湖南省2021年普通高中學業水平選擇性考試

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試

卷上無效。

3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。

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，只有一項

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守恒，質量數不守恒

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則沒有傷害

2.物體的運動狀態可用位置x和動量。描述，稱為相，對應P-X圖像中的一個點。物體運動狀態的變化

可用P-x圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質點沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運

動，則對應的相軌跡可能是（）

駛。該動車組有四節動力車廂，每節車廂發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

（七=H,左為常量），動車組能達到的最大速度為%。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

3

C.若四節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

D.若四節動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經過時間/達到最大速度匕,，則這一過程中

_1,

該動車組克服阻力做的功為一加%2一尸/

2

4.如圖，在（。，0）位置放置電荷量為4的正點電荷，在（0,“）位置放置電荷量為的負點電荷，在距

P（a，。）為血q的某點處放置正點電荷0,使得尸點的電場強度為零。則。的位置及電荷量分別為（）

2a-

P(a,a)

O

2ax

A.（0,2a）,6qB.（0,2a）,2缶

C.（2a,0）,6qD.（2a,0）,2&q

5.質量為M的凹槽靜止在水平地面上，內壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，8為半圓

水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內有一質量為m的小滑塊。用推力廠推動小滑塊由4點向8

點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）

A.推力產先增大后減小

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持力先減小后增大

6.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為〃1：〃2,輸入端。、。接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡

1、L2的阻值始終與定值電阻&的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片從。端滑動到6端的過程中，兩個燈

泡始終發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）

A.Li先變暗后變亮，L2一直變亮

B.Li先變亮后變暗，L2一直變亮

C.Li先變喑后變亮，L2先變亮后變暗

D.Li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。

7.2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發射升空，準確進入預定軌道。根據任務安排，后續將發射

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下列說法正確的是（）

16

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倍

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/s

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D后續加掛實驗艙后，空間站由于質量增大，軌道半徑將變小

8.如圖（°）,質量分別為加A、的A、B兩物體用輕彈簧連接構成一個系統，外力尸作用在A上，系統

靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為X。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的圖

像如圖（6）所示，E表示0到。時間內A的。一，圖線與坐標軸所圍面積大小，星、S3分別表示。到芍時

間內A、B的。一/圖線與坐標軸所圍面積大小。A在％時刻的速度為％。下列說法正確的是（)

A.0到％時間內，墻對B的沖量等于加AW

B.mK>7nB

C.B運動后，彈簧的最大形變量等于X

D.St—S2=S3

9.如圖，圓心為0的圓處于勻強電場中，電場方向與圓平面平行，和〃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2少（田〉0）；若將該粒子從c點移動到d點，電場力做

功為沙。下列說法正確的是（）

A.該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0.5%

C.。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金屬框，邊長為L,通過長為L的絕緣輕質桿相連，構成如圖所示的組合

體。距離組合體下底邊”處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強磁場。磁場區域上下邊界水平，高度為

左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內以初速度%水平無旋轉拋出，設置合適的磁感應強度大

小8使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是()

A.8與%無關，與J萬成反比

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.調節，、％和5,只要組合體仍能勻速通過磁場，則其通過磁場的過程中產生的熱量不變

三、非選擇題：共56分。第11?14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15、16題為選

考題，考生根據要求作答。

(-)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系。主要實驗步驟如下：

圖(b)

(1)用游標卡尺測量墊塊厚度〃，示數如圖(b)所示，〃=cm；

(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調節導軌至水平；

(3)在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數〃和滑塊對應的加速度

（5）在右支點下增加墊塊個數（墊塊完全相同），重復步驟（4）,記錄數據如下表:

n123456

-2

(a/m-s)0.0870.1800.2600.4250.519

圖(c)

如果表中缺少的第4組數據是正確的，其應該是m/s2（保留三位有效數字）。

12.某實驗小組需測定電池的電動勢和內阻，器材有：一節待測電池、一個單刀雙擲開關、一個定值電阻

（阻值為4）、一個電流表（內阻為火“）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于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，但發現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）開關閉合前，金屬夾應夾在電阻絲的端（填“°”或"b”）；

（3）改變金屬夾的位置，閉合開關，記錄每次接入電路的電阻絲對應的圓心角。和電流表示數/,得到多

組數據；

（4）整理數據并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為左,與縱軸截距為d,設單

位角度對應電阻絲的阻值為％,該電池電動勢和內阻可表示為后=,r=（用&、

RA、k、d、%表示）

（5）為進一步確定結果，還需要測量單位角度對應電阻絲的阻值為。利用現有器材設計實驗，在圖（c）

方框中畫出實驗電路圖__________（電阻絲用滑動變阻器符號表示）；

（6）利用測出的小,可得該電池的電動勢和內阻。

13.帶電粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制備的關鍵技術之一、帶電粒子流（每個粒子的質量為〃?、

電荷量為+4）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X。平面內的粒子,

求解以下問題。

（1）如圖（a）,寬度為24的帶電粒子流沿x軸正方向射入圓心為力（0,八）、半徑為q的圓形勻強磁場中，

若帶電粒子流經過磁場后都匯聚到坐標原點。，求該磁場磁感應強度為的大小；

（2）如圖（a）,虛線框為邊長等于2々的正方形，其幾何中心位于在虛線框內設計一個區域面

積最小的勻強磁場，使匯聚到。點的帶電粒子流經過該區域后寬度變為力”并沿x軸正方向射出。求該磁

場磁感應強度鳥的大小和方向，以及該磁場區域的面積（無需寫出面積最小的證明過程）；

（3）如圖（b）,虛線框I和II均為邊長等于〃的正方形，虛線框III和IV均為邊長等于〃的正方形。在I、II、

HI和IV中分別設計一個區域面積最小的勻強磁場，使寬度為26的帶電粒子流沿x軸正方向射入I和II后匯聚

到坐標原點O,再經過HI和IV后寬度變為2。，并沿x軸正方向射出，從而實現帶電粒子流的同軸控束?求

I和HI中磁場磁感應強度的大小，以及II和IV中勻強磁場區域的面積（無需寫出面積最小的證明過程）。

圖(a)圖(b)

14.如圖，豎直平面內一足夠長的光滑傾斜軌道與一長為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產。。質量為加的小物塊A與水平軌道間的動摩擦因數為〃。以水平軌道末

端。點為坐標原點建立平面直角坐標系X軸的正方向水平向右，N軸的正方向豎直向下，弧形軌道P

端坐標為（2姑，以），。端在V軸上。重力加速度為g。

（1）若A從傾斜軌道上距X軸高度為的位置由靜止開始下滑，求A經過。點時的速度大小；

（2）若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經過。點落在弧形軌道尸。上的動能均相同，求尸。的

曲線方程；

（3）將質量為X加（4為常數且的小物塊5置于。點，A沿傾斜軌道由靜止開始下滑，與B發生

彈性碰撞（碰撞時間極短），要使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B落點的右側，求A下滑的初始

位置距X軸高度的取值范圍。

（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——選修3-3]

15.如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質絕熱活塞（截面積分別為E和國）封閉一定質量

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〃高度到8位置時，活塞

上細沙的總質量為他。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。整個過程環境溫

度和大氣壓強Po保持不變，系統始終處于平衡狀態，重力加速度為g。下列說法正確的是（)

B.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變

C.整個過程，理想氣體的內能增大

D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于(夕oE〃+〃?g/7)

E.左端活塞到達8位置時，外力尸等于‘等

16.小贊同學設計了一個用電子天平測量環境溫度的實驗裝置，如圖所示。導熱汽缸開口向上并固定在桌

面上，用質量町=600g、截面積S=