2021 年高考试卷 山东、北京、福建、广东、河北、湖北、湖南省普通高中学业水平等级考试物理

2021年山东省普通高中学业水平等级考

注意事项:试物理

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置.

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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分,每小题只有一个选项符合题目要求。

1.在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短弥2,0Pb,其衰变方程

为

j,,oPb^ioBi+X.以下说法正确的是（）

A.衰变方程中的X是电子B.升高温度可以加快10Pb的衰变

C.2icpb与2l°Bi的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自于2,0Pb内质子向中子的转化

828382

2.如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高.一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，

小瓶中封闭一段空气.挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体

（）

A.内能减少B.对外界做正功

C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量

3.如图所示，粗糙程度处处相同的水平臭面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一

端与质量为机的小木块相连.木块以水平初速度的出发，恰好能完成一个完整的圆周运动.在运动过程中，

木块所受摩擦力的大小为（)

mv1加V2

C.—2-D.—2-

InL41L87tL16兀L

4.血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示.加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为

臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V;每次挤压气囊都能

将60cn?的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150mmHg.已

知大气压强等于750mmHg,气体温度不变.忽略细管和压强计内的气体体积.则V等于()

A.30cm3B.40cm③C.50cm3D.60cm3

5.从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越.已知火星质量约为

月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍.在着陆前，“祝融”和“玉

兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程.悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为

()

A.9：1B.9：2C.36：1D.72：1

6.如图甲所示，边长为。的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+乡的点电荷；在0Vx<

间，x轴上电势°的变化曲线如图乙所示.现将一电荷量为-Q的点电荷尸置于正方形的中心。点，此

时每个点电荷所受库仑力的合力均为零若将P沿x轴向右略微移动后由静止释放以下判断正确的是)

图甲四乙

A.0=变望4，群放后尸将向右运动B.2=也里，释放后p将向左运动

22

C.0=6"q，释放后尸将向右运动D.Q=6+1q,释放后P将向左运动

44

7.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹.下列关于该区域薄膜厚度

d随坐标x的变化图像，可能正确的是（）

II1・・IH

8.迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行.系绳卫星由两子卫星组成，它们之间

的导体绳沿地球半径方向，如图所示.在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等

效总电阻为厂导体绳所受的安培力克服大小为/的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上.已知卫生

离地平均高度为H,导体绳长为£（L=H）,地球半径为R,质量为M,轨道处磁感应强度大小为B,方

向垂直于赤道平面.忽略地球自转的影响.据此可得，电池电动势为（）

运电子卫星亡I。D.1

L电宏匚卜

导体逢及

近电子卫星□H

赤道丰面

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全

部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.

9.输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为1:3,输入电压为7.5V的正弦交流电.连

接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10C.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比

为2：1,R上的功率为10W;接2时，匝数比为1：2,R上的功率为P.以下判断正确的是（）

A.r=10QB.r=5QC.P=45WD.P=22.5W

10.一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为力=2s时的波形图，虚线为f2=5s时的波形图.以下

关于平衡位置在。处质点的振动图像，可能正确的是（）

11.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面〃的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度w

水平投出，落地时物资与热气球的距离为d.已知投出物资后热气球的总质量为M,所受浮力不变，重力加速

度为g,不计阻力，以下判断正确的是（）

H

A,投出物资后热气球做匀加速直线运动B.投出物资后热气球所受合力大小为〃zg

2版(m

D.d+1+—\H2

gIM

12.如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上.区域I、II中磁场方向均垂直斜面向上，

I区中磁感应强度随时间均匀增加，n区中为匀强磁场.阻值恒定的金属棒从无磁场区域中。处由静止释

放，进入n区后，经b下行至c处反向上行.运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好.在第一次下

行和上行的过程中，以下叙述正确的是（）

A.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度

B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度

C.金属棒不能回到无磁场区

D.金属棒能回到无磁场区，但不能回到。处

三、非选择题：本题共6小题，共60分.

13.（6分）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况.实验步骤如下:

①固定好手机，打开录音功能；

②从一定高度由静止释放乒乓球；

③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示.

根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示.

碰撞次序1234567

碰撞时刻（S）1.121.582.002.402.783.143.47

根据实验数据，问答下列向题:

（1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为m（保留2位有效数字，当地

重力加速度g=9.80m/s2）

（2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为2,则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的

倍（用攵表示）第3次碰撞过程中k=（保留2位有效数字）

（3）由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度（填“高于”或“低于？实际弹起高

度.14.（8分热敏电阻是传感器中经常使用的元件某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律可

供选搭的器材有：

图甲

待测热敏电阻凡•（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧J

电源E（电动势1.5V,内阻,•约为0.5Q）

电阻箱R（阻值范围0~9999.99C滑

动变阻器吊（最大阻值20。）

滑板阻器&（最大阻值2000。）

微安表（量程100pA,内阻等于2500C）

开关两个，温控装置一套，导线若干.

同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：

①按图示连接电路；

②闭合酬、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2,调节电阻箱，使微安表指针半偏；

④记录此时的温度和电阻箱的阻

值.回答下列问题：

（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用（填“Ri”或"R?J

<2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图（不含温控装置）连接成完整电路.

（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00C,该温度下热敏电阻的测量值为C

（结果保留到个位）该测量值_____（填“大于”或“小于》真实值.

（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像.由图像可知.该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐

（填“增大”或“减小”）

15.（7分超强麒光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的•种脉冲激光展宽器截面如图所示.在空气中对

称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为8.一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后

分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽.已知相邻

两棱镜斜面间的距离d=100.0mm,脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射

步分别为〃=和〃・UXsin37°=_^,cos37°=_工=1.890.

'2455

（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求。的取值范围；

（2）若。二37。，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差AL（麒3位有效数字）

16.（9分）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬

壳.一只海鸥叼着质量〃z=0.1kg的鸟蛤，在H=20m的高度、以w=15m/s的水平速度飞行时，松开嘴

巴让鸟蛤落到水平地面上.取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力.

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间加=0.005s,弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大

小尸；（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建

立如图所示坐标系.若海鸥水平飞行的高度仍为20m,速度大小在15m/s〜17m/s之间，为保证鸟蛤一定

能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围.

17.（4分）某离子实验装置的基本原理如图甲所示.I区宽度为d,左边界与％轴垂直交于坐标面点O,其内

充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦；II区宽度为L,左边界与“轴垂直交于Oi

点，右边界与x轴垂直交于。2点，其内充满沿），轴负方向的匀强电场.测试板垂直x轴置于H区右边界，

其中心C与。2点重合.从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子，如速后沿X轴正方向过Q点,

依次经I区、II区，恰好到达测试板中心C.已知离子刚进入H区时速度方向与x轴正方向的夹角为。.忽略

离子间的相互作用，不计重力.

（1）求离子在I区中运动时速度的大小V：

（2）求n区内电场强度的大小E；

（3）保持上述条件不变，将H区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B（数值未知）方向相反且

平行）,轴的匀强磁场，如图乙所示.为使离子的运动轨迹与测试板相切于。点，需沿x轴移动测试板，

求移动后C到0\的距离S.

18.（16分）如图所示，三个质量均为m的小物块A、8、C,放置在水平地面上，4紧靠竖直墙壁，一劲

度系数为k的轻弹簧将A、8连接，。紧靠8,开始时弹簧处于原长，A、B、。均静止.现给C施加一水平

向左、大小为产的恒力，使8、。一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，

最终三物块都停止运动.已知A、8、C与地面间的滑动摩擦力大小均为方最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

弹簧始终在弹性限度内.（弹簧的弹性势能可表示为：EP=＞小,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变

2

量）

（1）求8、C向左移动的最大距离x0和从C分离时B白恸能Ek；

（2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值七面；

（3）若三物块都停止时8、C间的距离为“，从8、C分离到8停止运动的整个过程，B克服弹簧弹力

做的功为W,通过推导比较W与fxHC的大小；

（4）若尸=57,请在所给坐标系（见答题卡）中，画出C向右运动过程中加速度〃随位移x变化的图像，

并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的外x值（用fk、m表示）不要求推导过程.以撤去F时C

的位置为坐标原点，水平向右为正方向.

山东省2021年普通高中学业水平等级考试

物理试题参考答案

一、单顶选择题

1.A2.B3.B4.D5.B6.C7.D8.A

二、多项选择题

9.BD10.AC11.BC12.ABD

三、非选择题

13.(1)0.20(2)1一公，0.95(3)高于

14.(1)R\

(2)如图所示

（3）3500,大于（4）减小

15.解（1）设C是全反射的临界角，光线在第一个三梭镜右侧斜面上恰好发生全反射时，根

据折射定律得

sinC=_①

n

代入较大的折射率得

0=45°②

所以顶角。的范围为

0<<9<45°(或。<45。)③

(2)脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射相时发生折射，设折射角分别为6和G,由折射定律得

sin。

设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为4和4，则

⑥

C0S。］

⑦

'cosa2

⑧

AL=2(LI-72)

联立④@⑥⑦⑧式，代入数据得

AL=14.4mm⑨

16.(1)设平抛运动的时间为鸟蛤落地的瞬间的速度大小为y.竖直方向分速度大小为“，根据运动的

合成与分解得

2

4=gt

y二W；十匕③

在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度V的方向为正方向，由动量定理得

-FNt=0-mv④

联立①@③④式，代入数据得

F=500N⑤

(2)若释放鸟蛤的初速度为也=15m/s,设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x,击中右端时，释放点

的X坐标为乙，得

再=I"®

%2=x1+L⑦

联立①⑥⑦式，代入数据得

x\=30m,X2=36m⑧

若释放鸟蛤时的初速度为v=17m/s,设土中岩石左端时，释放点的x坐标为x',击中右端时，释放点的

21

X坐标为X；,得

才=v2t⑨

x；=x/+L⑩

联立①⑨⑩式，代入数据得

x：=34m,x；-40m⑪

综上得x坐标区间

[34m,36m]或（34m,36m）⑫

17.解（1）设离子在I区内做匀速圆周运动的半径为「，由牛顿第二定律得

v2

qvB^=m—①

r

根据几何关系得

sinl9=£②

r

联立①②式得

昨迎③

②离子在II区内只受电场力，x方向做匀速直线运动，y方向做匀变速直线运动，设从进入电场到击中

测试板中心C的时间为3y方向的位移为地加，加速度大小为。，由牛顿第二定律得

qE=nia④

由运动的合成与分解得

L=vtcos0⑤

yo=-r（l-cos^）⑥

2

y=vtsin0-^ai⑦

02

联立①@④⑤⑥⑦式得

2

2qB;Ad(dd、

E=_2_|Ltan6>+_⑧

ml}tan2sin。tan。，

（3）II区内填充磁场后，离子在垂直），轴的方向做匀速圆周运动，如图所示.设左侧部分的圆心角为a,

圆周运动半径为产，运动轨迹长度为由几何关系得

万

a=~⑨

,

71

aa+~

炉+——2

x2x2r/⑩

2乃2乃

离子在H区内的运动时间不变，故有

rL

⑪

VCOS^NCOS。

c到。的距离

S=2r's\na+/⑫

联立⑨⑩⑪⑫式得

6(51),

1⑬

17T

18.解（1）从开始到从C向左移动到最大距离的过程中，以8、C和弹簧为研究对象，由功能关系得

Fx=2fx+_kj?①

005°

弹簧恢复原长时B、C分离,从弹簧最短到B、C分离，以B、C和弹簧为研究对象，由能量守恒得

=2fx+2E②

2oo

联立①②式得

③

F2-6/F+8/2_

E=---------———④

kk

（2）当A刚要岗开墙时，设弹簧的伸长量为x,以A为研究对象，由平衡条件得

kx=f⑤

若A网要离开墙壁时B的速度恰好等于零，这种情况下恒力为最小值Fmin,从弹簧恢兔原长到A刚要离开墙

的过程中，以B和弹簧为研究对象，由能量守恒得

E=^_kx2+fa®

k2

联立①©⑤⑥式得

（加

”（3土？⑦

根据题意舍去心=「3-4|f,得

Iz）

（加

尸min=3+——|/⑧

12）

（3）从8、C分离到3停止运动，设8的路程为出，。的位移为Xc，以3为研究对象，由动能定理得

-W-faB=O-Ek⑨

以C为研究对象，由动能定理得

_jxc=O-Ek⑩

出B、C的运动关系得

一XBC⑪

联立⑨⑩⑪式得

W<ficBC⑫

2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试

物理

全卷满分100分。考试用时75分钟。

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符

合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0

分。

1、20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试

爆成功：1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（）

A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的

B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的

C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的

D.原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的

2.2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在

跳台上倒立静止，然后下落，前5m完成技术动作，随后5m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为

自由落体运动，重力加速度大小取10m/s2,则她用于姿态调整的时间约为（）

A.0.2sB.0.4sC.1.0sD.1.4s

3.抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8g,出膛速度大

小约750m/so某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12

N,则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（）

A.40B.80C.120D.160

4.如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小5亘

定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10m/s2,物块质量丽所受摩

擦力大小伤别为（）

图（G图（b）

A.m=0.7kg,六0.5NB.m=0.7kg,f=1.0N

C.m=0.8kg,/=0.5ND.m=0.8kg,f=1.ON

5、如图所示，由波长为L和L的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射

光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。。是两些色光中央亮条纹的中心位

置，A和2分别是波长为L和L的光形成的距离0点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一

侧面上，从另一侧面,麻JM立置出射，则（）

A.入＜3,M是波长为L的光出射位置B.入〈入2,N是波长为L的光出射位置

C.入〉入2,M是波长为L的光出射位置D.X（＞X2,N是波长为人）的光出射位置

6.如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻

器和限值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中

A.电流表4示数减小B.电流表A2示数增大

C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻用肖耗的功率先减小后增大

7.2021年5月，天问一号探测器软着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步。火星与

地球公转轨道近似为圆，两轨道平面近似重合，且火星与地球公转方向相同。火星与地球每隔约26个

月相距最近，地球公转周期为12个月。由以上条件可以近似得出

A.地球与火星的动能之比

B.地球与火星的自转周期之比

C.地球表面与火星表面重力加速度大小之比

D.地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比

8.关于电场，下列说法正确的是（）

A.电场是物质存在的一种形式

B.电场力一定对正电荷做正功

C.电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向

D.静日场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面

9.一口中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒，a和b

在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图所示，C未在图中标出。仅考虑磁场对带电微粒

的作用力，下列说法正确的是()

A.a带负电荷B.b带正电荷

C.c带负电荷D.a和b的动量大小一定相等

10.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻和t=ls时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处

的质点在0~1s内运动的路程为4.5unu下列说法正确的是

A.波沿x轴正方向传播

B.波源振动周期为1.1s

C.波的传播速度大小为13m/s

D.t=ls时，产6m处的质点沿y轴负方向运动

11.如图所示，一匀强电场趺小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球廨1A悬

挂在目场中，悬点均为0。两小球质量均为加、带等量异号电荷，电荷量大小均为Q(°>0)。平衡时两

轻绳与竖直方向的夹角均为。二45。。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置

平衡。已知静电力常量为A,重力加速度大小为乡下列说法正确的是

A..,幡正电荷B.A带正电荷

c.q”杵D.3杵

二、非选择题：：本题共5小题，共56分。

12.（7分）某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图（a）所示，将一根米尺竖直固定，

在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球.小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光

时间为」一s。由于小球的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球

500

所在位置到释放点的距离〃、小球在曝光时间内移动的距离△计算出小球通过该位置时的速度大小

%进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表：

米尺

图（a）图（b）

次数12345

△J/cm0.850.860.820.830.85

v/(m•s-1)4.254.104.154.25

/f/m0.91810.94230.85300.88600.9231

（1）测量该小球直径时，游标卡尺示数如图（b）所示，小球直径为mmo.

（2）在第2次实验中，小球下落〃=0.9423m时的速度大小wm下（保留3位有效数字）：第3

次实验测得的当地重力加速度大小麦m/s2（保留3位有效数字）。

（3）可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有o

A.适当减小相机的曝光时间

B.让小球在真空管中自由下落

C.用质量相等的实心铝球代替实心钢球

13.（9分）小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6A的电流表、一个电池组

（电动势环大于4.5V、内阻r未知）、一个阻值为面的定值电阻、一个阻值为R的定值电阻（用作保

护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下：

第一步：把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻

的阻值相等，均设为凡

第二步：取下待测电阻，在尔碇,间接入定值电阻尼，记下电流表的示数几

第三步：取下定值电阻后,将〃个（炉1,2,3,4,5）待测电阻串联后接入东贬间，记下串联待测

电阻的个数〃与电流表对应示数，。

请完成如下计算和判断：

（1）根据上述第二步，工与兆、用、E、渊关系式是二。

（2）定义则为〃、R、吊、£的关系式是上。

（3）已知面=12.0Q,实验测得用0.182A,得到数据如下表:

n12345

"A0.3340.2860.2500.2240.200

WA'2.5001.9981.4951.0300.495

根据上述数据作出片〃图像，如图（b）所示，可得R二Q（保留2位有效数字），同时可得与

_V（保留2位有效数字）。

（4）本实验中电流表的内阻对表中，的测量值影响（选填“有”或“无”）。

-----（ZZ）-------1

图（a）图（b）

14.（9分）质量为m的薄壁导热柱形气纪，内壁光滑，用横截面积为兜勺活塞封闭一定量的理想气体。

在下述所有过程中，气缸不漏气且与活塞不脱离。当气缸如图（a）竖直倒立静置时，缸内气体体积

为匕，温度为7。已知重力加速度大小为g,大气压强为外。

（1）将气缸如图（b）竖直悬挂，缸内气体温度仍为方，求此时缸内气体体积3

（2）如图（c）所示，将气缸水平放置，稳定后对气缸缓慢加热，当缸内气体体积为％时，求此时缸

内气体的温度。

15.（15分）如图所示，一圆心为0、半径为碘光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水

平面在。点相切。在水平面上，质量为〃的小物块月以某一速度向质量也为谕J静止小物块解动。尔B

发生正碰后，族I」达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，71沿半圆弧轨道运动到与。点等高的。点

时速度为零。已知重力加速度大小为自忽略空气阻力。

（1）求6从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到。点的距离；

（2）当力由C点沿半圆弧轨道下滑到〃点时，切与圆夹角为求此时力所受力对力做功的功率；

（3）求碰撞过程中力和颇失的总动能。

16.（16分）如图（a）所示，两根不计电阻、间距为£的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强

磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。导轨上端吕联非线性电子元件Z和阻值

为R的电阻。元件N的〃-加像如图（b）所示，当流过元件Z的电流大于或等于人时，电压稳定为以。质

量为〃、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气

阻力及回路中的电流对原磁场的影响，重力加速度大小为必为了方便计算，取/。=篝，

U1n=皿。以下计算结果只能选用加、g、B、L、裱示。

加2BL

（1）闭合开关S,由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度个

（2）断开开关S,由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度小

（3）先闭合开关S,由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关S。忽略回路中电流突

变的时间，求S断开瞬间金属棒的加速度大小员

图（a）图（b）

2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试

物理参考答案

一、选择题

题号1234567891011

答案cBcADADADBCACBC

二、非选择题

12.（1）15.75（2分）（2）4.30（1分）9.85（2分），（3）AB（2分）

（2）&一成（3）2.0（2分）4.0（2分）（4）无（2分）

E

14.（1）处％⑵P°SVH

PoS—mg（p（）S+mg）匕

15.（1）2R（2）wgsin6\/2g/?cose（3）MmgR

mgR3mgR

16.（1）v.=—（2）v=-7-y（3）a=S-

1B2L222B21}2

湖南省2021年普通高中学业水平选择性考试

物理

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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工和动量P描述，称为相，对应，一元图像中的一个点。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（）

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。总质量为加的动车组在

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尸，若动

车组所受的阻力与其速率成正比（%=五，k为常量）动车组能达到的最大速度为vm。

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

3

C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为_v

4m

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Pm,

则这一过程中该动车组克服阻力做的功为｛mv2-Pt

2m

4.如图，在（4，0）位置放置电荷量为4的正点电荷，在（0,。）位置放置电荷量为4的负点

电荷，在距P（a,a）为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,%），/％B.（0,勿）,2&

。（%,°），一％D.（加,°），24

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，内有一质量为根的小滑块。用

眼JF推动小滑块由4点向8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.推力产先增大后减小

B.凹槽对滑块的支持力先减小用增大

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、副线圈质数比为外：％，输入端C、。接入电压有效值恒定的交

变电源，灯泡Li、L2的阻值始终与定值电阻凡的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从。端

滑动到人端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列谢去正确的是（）

A.Li先变暗后变亮，L2一直变亮

B.Li先变亮后变暗，L2一直变亮

C.L）先变暗后变亮，L，先变亮后变暗

D.L.先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

二、选择题：本题共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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的

得。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

1

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一。下列说法正确的是（）

16

M6Y

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|倍

1沅

B.核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9km/s

C.核心舱在轨道上飞行的周期小于24h

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（4）质量分别为帆A、〃3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）此时弹簧形变量为工。撤去外力并开

始

计时，A、B两物体运动的a-1图像如图（方）所示，S］表示0到6时间内A的。—，图线

与坐标轴所围面积大小，52、S3分别表示。到B时间内A、B的〃一，图线与坐标轴所

围面积大小。A在。时刻的速度为W。下列说法正确的是（

B

（%、

s、A

II

图（a）图（A）

A.0到。时间内，墙对B的冲量等于mAW

B."?A>WB

C.B运动后，弹簧最大形变量等于X

D.51-52=S3

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，和“为该圆直径。

将电荷量为g（g>o）的粒子从。点移动到力点，电场力做功为2w（w〉o）：若将该粒子从

C点移动到d点，电场力做功为卬。下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与时平行

B.将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W

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%

水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小8使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下

列说法正确的是（）

A.8与%无关，J百成反比

与

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”、%和8,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56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第

15、16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

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：

图(b)

（1）用游标卡尺测量垫块厚度〃，示数如图（b）所示，h=cm;

（2）接通气泵，将滑块轻放在气型导轨上，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〃和滑块对应的加速度〃；

（5）在右支点下增加垫块个数（整块完全相同）重复步骤（4）记录数据如下表：

n123456

(a/ms-2)

0.0870.1800.2600.4250.519

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m/s2（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Ro）一个电流表（内阻为&）一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大

于Ro,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•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:

（1）将器材如图（a）连接:

（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/,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，图线斜率为我,与纵轴截

距为d.设单位角度对应电阻丝的阻值为H），该电池电动势和内阻可表示为

E=,r=（用&、RA、k、d、%表示I

（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W,可得该电池的电动势和内阻。

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

的质量为加、电荷量为+4）以初速度口垂直进入磁场，不计重力及带电粒子之间的相互

作

用。对处在xOy平面内的粒子，求解以下问题。

（1）如图（a）宽度为2口的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为4（0,八）、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至挫标原点0,求该磁场瞬应强度5的

大小;

（2）如图（a）虚线框为边长等于2r2的正方形，其几何中心位于。（0,一厂2）。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

2rl,翔工轴正方向射出。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J

（3）如图（b）虚线框I和H均为边长等于心的正方形，虚线框III和IV均为边长等于总的

正方形。在I、II、in和IV中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场，使宽度为2门的带

电粒子

流沿X轴正方向射入I和n后汇聚到坐标原点0,再经过IH和IV后宽度变为2。，州AX轴正

方向射出，从而实现带电粒子流的司轴控束。求I和川中磁场磁感应强度的大小，以及II和N

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L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尸。。质量为机的小物块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x