1、湖南省 2021 年普通高中学业水平选择性考试 物 理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 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。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题；本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 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.核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是 A放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B原子核衰
2、变时电荷数守恒，质量数不守恒 C改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤 害 2.物体的运动状态可用位置x和动量p描述， 称为相， 对应p-x图像中的一个点。 物体运动状态的变化可用 p-x 图像中的一条曲线来描述， 称为相轨迹。 假如一质 点沿 x 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是 A B C D 3.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的 动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定 功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比（Fm
3、=kv,k为常量），动车组能 达到的最大速度为?.下列说法正确的是 A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为? ? ? D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最 大速度?,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为? ? ? th 4.如图，在（a，0）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）位置放置电荷 量为q的负点电荷，在距p（a，a）为 ?a的某点处放置正点电荷Q，使得p点的 电场强度为零，则Q的位置及电荷量分别为 A
4、.(0,2a)， ?q B. (0,2a) ， ? ?q C. (2a,0) ， ?q D. (2a，0) ，? ?q 5. 质量为 M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为 半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质 量为 m 的小滑块，用推力 F 推动小滑块由 A 点向 B 点缓慢移动，力 F 的方向始 终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是 A.推力 F 先增大后减小 B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C.墙面对凹槽的压力先增大后减小 D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 6. 如图，理想变压器原、副线圈
5、匝数比为?, 输入端 C、D 接入电压有效值 恒定的交变电源，灯泡?、?的阻值始终与定值电阻 Ro 的阻值相同。在滑动变 阻器 R 的滑片从 a 端滑动到 b 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电 压以内，下列说法正确的是 A?先变暗后变亮，?一直变亮 B. ?先变亮后变暗，?一直变亮 C?先变暗后变亮，?先变亮后变暗 D. ?先变亮后变暗，?先变亮后变暗 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。 7.2021 年 4 月 29 日，中国空间站天和核心舱
6、发射升空，准确进入预定轨道。 根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划 2022 年完成空间站 在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球 半径的 ? ? ,下列说法正确的是 A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的(? ?t) 2倍 B.核心舱在轨道上飞行的速度大于 7.9km/s C.核心舱在轨道上飞行的周期小于 24h D.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小 8.如图（a),质量分别为 mA、mB的 A、B 两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外 力 F 作用在 A 上，系统静止在光滑水平面上（B 靠墙面），此时弹簧
7、形变量为 x. 撤去外力并开始计时，A、B 两物体运动的 a-t 图像如图（b)所示，S1表示 0 到 t1时间内 A 的 a-t 图线与坐标轴所围面积大小，S2、S3分别表示 t1到 t2时间内 A、B 的 a-t 图线与坐标轴所围面积大小。A 在 t1时刻的速度为 V0。下列说法正 确的是 A.0 到 t1时间内，墙对 B 的冲量等 mAv0 B.mAmB C.B 运动后，弹簧的最大形变量等于 x D.S1-S2=S3 9. 如图，圆心为 O 的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab 和 cd 为 该圆直径，将电荷量为 q(q0)的粒子从 a 点移动到 b 点，电场力做功为 2W(W
8、0);若将该粒子从 c 点移动到 d 点，电场力做功为 W。下列说法正确的 是 A.该匀强电场的场强方向与 ab 平行 B.将该粒子从 d 点移动到 b 点，电场力做功为 0.5W C.a 点电势低于 c 点电势 D.若只受电场力，从 d 点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 10.两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为L的绝缘轻质杆相连， 构成如图所示的合体。距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀 强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该组合体在垂 直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其 匀速通过磁场，不计
9、空气阻力。下列说法正确的是 A.B与v0无关，与 ?成反比 B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变 C.通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等 D.调节H、v0和B,只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的 热量不变 三、非选择题：共 56 分。第 1114 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 15、16 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 43 分。 11.(6分） 某实验小组利用图（a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系，主要 实验 步骤如下： （1)用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图（b)所示，h=_cm；
10、（2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平； （3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度； （4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a； （5)在右支点下增加垫块个数 （垫块完全相同） ， 重复步骤 （4),记录数据如下表； 根据表中数据在图（c)上描点，绘制图线。 如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是_m/?(保留三位有效数字)。 12.(9 分） 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷 开关、一个定值电阻（阻值为?）、一个电流表（内阻为?)、一根均匀电阻丝 （电阻丝总阻值大于?，并配有可在电阻丝上移动的金属夹
11、）、导线若干。由于 缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提 出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验 步骤如下： （1)将器材如图（a)连接： （2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的_端（填“a”或“b”）； （3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角 和电流表示数I,得到多组数据： （4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为 k,与 纵轴截距为 d,设单角度对应电阻丝的阻值为?,该电池电动势和内阻可表示为 E=_,r_(用?、?、k、d、?表示） （5)为进一步确定结果，还需
12、要测量单位角度对应电阻丝的阻值?。利用现有器 材设计实验，在图（c)方框中画出实验电路图（电阻丝用滑动变阻器符号表示）； （6)利用测出的?,可得该电池的电动势和内阻。 13. (13 分） 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。带电粒子流（每 个粒子的质量为 m、电荷量为q)以初速度 v 垂直进入磁场，不计重力及带电 粒子之间的相互作用。对处在 xOy 平面内的粒子，求解以下问题。 （1)如图 （a),宽度为2?的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为A(0, ?),半径为? 的圆形匀强磁场中，若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点 O,求该磁场磁 感应强度?的大小： （2)如图
13、（a),虚线框为边长等于 2?的正方形，其几何中心位于 C(0，-?)。在 虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场，使汇聚到 O 点的带电粒子流经过 该区域后宽度变为 2?,并沿 x 轴正方向射出。求该磁场磁感应强度 B2的大小和 方向，以及该磁场区域的面积（无需写出面积最小的证明过程）； （3)如图（b),虚线框和 I 和 II 均为边长等于?的正方形，虚线框和 IV 均为边 长等于?的正方形。在 I、II、和 IV 中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场， 使宽度为 2?的带电粒子流沿 x 轴正方向射入 I 和 II 后汇聚到坐标原点 0,再经过 和 IV 后宽度变为 2?.并沿 x 轴正方
14、向射出， 从而实现带电粒子流的同轴控束。 求 I 和中磁场磁感应强度的大小，以及 II 和 IV 中匀强磁场区域的面积（无需 写出面积最小的证明过程）。 14.(15 分） 如图， 竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为 L 的水平轨道通过一小 段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道 PQ.质量为 m 的小物块 A与水平轨道间的动摩擦因数为.以水平轨道末端0点为坐标原点建立平面直角 坐标系 xOy,x 轴的正方向水平向右，y 轴的正方向竖直向下，弧形轨道 P 端坐标 为（2L,L),Q 端在 y 轴上。重力加速度为 g. （1）若 A 从倾斜轨道上距 x 轴高度为 2L 的位置由静
15、止开始下滑，求 A 经 过 0 点时的速度大小； （2）若 A 从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过 O 点落在弧形轨道 PQ 上的动能均相同，求 PQ 的曲线方程； （3）将质量为m(为常数且5)的小物块 B 置于 0 点，A 沿倾斜轨道由静 止开始下滑，与 B 发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使 A 和 B 均能落在弧形 轨道上， 且 A 落在 B 落点的右侧， 求 A 下滑的初始位置距 x 轴高度的取值范围。 (二)选考题：共 13 分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一 题计分。 15.物理选修 3-3(13 分） （1)(5 分）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，
16、用两个轻质绝热活塞（截面 积分别为 S1 和 S2)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端 活塞上缓慢加细沙，活塞从 A 下降 h 高度到 B 位置时，活塞上细沙的总质量为 m，在此过程中，用外力 F 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变，整个过程 环境温度和大气压强(Po)保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为 g. 下列说法正确的是_。 (填正确答案标号。 选对 1 个得 2 分， 选对 2 个得 4 分， 选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.整个过程，外力 F 做功大于 0,小于 mgh B.整个过程，理想气体的分子平均动能保持
17、不变 C.整个过程，理想气体的内能增大 D.整个过程，理想气体向外界释放的热量小于(P0S1h+mgh) E.左端活塞到达 B 位置时，外力 F 等于mg? ? (2)(8 分）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置如图所示。 导热汽缸开口向上并固在桌面上用质量 m,=600g、截面积 S=20cm2的活塞封 闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点 A 上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳 A 细绳同细绳竖 直悬挂一个质量 m2=1200g 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平 示数为 600.0g 时，测得环境温度 T1=3
18、00K。设外界大气压强 P0=1.0 x105Pa, 重力加速度 g=10m/s2。 (i)当电子天平示数为 400.0g 时，环境温度 T2为多少？ (ii)该装置可测量的最高环境温度 Tmax为多少？ 16.【物理一选修 3-4(13 分) （1） （5 分)均匀介质中,波源位于 O 点的简谐横波在 xOy 水平面内传播,波面为 圆,t=0 时刻,波面分布如图(a)所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷.A 处 质点的振动图像如图(b)所示,z 轴正方向竖直向上。 下列说法正确的是_.(填 正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1
19、 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.该波从 A 点传播到 B 点,所需时间为 4s B.t=6s 时,B 处质点位于波峰 C.t=8s 时,C 处质点振动速度方向竖直向上 D.t=10s 时,D 处质点所受回复力方向竖直向上 E.E 处质点起振后,12s 内经过的路程为 12cm (2)(8 分)我国古代著作 墨经 中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播. 身高1.6m的人站在水平地面上,其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形 孔洞,直径为 1.0cm、深度为 1.4cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此 时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚
20、度等于洞深 的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。 ()若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少? （）若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少? 答案： 16DBCBCA 710ACABABCD 11.1. 020.3480.350 12.b 13.（1） . （2） . 方向垂直纸面向里，面积 S= （3） 中：S= 中：S= 由图： I 中： . III 中： . 14. 15.15. (1)BDE (2)电子天平示数为 600g 时，气体 , 示数为 400g 时， 由, 16 (1)ACE (2) (i)当孔在人身高一半时，= ， . (ii)
