2021年湖南省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試（湖南卷）

湖南省2021年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在本試卷和答題卡上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試

卷上無效。

3.考試結(jié)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合題目要求的。

1.核廢料具有很強(qiáng)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(gè)完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.原子核衰變時(shí)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(duì)人體組織有破壞作用，但輻射強(qiáng)度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害

2.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置x和動(dòng)量。描述，稱為相，對(duì)應(yīng)P-X圖像中的一個(gè)點(diǎn)。物體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)

動(dòng)，則對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是（）

駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為P,若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比

（七=H,左為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為%。下列說法正確的是（）

A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

3

C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P,則動(dòng)車組勻速行駛的速度為

D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間/達(dá)到最大速度匕,，則這一過程中

_1,

該動(dòng)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(diǎn)電荷，在（0,“）位置放置電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷，在距

P（a，。）為血q的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷0,使得尸點(diǎn)的電場強(qiáng)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(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(diǎn)，8為半圓

水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力廠推動(dòng)小滑塊由4點(diǎn)向8

點(diǎn)緩慢移動(dòng)，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(chǎn)先增大后減小

B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對(duì)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(shù)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(dòng)變阻器R的滑片從。端滑動(dòng)到6端的過程中，兩個(gè)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，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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符

合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7.2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射

問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙，計(jì)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(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時(shí)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(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

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

靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時(shí)彈簧形變量為X。撤去外力并開始計(jì)時(shí)，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的圖

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

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

A.0到％時(shí)間內(nèi)，墻對(duì)B的沖量等于加AW

B.mK>7nB

C.B運(yùn)動(dòng)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(qiáng)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(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做功為2少（田〉0）；若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場力做

功為沙。下列說法正確的是（）

A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向與ab平行

B.將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做功為0.5%

C.。點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢

D.若只受電場力，從d點(diǎn)射入圓形電場區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)

10.兩個(gè)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”處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。磁場區(qū)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(nèi)以初速度%水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小8使其勻速通過磁場，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是()

A.8與%無關(guān)，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(diào)節(jié)，、％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(chǎn)生的熱量不變

三、非選擇題：共56分。第11?14題為必考題，每個(gè)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。

(-)必考題：共43分。

11.某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟如下：

圖(b)

(1)用游標(biāo)卡尺測量墊塊厚度〃，示數(shù)如圖(b)所示，〃=cm；

(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平；

(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)〃和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度

（5）在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)（墊塊完全相同），重復(fù)步驟（4）,記錄數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

12.某實(shí)驗(yàn)小組需測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻

（阻值為4）、一個(gè)電流表（內(nèi)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(dòng)的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某

同學(xué)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(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將器材如圖（a）連接：

（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填“°”或"b”）；

（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(duì)應(yīng)的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多

組數(shù)據(jù)；

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)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(shè)單

位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為％,該電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻可表示為后=,r=（用&、

RA、k、d、%表示）

（5）為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖（c）

方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖__________（電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示）；

（6）利用測出的小,可得該電池的電動(dòng)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(gè)粒子的質(zhì)量為〃?、

電荷量為+4）以初速度v垂直進(jìn)入磁場，不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用。對(duì)處在X。平面內(nèi)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(qiáng)磁場中，

若帶電粒子流經(jīng)過磁場后都匯聚到坐標(biāo)原點(diǎn)。，求該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為的大?。?/p>

（2）如圖（a）,虛線框?yàn)檫呴L等于2々的正方形，其幾何中心位于在虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)區(qū)域面

積最小的勻強(qiáng)磁場，使匯聚到。點(diǎn)的帶電粒子流經(jīng)過該區(qū)域后寬度變?yōu)榱Α辈⒀豿軸正方向射出。求該磁

場磁感應(yīng)強(qiáng)度鳥的大小和方向，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(shè)計(jì)一個(gè)區(qū)域面積最小的勻強(qiáng)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(biāo)原點(diǎn)O,再經(jīng)過HI和IV后寬度變?yōu)?。，并沿x軸正方向射出，從而實(shí)現(xiàn)帶電粒子流的同軸控束?求

I和HI中磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，以及II和IV中勻強(qiáng)磁場區(qū)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(nèi)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(chǎn)。。質(zhì)量為加的小物塊A與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃。以水平軌道末

端。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)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(biāo)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(jīng)過。點(diǎn)時(shí)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。點(diǎn)落在弧形軌道尸。上的動(dòng)能均相同，求尸。的

曲線方程；

（3）將質(zhì)量為X加（4為常數(shù)且的小物塊5置于。點(diǎn)，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(shí)間極短），要使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B落點(diǎn)的右側(cè)，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(qǐng)考生從兩道題中任選一題作答。如果多做，則按第一題計(jì)分。

[物理——選修3-3]

15.如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為E和國）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(xì)沙，活塞從A下降〃高度到8位置時(shí)，活塞

上細(xì)沙的總質(zhì)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(gè)過程環(huán)境溫

度和大氣壓強(qiáng)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（)

B.整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變

C.整個(gè)過程，理想氣體的內(nèi)能增大

D.整個(gè)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(dá)8位置時(shí)，外力尸等于‘等

16.小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌

面上，用質(zhì)量町=600g、截面積S=