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1、2 0 2 1 年 湖 南 学 考 选 择 性 物 理 真 题 及 答 案注 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
2、题；本 题 共 6 小 题，每 小 题 4 分，共 2 4 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
3、 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
4、 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（F m=k v,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 2.2 5 P,则 动 车 组 匀 速 行 驶
5、 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.(0,2 a)，qB.(0,2 a)，qC.(2 a,0)，
6、qD.(2 a，0)，q5.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
7、 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 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 R o 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
8、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 2 0 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。7.2 0 2 1 年 4 月 2 9 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
9、，计 划 2 0 2 2 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()2倍B.核 心 舱 在 轨 道 上 飞 行 的 速 度 大 于 7.9 k m/sC.核 心 舱 在 轨 道 上 飞 行 的 周 期 小 于 2 4 hD.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
10、),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 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
11、说 法 正 确 的 是A.0 到 t1时 间 内，墙 对 B 的 冲 量 等 mAv0B.mA mBC.B 运 动 后，弹 簧 的 最 大 形 变 量 等 于 xD.S1-S2=S39.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，a b 和 c d 为 该 圆 直 径，将 电 荷 量 为 q(q 0)的 粒 子 从 a 点 移 动 到 b 点，电 场 力 做 功 为 2 W(W 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
12、a b 平 行B.将 该 粒 子 从 d 点 移 动 到 b 点，电 场 力 做 功 为 0.5 WC.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1 0.两 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
13、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 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
14、场，则 其 通 过 磁 场 的 过 程 中 产 生 的 热 量 不 变三、非 选 择 题：共 5 6 分。第 1 1 1 4 题 为 必 考 题，每 个 试 题 考 生 都 必 须 作 答。第 1 5、1 6 题为 选 考 题，考 生 根 据 要 求 作 答。（一）必 考 题：共 4 3 分。1 1.(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=_ _ _ _ _ _ c m；（2)接 通 气 泵，将
15、 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
16、 效 数 字)。1 2.(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）、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
17、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
18、内 阻 可 表 示 为 E=_ _ _ _ _,r _ _ _ _ _(用、k、d、表 示）（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。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。1 3.(1 3 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、
19、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 x O y 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（a),虚 线 框 为 边 长 等 于 2 的 正 方 形，其 几 何 中 心 位 于 C(0，-)。在
20、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 I I 均 为 边 长 等 于 的 正 方 形，虚 线 框 和 I V 均 为 边 长 等 于的 正 方 形。在 I、I I、和 I V 中 分 别 设 计 一 个 区 域 面 积 最 小 的 匀
21、强 磁 场，使 宽 度 为 2 的带 电 粒 子 流 沿 x 轴 正 方 向 射 入 I 和 I I 后 汇 聚 到 坐 标 原 点 0,再 经 过 和 I V 后 宽 度 变 为 2.并 沿 x 轴 正 方 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 I I 和 I V 中 匀 强 磁 场 区 域 的 面 积（无 需 写 出 面 积 最 小 的 证 明 过 程）。1 4.(1 5 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
22、小 段 光 滑 圆弧 平 滑 连 接，水 平 轨 道 右 下 方 有 一 段 弧 形 轨 道 P Q.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 x O y,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（2 L,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 2 L 的 位 置 由 静 止 开 始 下 滑，求 A 经 过 0
23、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 P Q 上 的 动 能均 相 同，求 P Q 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 1
24、3 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。1 5.物 理 选 修 3-3(1 3 分）（1)(5 分）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S 1 和 S 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 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，
25、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 m g hB.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
26、大D.整 个 过 程，理 想 气 体 向 外 界 释 放 的 热 量 小 于(P0S1h+m g h)E.左 端 活 塞 到 达 B 位 置 时，外 力 F 等 于(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,=6 0 0 g、截 面 积 S=2 0 c m2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
27、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=1 2 0 0 g 的 铁 块，并 将 铁 块 放置 到 电 子 天 平 上。当 电 子 天 平 示 数 为 6 0 0.0 g 时，测 得 环 境 温 度 T1=3 0 0 K。设 外 界 大 气 压 强P0=1.0 x 1 05P a,重 力 加 速 度 g=1 0 m/s2。(i)当 电 子 天 平 示 数 为 4 0 0.0 g 时，环 境 温 度 T2为 多 少？(i i)该 装 置 可 测 量 的 最 高 环 境 温 度 Tm a x为 多 少？1 6.【物
28、理 一 选 修 3-4(1 3 分)（1）（5 分)均 匀 介 质 中,波 源 位 于 O 点 的 简 谐 横 波 在 x O y 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 个 扣 3 分,最 低 得 分
29、为 0 分)A.该 波 从 A 点 传 播 到 B 点,所 需 时 间 为 4 sB.t=6 s 时,B 处 质 点 位 于 波 峰C.t=8 s 时,C 处 质 点 振 动 速 度 方 向 竖 直 向 上D.t=1 0 s 时,D 处 质 点 所 受 回 复 力 方 向 竖 直 向 上E.E 处 质 点 起 振 后,1 2 s 内 经 过 的 路 程 为 1 2 c m(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1.6 m 的 人 站 在 水 平 地 面 上,其 正 前 方 0.6 m 处 的 竖
30、直 木 板 墙 上 有 一 个 圆 柱 形 孔 洞,直 径 为1.0 c m、深 度 为 1.4 c m,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 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?参 考 答 案高 考 真 题 答 案 物 理（湖 南 卷）单 选 题：1-6:D D C B C A多 选 题：7.A，C 8.A，B 9.A，B 1 0.C，D简 答 题：1 1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.