2021年湖南省普通高中学业水平选择性考试（湖南卷）（原卷版）下载

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 p2. 物体的运动状态可用位置 和动量描述，称为相，对应 p  x x图像中的一个点。物体运动状态的变化 p  x x图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运 可用 动，则对应的相轨迹可能是（　　） A. B. C. D. m3. “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 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 ，若动车组所受的阻力与其速率成正比（ 为常量），动车组能达到的最大速度为 m 。下列说法正确的是（　　） PF  kv v，k阻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 3vm C. 若四节动力车厢输出的总功率为 ，则动车组匀速行驶的速度为 2.25P 4第 1 页 共 10 页 tvD. 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 达到最大速度 m ，则这一过程中 1mvm2  Pt 该动车组克服阻力做的功为 2位置放置电荷量为 q的正点电荷，在 位置放置电荷量为 q的负点电荷，在距 0，a a，0 4. 如图，在 P a，a Q，使得 点的电场强度为零。则Q 的位置及电荷量分别为（　　） 为的某点处放置正点电荷 P2a 0，2a 0，2a A. C. ，B. D. ，，2q 2 2q 2 2q 2a，0 2a，0 ，2q 5. 质量为 AB的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示， 为半圆的最低点， 为半圆 Mm水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为 的小滑块。用推力 推动小滑块由A 点向 BF点缓慢移动，力 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（　　） FA. 推力 先增大后减小 FB. 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 n : n 6. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡 L CD112aR、L2 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从 端滑动到 端的过程中，两个灯泡 bR0始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） 第 2 页 共 10 页 A. L1 先变暗后变亮，L2 一直变亮 B. L1 先变亮后变暗，L2 一直变亮 C. L1 先变暗后变亮，L2 先变亮后变暗 D. L1 先变亮后变暗，L2 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 1道离地面的高度约为地球半径的 。下列说法正确的是（　　） 16 216 17 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 倍7.9km/s 24h B. 核心舱在轨道上飞行的速度大于 C. 核心舱在轨道上飞行的周期小于 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 m 、m 的 A、B 两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力 作用在A 上，系 FABxat 统静止在光滑水平面上（B 靠墙面），此时弹簧形变量为 。撤去外力并开始计时，A、B 两物体运动的 StSSt3 分别表示 到 tat 图像如图（b）所示， 1 表示 0 到 时间内 A的图线与坐标轴所围面积大小， 、2112tvat 时间内 A、B 的 图线与坐标轴所围面积大小。A 在 时刻的速度为0 。下列说法正确的是（　　） 1第 3 页 共 10 页 tA. 0 到 时间内，墙对B 的冲量等于 mAv0 1B. mA > mB xC. B 运动后，弹簧的最大形变量等于 S1  S2  S3 D. cd 9. 如图，圆心为 的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab 和为该圆直径。将电荷量为 Oa的粒子从 点移动到 点，电场力做功为 c；若将该粒子从 点移动到点，电场力做 q q 0 2W W 0 bd功为 。下列说法正确的是（　　） WA. 该匀强电场的场强方向与 ab 平行 B. 将该粒子从 点移动到 点，电场力做功为0.5W dbacC. 点电势低于 点电势 D. 若只受电场力，从 点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 d10. 两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为 ，通过长为 的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合 LL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 ，Lv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 0 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，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） 第 4 页 共 10 页 vA. B与0 无关，与 成反比 HB. 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 v的HB、 0 和 ，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场 过程中产生的热量不变 D. 调节 三、非选择题：共 56 分。第 11~14 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. 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： cm （1）用游标卡尺测量垫块厚度 ，示数如图（b）所示， ___________ ；hh  （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； na；（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数 和滑块对应的加速度 （5） 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： 在n123456第 5 页 共 10 页 a / ms2 0.087 0.180 0.260 0.425 0.519 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___________ 2 （保留三位有效数字）。 m/s 12. 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（ RRR阻值为 0 ）、一个电流表（内阻为 A ）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于 0 ，并配有可在电阻丝上 移动的金属夹）、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”）； 的（3）改变金属夹 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 ，得到多 I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 ，与纵轴截距为 ，设单 kdr位角度对应电阻丝的阻值为 ，该电池电动势和内阻可表示为 r  R___________， ___________（用 、 0E  0RA r0 表示） 、、、kd第 6 页 共 10 页 r（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值 0 。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）； r（6）利用测出的 0 ，可得该电池的电动势和内阻。 m13. 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 、q vxOy 平面内的粒子 电荷量为 ，求解以下问题。 （1）如图（a），宽度为 1 的带电粒子流沿 轴正方向射入圆心为 ，若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点 ，求该磁场磁感应强度1 的大小； ）以初速度 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 x2r A 0，r r1 、半径为 1 的圆形匀强磁场中 BO2r C 0， r （2）如图（a），虚线框为边长等于 2 的正方形，其几何中心位于 2 。在虚线框内设计一个区域 x面积最小的匀强磁场，使汇聚到 点的带电粒子流经过该区域后宽度变为 2 ，并沿 轴正方向射出。求该 2r OB磁场磁感应强度 2 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）； rr（3）如图（b），虛线框Ⅰ和Ⅱ均为边长等于 3 的正方形，虚线框Ⅲ和Ⅳ均为边长等于 4 的正方形。在Ⅰ、 xⅡ、Ⅲ和Ⅳ中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场，使宽度为 3 的带电粒子流沿 轴正方向射入Ⅰ和Ⅱ 2r x后汇聚到坐标原点 ，再经过Ⅲ和Ⅳ后宽度变为 4 ，并沿 轴正方向射出，从而实现带电粒子流的同轴控 2r O束。求Ⅰ和Ⅲ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. 如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为 的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水 L第 7 页 共 10 页 m。质量为 的小物块A 与水平轨道间的动摩擦因数为 。以水平轨道末 PQ 平轨道右下方有一段弧形轨道 y轴的正方向水平向右， 轴的正方向竖直向下，弧形轨道 xxOy 端点为坐标原点建立平面直角坐标系 ，Oy端在 轴上。重力加速度为 g2L，L QxP端坐标为 ，。2L （1）若 A 从倾斜轨道上距 轴高度为 A的位置由静止开始下滑，求 经过 点时的速度大小； OPQ PQ 的（2）若 A 从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过 点落在弧形轨道 上的动能均相同，求 O曲线方程； （3）将质量为 （为常数且   5 ）的小物块 BO置于 点，A 沿倾斜轨道由静止开始下滑，与 B 发生 m 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 x始位置距 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。 [物理——选修 3-3] SS15. 如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为 1 和 2 ）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 下降高度到 位置时，活塞 上细沙的总质量为 。在此过程中，用外力 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温 AhBmFg度和大气压强 0 保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为 。下列说法正确的是（　　） p第 8 页 共 10 页 mgh A. 整个过程，外力 做功大于0，小于 FB. 整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 C. 整个过程，理想气体的内能增大 p S h  mgh D. 整个过程，理想气体向外界释放的热量小于 01mgS2 E. 左端活塞到达 B位置时，外力 等于 FS1 16. 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定在桌 2 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。 m  600g 面上，用质量 、截面积 S  20cm 1一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，右端用相同细绳竖直悬挂一个 m 1200g 600.0g 时，测得环境温度 质量 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为 2p 1.0105 Pa ，重力加速度 g 10m/s2 。T  300K 。设外界大气压强 10400.0g T时，环境温度 2 为多少？ （1）当电子天平示数为 T（2）该装置可测量的最高环境温度 max 为多少？ [物理——选修 3-4] 第 9 页 共 10 页 17. 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（ ） A. 该波从 A 点传播到 B 点，所需时间为 4s B. C. D. E. B时， 处质点位于波峰 t  6s t  8s 时， 处质点振动速度方向竖直向上 C时， 处质点所受回复力方向竖直向上 Dt 10s 处质点起振后， 内经过的路程为12cm 12s E的18. 我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像 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 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 0.6m 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。 （i）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？ （ii）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？ 第 10 页 共 10 页