”探测器在半径为r₁的轨道上围绕火星做匀速圆周运动，周期为T₁,根据万有引力提

供向心力，则有,解得火星的质量为,根据开普勒第三定律；

,联立可得火星的质量,故A正确；根据,由于火星的半径未知，无

法求火星的密度，故B错误；当某卫星做匀速圆周运动的轨道半径等于火星半径R时，其运行的速度为火星的

第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力，则有,解得,由于火星的半径未知，无法求

火星的第一宇宙速度，故C错误；“天问三号”探测器在火星表面上，根据万有引力等于重力，则有G

解得,由于火星的半径未知，无法求火星表面的重力加速度，故D错误。

3.D【解析】根据电流的热效应可得A,I₂=2A,解得该交变电流

的有效值为I=2√3A。

4.D【解析】经过2.5s波传到了x=5m,所以有,故A错误；波源的振动方程为y=2sinwt(cm),

又因为,当t=2.5s时，y=1cm,结合题图可知，此时波传播的距离大于四分之一波长，小于二分之一波

长，所以此时间也是大于四分之一周期小于二分之一周期，解得T=6s,由于,解得λ=12m,故B错误；

由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，波源此时的振动方向是沿y轴负方向，故C错误；,波源

从开始振动到达(0,1cm)处经历的时间为,从(0,1cm)处到达平衡位置经历的时间为t₂=

,该过程波源所振动的路程为s₁=1cm,再经过,此过程波源走的路程为

S₂=3A=6cm,所以波源接下来的-T所走的路程为s=s₁+s₂=7cm,故D正确。

5.A【解析】设O点左侧细绳质量为m₁,右侧细绳质量为m₂,O点细绳拉力为F,对0点左侧的绳子受力分析，

如图所示，根据平衡条件，水平方向有F₁cos60°=F,竖直方向有F₁sin60°=mg,得m₁g=√3F,F₁=2F;对0

点右侧的绳子受力分析，如图所示，同理可得m₂g=F,F₂=√2F,得m₁:m₂=√3:1,F₁:F₂=√2:1,又细绳

质量均匀分布，则l₁:l₂=m₁:m₂=√3:1,故选A。

m₂g

m₁g

物理参考答案(27Y)-1

6.B【解析】第一种情况下，将E点的一Q等效为+Q和—2Q两个点电荷，由对称性可知，五角星中心的场强等

价于—2Q的点电荷产生的场强；同理第二种情况下将E点和D点的—Q等效为+Q和—2Q两个点电荷，五

角星中心的场强等价于两个—2Q的点电荷产生的场强，且两者之间夹角为72°,由矢量的合成法则可知五角星

中心的场强变大，由点电荷的电势分布可知，将D点替换为电荷量为一Q的点电荷，五角星中心的电势降低。

故选B。

7.D【解析】“慢化剂”原子核质量非常大时，碰撞后中子的速度也是非常大，只是反弹回来，不能达到使快中子

减速的目的，故A错误；中子与原子核相碰，系统的合外力为0,动量守恒。设中子碰撞前的速度为vo,碰撞后

的速度为v₁,碳核碰撞后速度为v₂,由动量守恒定律有mvo=mv₁+12mv₂,由能量守恒定律有

,由上式解得,故B错误；中子每次与原子核相碰的情景都一样，由于每碰一次，

中子的速度大小都变为碰前,因此碰撞n次后，中子的速度大小变为,动能变为

,每次碰撞损失的动能不相同，经过n次碰撞，若中子的动能等于10-⁸E,解得

40,所以经过40次碰撞，故C错误，D正确。

二、多项选择题(本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目要求，

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

题号8910

答案ACBCAD

8.AC【解析】玻璃杯体积不变，若不发生漏气，则p—T图像应为过原点的直线，而状态B的实际压强比不漏气

的情况下小，说明杯内气体的物质的量减小，发生了漏气，故A正确；温度升高说明气体分子平均动能增大，单

个分子的动能可以增大也可以减小，故B错误；由图像可知pB>pA,杯内壁单位面积上受到的压力即气体压强

增大，故C正确；拧紧杯盖(不漏气)后重复该过程，随着温度升高玻璃杯内气体分子数密度不变，分子的热运动

加剧，故单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃杯内壁的碰撞次数增多，D错误。

9.BC【解析】质点做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的速度时间关系可知图像为抛物线的一部分，故A

错误；割线Px₁的斜率表示平均速度，可得0～to时间内质点的平均速度,故B正确；切线PQ的斜率

表示瞬时速度，可得to时刻质点的瞬时速度为,故C正确；根据匀变速直线运动的推论，中间时刻的瞬

时速度等于整个过程的平均速度，,而中点(中间位置)的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故质点

经过x₁~x₃的中点时的速度大,D错误。

10.AD【解析】线框底边穿过磁场过程根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向，A正确；要使线框做匀速运

动，则重力与安培力平衡，又速度大小不变，则线框切割的有效长度不变，则匀速运动的过程为线框底边到达

CD开始出磁场到线框上顶点到达AB的过程，如图所示，

此过程线框切割的有效长度为,电动势E=Blv,电流,安培力F=BIl,根据安培

力等于重力有,解得,B错误；匀速运动的时间,C错误；从释放线框到开

始匀速运动，根据能量守恒有,解得正确。

物理参考答案(27Y)-2

三、非选择题(本题共5小题，共57分)

11.(8分，每空2分)

(1)BC(选不全得1分)

(2)0.90

(3)重力加速度

【解析】(1)平衡摩擦力时需要连上纸带，平衡纸带与打点计时器间的摩擦，并通过纸带打出的点判断小车是否

做匀速运动，故A错误；细线与木板平行可保证小车所受合外力恒定，故B正确；打点计时器使用时需要先接

通电源，待打点稳定后再释放小车，故C正确；平衡摩擦力时mgsinθ=μmgcosθ,小车质量m可约去，改变小

车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。

(2)交流电频率为50Hz,每隔4个计时点取一个计数点，相邻计数点时间间隔T=5×0.02s=0.1s,由图乙

(3)以小车为研究对象，根据牛顿第二定律T=Ma,以n个钩码为研究对象，根据牛顿第二定律nmg-T=

nma,联立解得,当n足够大时，a趋近于重力加速度g。初始将所有钩码放于小车上，每次从小车

上取下一个挂在细线末端，保持系统总质量不变，此时,则,则◎

12.(10分，每空2分)

(1)√R₀R₁

(2)c

(3)等于等于

【解析】(1)当灵敏电流计G示数为零时，说明G两端电势相等，满足电桥平衡条件，设待测电流表内阻为RA,

流过上方支路电流为I₁,下方支路电流为I₂,可得I₁RA=I₂R₁,I₂RA=I₁R。,得RA=√R₀R₁。

(2)桥式电路等效电阻为,由闭合电路欧姆定律E=U+

(I₁+I₂)(r+√R₀R₁),整理得U=E—(r+√R₀R₁)(I₁+I₂),结合图乙可知，纵截距等于电源电动势，即

E=c,图线斜率的绝对值为

(3)由于桥式电路的等效电阻(相当于电流表内阻)已知，且采用的是电流表内接法(相对于电源),则电压表的

内阻对电动势和内阻的测量值均没有影响。

13.(10分)【解析】(1)从O点射到半球体顶点的光时间最长

……………………(1分)

…………………………(1分)

解得……………(1分)

(2)作出光路图如图所示，设光线恰好在A点发生全反射

……………(1分)

在△OAO中由正弦定理有

…………………(2分)

得即β=30°………………………(1分)

则a=90°—β—C=15°………………(1分)

则h=R-Rsina……………(1分)

有光射出区域的面积为…………………(1分)

物理参考答案(27Y)-3

14.(14分)【解析】(1)设物块刚滑上长木板时，物块的加速度大小为a₁、长木板的加速度大小为a₂。根据牛顿第

二定律pμmg=ma₁………………………(2分)

μmg=3ma₂………………(2分)

解得………………(1分)

………………………(1分)

(2)设物块滑上长木板时的初速度大小为vo,