2026届湖南省怀化市高三上学期开学考试物理试题（含解析）

这是一份2026届湖南省怀化市高三上学期开学考试物理试题（含解析），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．中国继“东方超环”实现一亿度运行之后，更先进的“中国环流2号”于首次放电成功，我国的托卡马克技术又有了新的突破，正在引领全世界走向能源的圣杯——可控核聚变。核聚变中，一种常见的核反应方程为：（式中E为能量），则（ ）
A．X是质子，反应后总质量减少B．X是中子，反应后总质量减少
C．X是中子，反应后总质量增加 D．X是质子，反应后总质量增加
2．一学生用两个颜色不同的篮球做斜抛运动游戏，如图所示，第一次出手，红色篮球的初速度与竖直方向的夹角α=60°；第二次出手，橙色篮球的初速度与竖直方向的夹角β=30°.两次出手的位置在同一竖直线上，结果两篮球正好到达相同的最高点C，则红色篮球、橙色篮球运动的高度之比为 （ ）
A．1∶3B．1∶2C．2∶3D．3∶4
3．2024年9月25日上午分，中国火箭军部队成功向太平洋发射一枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，导弹发射后达到离地最高点，最高时速30马赫，射程，现设导弹在高空巡航途中短时间内运行轨道近似视为仅在引力作用下的匀速圆周运动，为了维持导弹在轨道上做短暂匀速圆周运动，由于高空稀薄空气的影响需要通过瞬时喷气对导弹施加一个与速度方向相同的推动力，已知导弹的圆周轨道离地高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。导弹在垂直速度方向的横截面积为，假设空气碰到导弹后立刻与导弹速度相同，则导弹运行轨道上空气平均密度为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期是5sB．该波的波速是3m/s
C．4s时P质点向上振动D．4s时Q质点向上振动
5．已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B间的距离为R、B和A间的距离为2R。现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V=43πr3，则A点处场强的大小为( )
A．5kQ36R2B．7kQ36R2C．5kQ72R2D．41kQ450R2
6．如图所示，空间中有三个同心圆L、M、N，半径分别为R、3R、33R，图中区域Ⅰ、Ⅲ中有垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），区域Ⅱ中有沿半径向外的辐向电场，AOB为电场中的一条电场线，AO和OB间电压大小均为U，a、b两个粒子带电荷量分别为－q、＋q，质量均为m，从O点先后由静止释放，经电场加速后进入磁场，加速时间分别为t1、t2，a进入Ⅰ区域后从距入射点四分之一圆弧的位置第一次离开磁场，b进入Ⅲ区域后恰好未从外边界离开磁场，不计粒子重力。则
A．Ⅰ、Ⅲ磁感应强度大小的比值B1B2＝31
B．Ⅰ、Ⅲ磁感应强度大小的比值B1B2＝31
C．为使两粒子尽快相遇，两粒子释放的时间间隔Δt＝6t2－4t1＋（43－1）πRm2qU
D．为使两粒子尽快相遇，两粒子释放的时间间隔Δt＝6t2－4t1＋（23－1）πRm2qU
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。
7．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1 ，电阻R=10 Ω ，L1 、L2 为规格相同的两只小灯泡.原线圈接一个经双向可控硅调节后的电压U ，U 随时间t 的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去.现将开关S1 、S2 、S3 闭合，此时L2 正常发光.下列说法正确的是( )
A．输入电压U 的有效值为10 V B．R 消耗的电功率为10 W
C．只断开S3 后，L2 仍正常发光D．只断开S2 后，原线圈的输入功率增大
8．(多选)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ 所示,重力加速度取10 m/s2。则( )
A．物块下滑过程中机械能不守恒
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2
D．当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J
9．如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ=30°时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是( )
A．该材料对红光的折射率为3
B．若θ=45°，光线c消失
C．若入射光a变为白光，光线b为白光
D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直
10．如图甲所示,质量为1 kg的物块M水平向右滑上逆时针转动的传送带,物块的v-t图像如图乙所示．以向左为正方向,g取10 m/s2,则( )
甲 乙
A．物块与传送带间的动摩擦因数为0．1
B．传送带的速度为2 m/s
C．整个过程物块在传送带上的划痕长度为9 m
D．t=2 s时,物体向右运动到最远处
三、非选择题（本大题共5小题 共56分）
11．（9分）为了尽量准确测量水果电池的电动势E和内阻r，学习小组设计了如图甲所示的电路图。电压表的内阻记为RV，但阻值未知。主要实验步骤如下：
①根据电路图，连接实物图；
②调节电阻箱R到合适的阻值，闭合开关S1，单刀双掷开关S2拨到a，记录微安表的示数I及电压表的示数U1；再将S2拨到b，记录电压表的示数U2；
③改变电阻箱R的阻值，重复实验，记录多组数据；
④利用描点作图，在坐标纸上画出U1−I图像及1U2−1R图像分别如图乙、丙所示。
请回答下列问题。
（1） 根据图甲，完成图丁中的实物图连线。
（2） 某次微安表指针如图戊所示，则读数为________________。
（3） 图乙中拟合的直线斜率为k1，则电压表的内阻RV=____________。
（4） 图丙中拟合的直线截距为b，斜率为k2，则电源电动势的表达式为E=____________________，内阻的表达式为r=________________________。
12．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题:
(1)为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的____________。
A．最高点B．最低点C．任意位置
(2)该单摆的周期为 ，重力加速度 （用题干中字母表示）。
(3)如果测得的值偏小，可能的原因是____________。
A．实验时误将49次全振动记为50次
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表过迟按下
(4)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期，从而得出几组对应的和的数值，以为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的 （选填“①”“②”或“③”）。
13．[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 (填“减小”“不变”或“增大”)；
在间距由r2减小到r1的过程中，势能 (填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能 (填“大于”“等于”或“小于”)零。
(2)(10分)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
(ⅰ)两罐中气体的压强；
(ⅱ)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
14．如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L，abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；
(2)若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：初始时刻N到ab的最小距离x；
(3)初始时刻，若N到cd的距离与第（2）问初始时刻的相同、到ab的距离为（），求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
15．如图所示为某种游戏装置的示意图，水平导轨MN和PQ分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直圆形轨道与PQ相切于Q．已知传送带长L＝4．0 m，且沿顺时针方向以恒定速率v＝3．0 m/s匀速转动．两个质量均为m的滑块B、C静置于水平导轨MN上，它们之间有一处于原长的轻弹簧，弹簧与B连接但不与C连接．另一质量也为m的滑块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘在一起，碰撞时间极短．若C距离N足够远，滑块C脱离弹簧后以速度vC＝2．0 m/s滑上传送带，并恰好停在Q点．已知滑块C与传送带及PQ之间的动摩擦因数均为μ＝0．20，装置其余部分均可视为光滑，重力加速度g取10 m/s2．求：
(1)P、Q间的距离；
(2)v0的大小；
(3)已知竖直圆轨道半径为0．55 m，若要使C不脱离竖直圆轨道，求A的初速度v′0的范围．
参考答案
【知识点】核反应的反应方程及能量计算、质量亏损与爱因斯坦质能方程
1．【答案】B
【详解】
设X的电荷数为x质量数为y，根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，有
解得
所以，X是中子。由爱因斯坦的质能方程，有
可知，反应后总质量减少。
故选B。
【知识点】平抛运动中的追及相遇问题、求解平抛运动、类平抛运动问题
2．【答案】A
【详解】两个不同颜色的篮球做斜抛运动，经过相同的最高点，可将其逆运动看成水平向左的平抛运动，运动轨迹如图所示，两平抛运动的水平位移相同，设为x，速度的反向延长线均过水平位移的中点，相交于同一点，设两球下落的高度分别为h1、h2，则tan α=x2ℎ1，tan β=x2ℎ2 ，解得 ℎ1ℎ2= tanβtanα= 13，B 、C、D错误，A正确.
【知识点】万有引力定律问题的分析与计算、动量定理及其应用
3．【答案】A
【解析】碰到稀薄空气过程中，设导弹对稀薄空气的作用力大小为，经过时间，以稀薄气体为对象，根据动量定理可得，其中，导弹绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得，又有，由牛顿第三定律及导弹在速度方向上受力可得，联立可得项正确。
【知识点】波的多解问题
4．【答案】C
【解析】质点振动周期与波的传播周期相同，由题图可知T=4s，A错误；由题图可知，在任意相同时刻P、Q两质点的振动始终相反，则两质点间距离为半波长的奇数倍，即6m=λ22n+1n=0,1,2,⋯，波速为v=λT=32n+1m/sn=0,1,2,⋯，当n=0时，v=3m/s，仅仅是其一个可能的值，B错误；由题图可知4s时P质点向上振动，Q质点向下振动，C正确，D错误.
【知识点】非点电荷的电场强度的计算与叠加
5．【答案】D
【详解】由题意知，开始时半径为R的均匀带电球体在A点处产生的场强为E整=kQ(3R)2=kQ9R2，同理，挖出的小球半径为R2，因为电荷均匀分布，其带电荷量Q'=43πR2343πR3Q=Q8，则其在A点处产生的场强E挖=kQ'12R+2R2=k·Q8254R2=kQ50R2，所以带电球体内剩余部分电荷在A点处产生的场强E=E整-E挖=kQ9R2-kQ50R2=41kQ450R2，故D正确。
【知识点】带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题
6．【答案】AC
【解析】带电粒子沿电场线加速，由动能定理知qU＝12mv2，可得v＝2qUm，由几何关系可知，a粒子在区域Ⅰ中做圆周运动的轨迹半径为R，根据洛伦兹力提供向心力有qvB1＝mv2R，设b粒子在区域Ⅲ中做圆周运动的轨迹半径为r2，根据几何关系有（3R）2＋r22＝（33R－r2）2，解得r2＝3R，根据洛伦兹力提供向心力有qvB2＝mv23R，联立可得B1B2＝31，A正确，B错误；由图可得，两粒子最快在D点相遇，a粒子的运动时间为ta＝4t1＋Ta2，又Ta＝2πRv，b粒子的运动时间为tb＝6t2＋2Tb，又Tb＝2π·3Rv，则Δt＝tb－ta，联立可得Δt＝6t2－4t1＋（43－1）πRm2qU，C正确，D错误。
【知识点】交流电“四值”的计算及应用、理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
7．【答案】AC
【解析】
根据有效值的定义有Um22R×T2=U有2RT ，可得U有=Um2=10 V ，A 正确；根据U1U2=n1n2 ，则副线圈两端电压为U2=5 V ,PR=U22R=2.5 W ，B 错误；只断开S3 后，对L2 两端的电压没有影响，L2 仍正常发光，C 正确；只断开S2 后，副线圈中总电阻变大，输出电压不变，根据P2=U22R副 ，输出功率减小，则输入功率也减小，D 错误.
【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
8．【答案】AB
【解析】物块在下滑过程中重力势能减少,动能增加,故Ⅰ为重力势能随下滑距离s的变化图线,Ⅱ为动能随下滑距离s的变化图线。由题图可知,初状态时物块的机械能为E1=30 J,末状态时物块的机械能为E2=10 J,故物块下滑过程中机械能不守恒,A正确;物块下滑过程损失的机械能转化为克服摩擦力做功产生的内能,设斜面倾角为θ,物块质量为m,由功能关系得μmgcs θ·s=E1-E2,由几何知识知cs θ=45,物块开始下滑时Ep=E1=mgh,由以上各式解得μ=0.5,m=1 kg,B正确;由牛顿第二定律得mgsin θ-μmgcs θ=ma,解得a=2.0 m/s2,C错误;由功能关系得,物块下滑2.0 m时损失的机械能为ΔE=μmgcs θ·s1=8 J,D错误。
【知识点】全反射与折射的综合应用
9．【答案】ABC
【详解】由几何关系可知当入射角为30°时，折射角为60°，故折射率为n=sin60°sin30°=3，故A正确；设临界角为C，得sin C=1n=13v＝3．0 m/s，可知滑块能滑上传送带就一定能到达Q点，
在A、B碰撞及与弹簧作用的过程中，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒，则有
2mv′共＝2mv′1＋mv′C1，
12×2mv′共2＝12×2mv′12＋12mv′C12，
又mv01＝2mv′共，
联立解得v01＝9 m/s，则0＜v′0≤9 m/s，
若C恰能通过最高点，在最高点有mg＝mv上2R，从Q到最高点的过程根据机械能守恒定律有12mv上2＝12mvQ22－2mgR，解得vQ2＝5gR＝1102 m/s，
同理可得A的初速度范围是v′0≥34210 m/s，
所以v′0≥34210 m/s或0＜v′0≤9 m/s．