1、湖南省2021年普通高中學業(yè)水平選擇性考試物理一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有項是符合題目要求的。1,核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B,原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D,過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害2.物體的運動狀態(tài)可用位置x和動量p描述，稱為相，對應p-x圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用p-x圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿x軸正方向做初3.復興號”動

2、車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P,若動車組所受的阻力與其速率成正比（5阻=山，k為常量），動車組能達到的最大速度為vm。下列說法正確的是（）A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動3C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為4VmD.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度Vm,則這一過程中該動車組克服阻力做的功為2?2-?4.如圖，在（a,0）位置放置電荷量為

3、q的正點電荷，在（0,a）位置放置電荷量為q的負點電荷，在距P（a,a）為/?酌某點處放置正點電荷Q,使得P點的電場強度為零。則Q的位置及電荷量分別為（）A.（0,2a）,v2?B.（0,2a）,2V2?C.（2a,0）,v2?D.（2a,0）,2V2?5.質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（A.推力F先增大后減小B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對凹槽的支

4、持力先減小后增大F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程6.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為電源，燈泡Li、L2的阻值始終與定值電阻ni：n2,輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變Ro的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（A.Li先變暗后變亮,B.Li先變亮后變暗,C.Li先變暗后變亮,D.Li先變亮后變暗,L2一直變亮L2一直變亮L2先變亮后變暗L2先變亮后變暗二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.202

5、i年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準確進入預定軌道。根據(jù)任務安排,后續(xù)將發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，計劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的i而。下列說法正確的是（）i6o,、A.核心艙進入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的（斤）2倍B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/sC.核心艙在軌道上飛行的周期小于24hD.后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小8.如圖（a）,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量

6、為x。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的a-t圖像如圖（b）所示，Si表示0到ti時間內(nèi)A的a-t圖線與坐標軸所圍面積大小，S2、S3分別表示ti到t2時間內(nèi)A、B的a-t圖線與坐標軸所圍面積大小。A在ti時刻的速度為V0。下列說法正確的是（A.0到ti時間內(nèi)，墻對B的沖量等于mAV0B.mA>mbC.B運動后，彈簧的最大形變量等于xD.S-S2=S39.如圖，圓心為O的圓處于勻強電場中，電場方向與圓平面平行，ab和cd為該圓直徑。將電荷量為q(q>0)的粒子從a點移動到b點，電場力做功為2W(W>0);若將該粒子從c點移動到d點，電場力做功為Wo下列說法正確的是(A.該

7、勻強電場的場強方向與ab平行B.將該粒子從d點移動到b點，電場力做功為0.5WC.a點電勢低于c點電勢D.若只受電場力，從d點射入圓形電場區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運動10.兩個完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長為L,通過長為L的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合體。距離組合體下底邊H處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為L,左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度V0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應強度大小B使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是()A. B與V0無關(guān)，與v?城反比B.通過磁場的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變C.通過

8、磁場的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等D.調(diào)節(jié)H、V0和B,只要組合體仍能勻速通過磁場，則其通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量不變?nèi)?、非選擇題：共56分。第1114題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15、16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。(一)必考題：共43分。11 .某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實驗步驟如下：二垃通心二褊氣琴導軌C滑塊一寸遮吒片I.一(1)用游標卡尺測量墊塊厚度h,示數(shù)如圖(b)所示，h=cm；(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導軌至水平；(3)在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；(4)在氣墊導軌合適

9、位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應的加速度a;(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同)，重復步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:n123456(a/ms-2)0.0870.1800.2600.4250.519根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線用一.:“苗EEI.W如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是m/s2（保留三位有效數(shù)字）。12 .某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻（阻值為R0）、一個電流表（內(nèi)阻為Ra）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于R。，并配有可在電阻絲上移動的金屬夾）、導線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)

10、現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下：（1）將器材如圖（a）連接：（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應夾在電阻絲的端（填a”或6”）；（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應的圓心角？和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù)；（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對應電阻絲的阻值為0,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E=,r=（用Ro、Ra、k、d、ro表示）（5）為進一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應電阻絲的阻值ro。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗，在圖（c）方框中畫出

11、實驗電路圖（電阻絲用滑動變阻器符號表示）；（6）利用測出的r。，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。13 .帶電粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制備的關(guān)鍵技術(shù)之一、帶電粒子流（每個粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q）以初速度v垂直進入磁場，不計重力及帶電粒子之間的相互作用。對處在xOy平面內(nèi)的粒子，求解以下問題。（1）如圖（a）,寬度為2ri的帶電粒子流沿x軸正方向射入圓心為A（0,ri）、半徑為ri的圓形勻強磁場中，若帶電粒子流經(jīng)過磁場后都匯聚到坐標原點O,求該磁場磁感應強度B1的大??；(2)如圖(a),虛線框為邊長等于2r2的正方形，其幾何中心位于C(0,-r2)。在虛線框內(nèi)設(shè)計一個區(qū)域面積最小的勻強磁場

12、，使匯聚到O點的帶電粒子流經(jīng)過該區(qū)域后寬度變?yōu)?r2,并沿x軸正方向射出。求該磁場磁感應強度B2的大小和方向，以及該磁場區(qū)域的面積(無需寫出面積最小的證明過程)；(3)如圖(b),虛線框I和n均為邊長等于門的正方形，虛線框出和IV均為邊長等于工的正方形。在I、n、出和IV中分別設(shè)計一個區(qū)域面積最小的勻強磁場，使寬度為2r3的帶電粒子流沿x軸正方向射入I和n后匯聚到坐標原點O,再經(jīng)過出和IV后寬度變?yōu)?r4,并沿x軸正方向射出，從而實現(xiàn)帶電粒子流的同軸控束。求I和出中磁場磁感應強度的大小，以及n和IV中勻強磁場區(qū)域的面積(無需寫出面積最小的證明過程)。14 .如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長的光，t傾斜

13、軌道與一長為L的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，水平軌道右下方有一段弧形軌道PQ。質(zhì)量為m的小物塊A與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為？以水平軌道末端O點為坐標原點建立平面直角坐標系xOy,x軸的正方向水平向右，y軸的正方向豎直向下，弧形軌道P端坐標為(2?Q端在y軸上。重力加速度為g。(1)若A從傾斜軌道上距x軸高度為2?位置由靜止開始下滑，求A經(jīng)過O點時的速度大?。?2)若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過O點落在弧形軌道PQ上的動能均相同，求PQ的曲線方程；(3)將質(zhì)量為？?？為常數(shù)且？?>5)的小物塊B置于O點，A沿傾斜軌道由靜止開始下滑，與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)，要

14、使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B(二)選考題：共13分。請考生從兩道題中任選一題作答。如果多做，則按第一題計分。物理一一選彳3-315 .如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞(截面積分別為Si和S2)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強Po保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。下列說法正確的是()A.整個過程，外力F做功大于0,小于mghB.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C.整個過

15、程，理想氣體的內(nèi)能增大D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于(PoSih+mgh)?E.左端活塞到達B位置時，外力F等于一16 .小贊同學設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量mi=600g、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2=1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為600.0g時，測得環(huán)境溫度T1=300K。設(shè)外界大氣壓強P0=1.0x105Pa,重力加速度g=10m/s2。(1

16、)當電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T2為多少？(2)該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？物理一一選彳3-417 .均勻介質(zhì)中，波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓。1=0時亥上波面分布如圖（a）所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。A處質(zhì)點的振動圖像如圖（b）所示，z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是（）A.該波從A點傳播到B點，所需時間為4sB. t=6s時，B處質(zhì)點位于波峰C. t=8s時，C處質(zhì)點振動速度方向豎直向上D. t=10s時，D處質(zhì)點所受回復力方向豎直向上E. E處質(zhì)點起振后，12s內(nèi)經(jīng)過的路程為12cm18.我國古代著作墨經(jīng)中記載了小孔成倒

17、像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm、深度為1.4cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示。現(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？參考答案11、(1).1.02nh(3).a=0.342(mg-ma0.6a12、(1).(2).r。(3).r0bRoRa(4).13、(1)mv一;q1(2)

18、mv,垂直與紙面向里,q2S2(3)Bimv-,B|q3mv一,Siq412_(1)3,S|V2(i1)r421)粒子垂直x進入圓形磁場，在坐標原點O匯聚，滿足磁聚焦的條件，即粒子題號12345678910答案DDCBCAACABDABCD在磁場中運動的半徑等于圓形磁場的半徑1,粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力vmvqvBm解得B11q1(2)粒子從O點進入下方虛線區(qū)域，若要從聚焦的O點飛入然后平行x軸飛出，為磁發(fā)散的過程，即粒子在下方圓形磁場運動的軌跡半徑等于磁場半徑，粒子軌跡最大的邊界如圖所示，圖中圓形磁場即為最小的勻強磁場區(qū)域磁場半徑為r2,根據(jù)qvB2mv-可知磁感應強度為B2rm

19、vq2根據(jù)左手定則可知磁場的方向為垂直紙面向里，圓形磁場的面積為S2r22(3)粒子在磁場中運動,3和4為粒子運動的軌跡圓，1和2為粒子運動的磁場的圓周2根據(jù)qvBmv-可知I和III中的磁感應強度為birmv-mv一，Biiiqr3qr4圖中箭頭部分的實線為粒子運動的軌跡，可知磁場的最小面積為葉子形狀，取I區(qū)域如圖圖中陰影部分面積的一半為四分之一圓周SAOB與三角形Saob之差，所以陰影部分的面積為Si2(SaobSaob)122r3)類似地可知IV區(qū)域的陰影部分面積為121212Siv2(-r4-r4)(-1)r442212根據(jù)對稱性可知II中的勻強磁場面積為Sii(-1)r32214、(

20、1)J2gL;(2)x2j2Lyy2(其中，LY2L)；31(3)Lx3【詳解】(1)物塊A從光滑軌道滑至O點，根據(jù)動能定理12-mg2LmgL-mv.解得v.2gL(2)物塊A從O點飛出后做平拋運動，設(shè)飛出的初速度為V0,落在弧形軌道上的坐標為(x,y),將平拋運動分別分解到水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，有1.22gt解得水平初速度為需2gx2y物塊A從O點到落點,根據(jù)動能定理可知mgyEk122mv0解得落點處動能為Ek12mgymv022mgxmgy-4y因為物塊A從O點到弧形軌道上動能均相同，將落點P(2L,L)的坐標代入，可得Ekmgy2mgxmgL4ymg(2L)24L2mgL2x化簡可得y24y2,2Lyy2(其中，Ly2L)(3)物塊A在傾斜軌道上從距x軸高h處靜止滑下，到達O點與B物塊碰前，其速度為vo,122_._.根據(jù)動能th理可知mghmgL-mv0解得v02gh2g