2021年高考物理真題試卷（湖南卷）

更新時間：2021-06-15 瀏覽次數(shù)：572 類型：高考真卷

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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. (2023高二下·新會期中) 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(jīng)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(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 . 過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害

答案解析收藏糾錯 + 選題
2. (2021高二上·張家港期中) 物體的運動狀態(tài)可用位置 $\text{[math]}$ 和動量 $\text{[math]}$ 描述，稱為相，對應 $\text{[math]}$ 圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用 $\text{[math]}$ 圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿 $\text{[math]}$ 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（）

A . B . C . D .

答案解析收藏糾錯 + 選題
3. (2022高三上·邢臺月考) “復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的。總質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為 $\text{[math]}$ ，若動車組所受的阻力與其速率成正比（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 為常量），動車組能達到的最大速度為 $\text{[math]}$ 。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(jié)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 C . 若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為 $\text{[math]}$ ，則動車組勻速行駛的速度為 $\text{[math]}$ D . 若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間 $\text{[math]}$ 達到最大速度 $\text{[math]}$ ，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
4. (2021·湖南) 如圖，在 $\text{[math]}$ 位置放置電荷量為 $\text{[math]}$ 的正點電荷，在 $\text{[math]}$ 位置放置電荷量為 $\text{[math]}$ 的負點電荷，在距 $\text{[math]}$ 為 $\text{[math]}$ 的某點處放置正點電荷Q，使得 $\text{[math]}$ 點的電場強度為零。則Q的位置及電荷量分別為（）

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
5. (2023高三上·北京市期中) 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，B為半圓水平直徑的端點。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F推動小滑塊由A點向B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F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

答案解析收藏糾錯 + 選題
6. (2023高二下·廣州期末) 如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 $\text{[math]}$ ，輸入端 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L₁、L₂的阻值始終與定值電阻 $\text{[math]}$ 的阻值相同。在滑動變阻器 $\text{[math]}$ 的滑片從 $\text{[math]}$ 端滑動到 $\text{[math]}$ 端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A . L₁先變暗后變亮，L₂一直變亮 B . L₁先變亮后變暗，L₂一直變亮 C . L₁先變暗后變亮，L₂先變亮后變暗 D . L₁先變亮后變暗，L₂先變亮后變暗

答案解析收藏糾錯 + 選題

二、多項選擇題：本小題共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。全部做對的得5分，選對但不全對的得3分，有選錯的得0分。

7. (2021·湖南) 2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準確進入預定軌道。根據(jù)任務安排，后續(xù)將發(fā)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 $\text{[math]}$ 。下列說法正確的是（）

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 $\text{[math]}$ 倍 B . 核心艙在軌道上飛行的速度大于 $\text{[math]}$ C . 核心艙在軌道上飛行的周期小于 $\text{[math]}$ D . 后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

答案解析收藏糾錯 + 選題
8. (2021·湖南) 如圖（a），質(zhì)量分別為m_A、m_B的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力 $\text{[math]}$ 作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為 $\text{[math]}$ 。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的 $\text{[math]}$ 圖像如圖（b）所示， $\text{[math]}$ 表示0到 $\text{[math]}$ 時間內(nèi) $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 圖線與坐標軸所圍面積大小， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分別表示 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 時間內(nèi)A、B的 $\text{[math]}$ 圖線與坐標軸所圍面積大小。A在 $\text{[math]}$ 時刻的速度為 $\text{[math]}$ 。下列說法正確的是（）

A . 0到 $\text{[math]}$ 時間內(nèi)，墻對B的沖量等于m_Av₀ B . m_A > m_B C . B運動后，彈簧的最大形變量等于 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
9. (2021·湖南) 如圖，圓心為 $\text{[math]}$ 的圓處于勻強電場中，電場方向與圓平面平行， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 為該圓直徑。將電荷量為 $\text{[math]}$ 的粒子從 $\text{[math]}$ 點移動到 $\text{[math]}$ 點，電場力做功為 $\text{[math]}$ ；若將該粒子從 $\text{[math]}$ 點移動到 $\text{[math]}$ 點，電場力做功為 $\text{[math]}$ 。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 $\text{[math]}$ C . a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(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運動

答案解析收藏糾錯 + 選題
10. 兩個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H處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為L，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v₀。水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設置合適的磁感應強度大小B使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A . B與v₀無關，與 $\text{[math]}$ 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)H、v₀和B，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

答案解析收藏糾錯 + 選題

三、非選擇題：共54分。第11~14題為必考題，考生都必須作答。第15~16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

11. (2021·湖南) 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：

⑴用游標卡尺測量墊塊厚度h，示數(shù)如圖（b）所示，h=cm；

⑵接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導軌至水平；

⑶在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

⑷在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應的加速度a；

⑸在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復步驟（4），記錄數(shù)據(jù)如下表：

n	1	2	3	4	5	6
$\text{[math]}$	0.087	0.180	0.260		0.425	0.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線。

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是 $\text{[math]}$ （保留三位有效數(shù)字）。

答案解析收藏糾錯 + 選題

12. (2021·湖南) 某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關、一個定值電阻（阻值為 $\text{[math]}$ ）、一個電流表（內(nèi)阻為 $\text{[math]}$ ）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于 $\text{[math]}$ ，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(fā)現(xiàn)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：
⑴將器材如圖（a）連接：

⑵開關閉合前，金屬夾應夾在電阻絲的端（填“a”或“b”）；

⑶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 $\text{[math]}$ 和電流表示數(shù) $\text{[math]}$ ，得到多組數(shù)據(jù)；

⑷整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為 $\text{[math]}$ ，與縱軸截距為 $\text{[math]}$ ，設單位角度對應電阻絲的阻值為 $\text{[math]}$ ，該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）

⑸為進一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應電阻絲的阻值 $\text{[math]}$ 。利用現(xiàn)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）；

利用測出的 $\text{[math]}$ ，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。

答案解析收藏糾錯 + 選題

四、解答題

13. (2021·湖南) 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(zhì)量為 $\text{[math]}$ 、電荷量為 $\text{[math]}$ ）以初速度 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 平面內(nèi)的粒子，求解以下問題。
1. （1）如圖（a），寬度為 $\text{[math]}$ 的帶電粒子流沿 $\text{[math]}$ 軸正方向射入圓心為 $\text{[math]}$ 、半徑為 $\text{[math]}$ 的圓形勻強磁場中，若帶電粒子流經(jīng)過磁場后都匯聚到坐標原點 $\text{[math]}$ ，求該磁場磁感應強度 $\text{[math]}$ 的大??；
2. （2）如圖（a），虛線框為邊長等于 $\text{[math]}$ 的正方形，其幾何中心位于 $\text{[math]}$ 。在虛線框內(nèi)設計一個區(qū)域面積最小的勻強磁場，使匯聚到 $\text{[math]}$ 點的帶電粒子流經(jīng)過該區(qū)域后寬度變?yōu)? $\text{[math]}$ ，并沿 $\text{[math]}$ 軸正方向射出。求該磁場磁感應強度 $\text{[math]}$ 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. （3）如圖（b），虛線框Ⅰ和Ⅱ均為邊長等于 $\text{[math]}$ 的正方形，虛線框Ⅲ和Ⅳ均為邊長等于 $\text{[math]}$ 的正方形。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中分別設計一個區(qū)域面積最小的勻強磁場，使寬度為 $\text{[math]}$ 的帶電粒子流沿 $\text{[math]}$ 軸正方向射入Ⅰ和Ⅱ后匯聚到坐標原點 $\text{[math]}$ ，再經(jīng)過Ⅲ和Ⅳ后寬度變?yōu)? $\text{[math]}$ ，并沿 $\text{[math]}$ 軸正方向射出，從而實現(xiàn)帶電粒子流的同軸控束。求Ⅰ和Ⅲ中磁場磁感應強度的大小，以及Ⅱ和Ⅳ中勻強磁場區(qū)域的面積（無需寫出面積最小的證明過程）。
答案解析收藏糾錯 + 選題
14. (2021·湖南) 如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長的光滑傾斜軌道與一長為 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 。質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的小物塊A與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ 。以水平軌道末端 $\text{[math]}$ 點為坐標原點建立平面直角坐標系 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 軸的正方向水平向右， $\text{[math]}$ 軸的正方向豎直向下，弧形軌道 $\text{[math]}$ 端坐標為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 端在 $\text{[math]}$ 軸上。重力加速度為 $\text{[math]}$ 。
1. （1）若A從傾斜軌道上距 $\text{[math]}$ 軸高度為 $\text{[math]}$ 的位置由靜止開始下滑，求 $\text{[math]}$ 經(jīng)過 $\text{[math]}$ 點時的速度大小；
2. （2）若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過 $\text{[math]}$ 點落在弧形軌道 $\text{[math]}$ 上的動能均相同，求 $\text{[math]}$ 的曲線方程；
3. （3）將質(zhì)量為 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 為常數(shù)且 $\text{[math]}$ ）的小物塊 $\text{[math]}$ 置于 $\text{[math]}$ 點，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(cè)，求A下滑的初始位置距 $\text{[math]}$ 軸高度的取值范圍。
答案解析收藏糾錯 + 選題

五、【選修3-3】

15. (2021·湖南)
1. （1）如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ）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沙，活塞從 $\text{[math]}$ 下降 $\text{[math]}$ 高度到 $\text{[math]}$ 位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 。在此過程中，用外力 $\text{[math]}$ 作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強 $\text{[math]}$ 保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為 $\text{[math]}$ 。下列說法正確的是（）
  
  A . 整個過程，外力 $\text{[math]}$ 做功大于0，小于 $\text{[math]}$ 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(nèi)能增大 D . 整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于 $\text{[math]}$ E . 左端活塞到達 $\text{[math]}$ 位置時，外力 $\text{[math]}$ 等于 $\text{[math]}$
2. （2）小贊同學設計了一個用電子天平測量環(huán)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(zhì)量 $\text{[math]}$ 、截面積 $\text{[math]}$ 的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點 $\text{[math]}$ 上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為 $\text{[math]}$ 時，測得環(huán)境溫度 $\text{[math]}$ 。設外界大氣壓強 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。
  
  （i）當電子天平示數(shù)為 $\text{[math]}$ 時，環(huán)境溫度 $\text{[math]}$ 為多少？
  
  （ii）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度 $\text{[math]}$ 為多少？
答案解析收藏糾錯 + 選題
16. (2021·湖南)
1. （1）均勻介質(zhì)中，波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓。t = 0時刻，波面分布如圖（a）所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。A處質(zhì)點的振動圖像如圖（b）所示，z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是（）
  
  A . 該波從A點傳播到B點，所需時間為 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 時，B處質(zhì)點位于波峰 C . $\text{[math]}$ 時，C處質(zhì)點振動速度方向豎直向上 D . $\text{[math]}$ 時，D處質(zhì)點所受回復力方向豎直向上 E . E處質(zhì)點起振后， $\text{[math]}$ 內(nèi)經(jīng)過的路程為 $\text{[math]}$
2. （2）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高 $\text{[math]}$ 的人站在水平地面上，其正前方 $\text{[math]}$ 處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為 $\text{[math]}$ 、深度為 $\text{[math]}$ ，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。
  
  （i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
  
  （ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
答案解析收藏糾錯 + 選題