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2021年高考物理真题试卷(湖南卷)

更新时间:2021-06-15 浏览次数:566 类型:高考真卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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
  • 2. 物体的运动状态可用位置 和动量 描述,称为相,对应 图像中的一个点。物体运动状态的变化可用 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 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 。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 ,则动车组匀速行驶的速度为 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 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 位置放置电荷量为 的正点电荷,在 位置放置电荷量为 的负点电荷,在距 的某点处放置正点电荷Q,使得 点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为(   )


    A . B . C . D .
  • 5. 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 接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、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,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是(   )


    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、多项选择题:本小题共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。全部做对的得5分,选对但不全对的得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 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mA、mB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 图像如图(b)所示, 表示0到 时间内 图线与坐标轴所围面积大小, 分别表示 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 。下列说法正确的是(   )

    A . 0到 时间内,墙对B的冲量等于mAv0 B . mA > mB C . B运动后,弹簧的最大形变量等于 D .
  • 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, 为该圆直径。将电荷量为 的粒子从 点移动到 点,电场力做功为 ;若将该粒子从 点移动到 点,电场力做功为 。下列说法正确的是(   )

    A . 该匀强电场的场强方向与ab平行 B . 将该粒子从d点移动到b点,电场力做功为 C . 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
  • 10. 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,构成如图所示的组合体。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场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变
三、非选择题:共54分。第11~14题为必考题,考生都必须作答。第15~16题为选考题,考生根据要求作答。
  • 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:


    ⑴用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图(b)所示,h=cm;

    ⑵接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平;

    ⑶在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度;

    ⑷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;

    ⑸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:

    n

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    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 (保留三位有效数字)。

  • 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(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的电阻丝长度。主要实验步骤如下:

    ⑴将器材如图(a)连接:

    ⑵开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的端(填“a”或“b”);

    ⑶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 ,得到多组数据;

    ⑷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 (用 表示)

    ⑸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);

    利用测出的 ,可得该电池的电动势和内阻。

四、解答题
  • 13. 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 、电荷量为 )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 平面内的粒子,求解以下问题。

    1. (1) 如图(a),宽度为 的带电粒子流沿 轴正方向射入圆心为 、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 ,求该磁场磁感应强度 的大小;
    2. (2) 如图(a),虚线框为边长等于 的正方形,其几何中心位于 。在虚线框内设计一个区域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 ,并沿 轴正方向射出。求该磁场磁感应强度 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. (3) 如图(b),虛线框Ⅰ和Ⅱ均为边长等于 的正方形,虚线框Ⅲ和Ⅳ均为边长等于 的正方形。在Ⅰ、Ⅱ、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 的带电粒子流沿 轴正方向射入Ⅰ和Ⅱ后汇聚到坐标原点 ,再经过Ⅲ和Ⅳ后宽度变为 ,并沿 轴正方向射出,从而实现带电粒子流的同轴控束。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,水平轨道右下方有一段弧形轨道 。质量为 的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为 。以水平轨道末端 点为坐标原点建立平面直角坐标系 轴的正方向水平向右, 轴的正方向竖直向下,弧形轨道 端坐标为 端在 轴上。重力加速度为

    1. (1) 若A从倾斜轨道上距 轴高度为 的位置由静止开始下滑,求 经过 点时的速度大小;
    2. (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 的曲线方程;
    3. (3) 将质量为 为常数且 )的小物块 置于 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 轴高度的取值范围。
五、【选修3-3】
  • 15.    
    1. (1) 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 )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。整个过程环境温度和大气压强 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(   )

      A . 整个过程,外力 做功大于0,小于 B . 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 D . 整个过程,理想气体向外界释放的热量小于 E . 左端活塞到达 位置时,外力 等于
    2. (2) 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面上,用质量 、截面积 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 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 时,测得环境温度 。设外界大气压强 ,重力加速度

      (i)当电子天平示数为 时,环境温度 为多少?

      (ii)该装置可测量的最高环境温度 为多少?

  • 16.        
    1. (1) 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 B . 时,B处质点位于波峰 C . 时,C处质点振动速度方向竖直向上 D . 时,D处质点所受回复力方向竖直向上 E . E处质点起振后, 内经过的路程为
    2. (2) 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 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 、深度为 ,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。


      (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?

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