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高中物理高考 卷1-备战2021年高考物理【名校地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷（解析版）
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备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷
第一模拟
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2020·湖南长沙市·高三月考）如图，两个半径不同但共心的圆形导线环、位于同一平面内，环的半径小于环的半径，已知在到的时间间隔内，当导线环中的电流发生某种变化，而导线环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线环总有收缩的趋势，设环中电流的正方向与图中箭头所示的方向相同，则随时间的变化的图线可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】
ABCD．导线环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线环总有收缩的趋势，由左手定则可以判定导线环周围的磁场方向是垂直纸面向外的，这个磁场是导线环中的电流所产生的的磁场，其特点是在导线环以外的区域中磁场方向垂直纸面向外，在导线环以内的区域是垂直纸面向里的；由此可以判定导线环中的电流方向沿着顺时针方向，即与图示方向相同。导线环中的感应电流沿顺时针方向，所产生的的磁场在导线环以内的区域中是垂直纸面向里的，这个磁场是要阻碍导线环内的磁通量的变化的；由于导线环在导线环内产生的磁通量是垂直纸面向里的，而导线环中的感应电流在导线环内所产生的的磁场也是垂直纸面向里的，说明原磁通量是减弱的，即导线环的电流是减小的，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．（2020·湖南郴州市·高三月考）如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（光照强度增加，电阻减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关S后，若增大照射光强度，则（ ）
A．电压表的示数减小
B．电源的输出功率减小
C．电容器上的电荷量增加
D．两表示数变化量的绝对值不变
【答案】 D
【解析】
由图可知，L和R2串联后和前容器C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路。
A．当增大照射光强度时，光敏电阻R2减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，由部分电路的欧姆定律知，电压表的示数增大，故A错误；
B．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；当外电路电阻小于电源内阻时，随着外电路电阻的增大，电源的输出功率增大；当外电路电阻大于电源内阻时，随着外电路电阻的增大，电源的输出功率减小。由于不知道光敏电阻减小后外电路总电阻和电源内阻的具体关系，则无法判断电源的输出功率时增大还是减小的，故B错误；
C．电容器板间电压为
而I增大，则UC减小，则电容器上的电荷量减小，故C错误；
D．两表示数变化量的绝对值
不变，故D正确。
故选D。
3．（2021·湖南长沙市·高三月考）如图所示，质量为M的物块甲，以速度沿光滑水平地面向前运动，连接有轻弹簧、质量为m的物块乙静止在正前方，物块甲与弹簧接触后压缩弹簧，则下列判断错误的是（ ）
A．仅增大，弹簧的最大压缩量增大
B．仅增大m，弹簧的最大压缩量增大
C．仅增大M，弹簧的最大压缩量增大
D．一定，一定，弹簧的最大压缩量一定
【答案】 D
【解析】
根据动量守恒有
最大压缩量时对应的弹性势能
。
而弹性势能于压缩量之间的关系
由些可以判断，A、B、C项正确，D项错误。
故选D。
4．（2020·湖南省宁远县第一中学高三月考）如图所示，小球在足够长的光滑斜面上做匀减速直线运动，在向上运动的过程中依次经过A、B、C三点，且经过两段的时间间隔分别为，，且，，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．C点到最高点的距离为
B．小球的加速度大小为
C．C点为小球向上运动的最高点
D．斜面与水平面的夹角为
【答案】 A
【解析】
B．根据段和段位移差
得
加速度大小为，B错误；
A．根据B为中间时刻，可知
则B点到最高点的距离
可知C点到最高点的距离为
A正确。
C．若C点是最高点，根据匀变速的直线运动的规律，逆向思维，则有
而实际是
故C点不是小球向上运动的最高点，C错误；
D．根据牛顿第二定律
解得
D错误。
故选A。
5．（2021·湖南株洲市·高三期末）q1、q2为固定在x轴上的两个点电荷，x轴上部分区域的电势分布如图所示，则（ ）
A．q1带负电q2带正电
B．q1电荷量小于q2电荷量
C．a点场强小于c点场强
D．若将电子从a点沿x轴移到c点，其电势能先减小后增大
【答案】 D
【解析】
A．在图像中，切线的斜率表示场强的大小，由图可知，b点的场强为零，a到b到c的电势先增加后减小，顺着电场线方向电势逐渐降低，可知a、b之间场强方向向左，b、c之间场强方向向右，则有q1带正电q2带负电，故A错误；
B．由于b点的场强为零，因为q1到b点的距离大于q2到b点距离，由点电荷的场强公式可知，q1电荷量大于q2电荷量，故B错误；
C．在图像中，切线的斜率表示场强的大小，所以a点场强大于c点场强，故C错误；
D．由于电子带负电，且a到b到c的电势先增加后减小，根据电势能与电势的关系式可知，电子从a点沿x轴移到c点，其电势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
6．（2020·湖南高三月考）甲乙两质点在同一直线上运动，从时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．甲质点的加速度大小为
B．乙质点的加速度大小为
C．经过，甲追上乙
D．时刻，甲乙的初速度均为
【答案】 C
【解析】
AD．质点甲做匀加速直线运动，则
由图可知，第内的位移为
前内的位移为
代入解得
故AD错误；
B．质点乙做匀减速直线运动，根据
解得匀减速过程中加速度大小
故B错误。
C．由图线可知，乙的初速度为
，
则匀减速停下来的时间
位移
由甲可知，乙停下来，甲的位移
出发瞬间，乙在甲前方
因为
说明，乙停下来后，才被追上。
追上时，甲做匀加速直线运动位移
由位移公式可得
可知，经过
甲追上乙，C项正确。
故选C。
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0分。
7．（2020·湖南长沙市·高三月考）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的点和椭圆轨道2的远地点分别点火加速一次
B．由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度
C．卫星在椭圆轨道2上的近地点点的速度一定大于，而在远地点的速度一定小于
D．卫星在椭圆轨道2上经过点时的加速度大于它在圆轨道3上经过点时的加速度
【答案】 AC
【解析】
A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速做离心运动，A正确；
B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
卫星在轨道3上的轨道半径大于在轨道1上的轨道半径，卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，B错误；
C．近地圆轨道1的速度为7.9km/s，卫星由轨道1在Q点加速变轨到轨道2上，卫星在椭圆轨道2上的Q点线速度大于第一宇宙速度7.9km/s，而在远地点的速度一定小于，C正确；
D．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
则卫星在椭圆轨道2上经过点时的加速度等于它在圆轨道3上经过点时的加速度，D错误。
故选AC。
8．（2020·湖南高三月考）利用图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为，则（ ）
A．电源的右端为正极
B．普朗克常量为
C．该金属的逸出功为
D．若电流表的示数为，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为
【答案】 AC
【解析】
A．只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极、阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，这时光电流才有可能为零，使光电流减小到零的反向电压称为遏制电压，A正确；
BC．由爱因斯坦光电效应方程可知
可知题图乙图线的斜率
则普朗克常量
该金属的逸出功为
B错误，C正确；
D．每秒内发出的光电子的电荷量为
而
故每秒内至少发出光子个数为
D错误。
故选AC。
9．（2020·湖南高三月考）中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至光速的。若用如图所示的回旋加速器分别加速氕核、氘核两种静止的原子核，且加速电压的有效值相等，偏转磁场的磁感应强度大小相等，不考虑加速过程中原子核质量的变化及在电场中的运动时间，则下列判断正确的是（ ）
A．氕核离开加速器时的速度大 B．氘核离开加速器时的动能大
C．氕核在回旋加速器中加速的次数多 D．两种核在回旋加速器中运动的时间相等
【答案】 ACD
【解析】
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动时有
解得
所以氕核离开加速器时的速度大，选项A正确；
B．由，可得
则氕核离开加速器时的动能大，选项B错误；
C．由公式
解得
所以氕核在回旋加速器中加速的次数多，选项C正确；
D．由公式
联立解得
则两种核在回旋加速器中运动的时间相等，选项D正确。
故选ACD。
10．（2021·湖南株洲市·高三期末）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，在弹簧的上端从静止开始释放0.5kg的小球，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．斜面的倾角=60°
B．弹簧的劲度系数为12.5N/m
C．小球最大的动能为0.25J
D．弹簧最大弹性势能为1J
【答案】 BCD
【解析】
A．由图可知，当弹簧压缩量x＝0时，a=5m/s2，则有
解得
故A错误；
B．当弹簧压缩量x＝20cm=0.2m时，a=0，则有
解得
故B正确；
C．在a－x图像中，图线与x轴所围成的面积表示ax的大小，当x=0.2m时，a=0，此时小球的速度最大，由可知，
即小球最大的动能为
故C正确；
D．由运动的对称性可知，当弹簧的压缩量为x1=0.4m时，小球速度为零，此时弹簧的弹性势能最大，从最高点到小球速度为零的位置，由机械能守恒可得，最大的弹性势能等于重力势能的减小量，即最大弹性势能为
故D正确。
故选BCD。
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. （6分）
（2020·娄底市春元中学高三月考）甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）图中弹簧测力计a的示数为______N；
（2）下列不必要的实验要求是（_________）（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物Q所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F＇，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是______。
A． B．
C． D．
【答案】 5.80 D C
【解析】
（1）图中弹簧测力计a的示数为5.80N；
（2） AD．要验证力的平行四边形定则，必须测出Q的重力，才能画出力的图示，才能根据平行四边形求出合力，不需要固定O点，因为Q的重力已经测出。A正确，D错误；
B．为了减小力的大小的测量误差，弹簧测力计应在使用前校零，B正确；
C．为了减小力的大小的测量误差，拉线方向应与木板平面平行，C正确；
故选D。
（3）根据二力平衡条件，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F＇一定与橡皮筋共线，而作图得到的合力F不一定与橡皮筋共线。
故选C。
12. （9分）
（2021·湖南株洲市·高三期末）实验室提供的器材列在表中，请从其中选择合适的实验器材来测量电阻Rx的阻值。要求：能得到多组数据并有尽可能高的测量精度。
（1）电流表应选用______，电压表应选用____。
（2）在图甲中完成实物连线，保证开关闭合时电表的示数最小_____。
实验器材（代号）
规格
待测电阻（Rx）
阻值约10kΩ
电流表（A1）
0-300μA，内阻约100Ω
电流表（A2）
0-0.6A，内阻约0.125Ω
电压表（V1）
0-3V，内阻约3kΩ
电流表（V1）
0-15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器（R）
总阻值50Ω
电源（E）
电动势约3V，内阻约0.5Ω
开关（S），导线若干
（3）图乙为某同学的实验电路，其中a，b，c，…，k是表示实验器材接线柱的字母。请将图中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤除或增添），填在下表中。
接线错误
引起的后果
改正方法
______
______
_____
（4）某同学完成上述实验后，想进一步测量表中电源的电动势和内电阻。选用表中的实验器材，_____（填“能”或“不能”）测量该电源的电动势和内电阻。
【答案】 A1 V1 ed R失去调节作用可能使电源短路 撤除 能
【解析】
（1）因给定的电源是3V，所以伏特表应选量程0-3V，又因为待测电阻的阻值约10kΩ，可以求出其最大电流为300μA，故安培表应选A1，伏特表选V1。
（2）要保证开关闭合时电表的示数最小，则在闭合开关前，滑动变阻器的阻值应为最大，电路连线如下图。
（3）图乙为某同学的实验电路，ed段接线错误，实验应采用分压电路，图乙的接法不是分压电路，这样会造成R失去调节作用可能使电源短路，改正的方法只需要直接撤除ed导线即可。
（4）某同学完成上述实验后，想进一步测量表中电源的电动势和内电阻，选用表中的实验器材A1、V1、R、E、S及导线若干，采用伏安法就能测量该电源的电动势和内电阻。
13. （13分）
（2020·湖南郴州市·高三月考）某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目。原理图如图所示：一个圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R，厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点让游客进入一个中空的透明弹性球，人和球的总质量为m，球的直径略小于圆管直径。将球（内装有参与者）从A处管口正上方某处由静止释放后，游客将经历一个“翻天滚地”的刺激过程。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的最小速度；
（2）若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力；
（3）要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是多少。
【答案】 （1） ；（2），方向竖直向下；（3） 5R
【解析】
（1）小球离开C点做平抛运动，根据运动学公可得：
竖直方向有
水平方向有
解得
（2）以小球为研究对象，通过C点时，由重力和圆管的作用力的合力提供小球的向心力，设圆管对小球的作用力方向向下，大小为F，
根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律得小球经过C点时对管内壁压力大小为
方向竖直向下
（3）小球下降的高度最大时，恰好打到N点，设小球通过C点的速度为v。则由平抛运动规律得
从最高点到C点的过程，根据机械能守恒定律得
解得
14. （15分）
（2020·衡阳市田家炳实验中学高三月考）如图所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨，相距l=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻为0.1欧的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻0.4欧，其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时，质量m=10g、带电量0.001C的负电小球以某一速度v0沿金属板A和C 的中线射入板间，恰能射出金属板（g取10m/s2）。求：
（1）小球的速度v0；
（2）若使小球在金属板间不偏转，则金属棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能从金属板间射出，则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件？
【答案】 （1）；（2），方向向右；（3），方向向右。
【解析】
（1）根据题意，小球在金属板间做平抛运动。水平位移为金属板长，竖直位移等于
根据平抛运动规律：水平方向匀速运动
竖直方向匀加速运动
代入数据得
解得
（2）欲使小球不偏转，须小球在金属板间受力平衡，根据题意应使金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，从而使金属板A、C带电，在板间产生匀强电场，小球所受电场力等于小球的重力。
由于小球带负电，电场力向上，所以电场方向向下，A板必须带正电，金属棒ab的a点应为感应电动势的正极，根据右手金属棒ab应向右运动。
设金属棒ab的速度为v1，则
金属板A、C间的电压
金属板A、C间的电场
小球受力平衡，则有
解得
联立以上各式解得
（3）当金属棒ab的速度增大时，小球所受电场力大于小球的重力，小球将向上做类平抛运动，设金属棒ab的速度达到v2，小球恰A金属板右边缘飞出。
根据小球运动的对称性，小球沿A板右边缘飞出和小球沿C板右边缘飞出，其运动加速度相同，故有
根据上式中结果得到
所以若小球能射出金属板间，则金属棒ab的速度大小
方向向右。
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15. [物理选修3-3]
（1）（5分）
（2021·湖南长沙市·高三月考）下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水的过程中分子势能会增加
B．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与液体的温度和花粉颗粒的大小有关
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
E.大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
【答案】 ABC
【解析】
A．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水的过程中，吸收热量，但是分子动能不变，则分子势能会增加，故A正确；
B．花粉颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越剧烈，故花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与液体的温度和花粉颗粒的大小有关，故B正确；
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢，故C正确；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故D错误；
E．大量分子做无规则运动的速率有大有小，分子速率分布有规律，即统计规律，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，故E错误。
故选ABC。
（2）（8分）
（2020·湖南高三月考）如图所示，竖直放置、开口向下的足够长的粗细均匀的试管，用长度的水银柱将一定质量的理想气体封闭在管内。当气体的热力学温度时，气柱长，大气压强恒为。现把试管缓慢旋转至水平，该过程中气体的温度不变。
（i）求水平放置时管内气柱的长度；
（ii）再次缓慢旋转试管，使试管开口向上竖直放置，然后缓慢升高气体的温度，使气柱的长度回到15cm。求此时气体的热力学温度。（结果保留三位有效数字）
【答案】 （i）；（ii）
【解析】
（i）气体做等温变化，设试管的横截面积为S，则有
依题意，得
，
解得
（ii）由盖一吕萨克定律有
其中
解得
16. [物理选修3-4]
（1）（5分）
（2020·湖南永州市·高三月考）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置在处的质点M，时，平衡位置在处的质点Q刚好开始振动，下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．该波的波速为
B．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
C．时，平衡位置在处的质点P的加速度方向沿y轴正方向
D．若此波遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为
E.从到质点Q第一次到达波峰的过程中，质点M通过的路程为
【答案】 ADE
【解析】
A．由波形图可知波长为，时，平衡位置在处的质点Q刚好开始振动，则波速
A正确；
B．质点M开始振动的方向沿y轴负方向，则质点Q开始振动的方向也沿y轴负方向，B错误；
C．波的周期为
波传到平衡位置在处的质点P的时间
则振动时间为，质点P开始振动的方向沿y轴负方向，经过
质点P回到平衡位置，加速度为零，C错误；
D．波的频率为
与频率相等的另一列波发生干涉，D正确；
E．质点Q第一次到达波峰的时间
从开始到质点Q第一次到达波峰，质点M振动的时间为
则通过的路程为
E正确。
故选ADE。
（2）（8分）
（2020·湖南高三月考）如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形ABC组成，AC是半圆的直径，AC长为2R，一束单色光照射在圆弧面上的D点，入射角为60°，折射光线刚好照射在AB边的中点E，折射光线在AB面上的入射角为45°，光在真空中传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对单色光的折射率；
（2）光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光在圆弧面上的反射）。
【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）由几何关系可知，为等腰直角三角形，则有
又由正弦定理可得
联立解得D点的折射角
由折射定律得
（2） 由可知，光在AB面和BC面发生全反射，光路图如图所示
由几何关系可得，由正弦定理得
解得
由光路图及对称性可知，光线在玻璃砖中的路程为
则光在玻璃砖中传播的时间为
绝密★启用前|
备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷
第一模拟
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2020·湖南长沙市·高三月考）如图，两个半径不同但共心的圆形导线环、位于同一平面内，环的半径小于环的半径，已知在到的时间间隔内，当导线环中的电流发生某种变化，而导线环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线环总有收缩的趋势，设环中电流的正方向与图中箭头所示的方向相同，则随时间的变化的图线可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】
ABCD．导线环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线环总有收缩的趋势，由左手定则可以判定导线环周围的磁场方向是垂直纸面向外的，这个磁场是导线环中的电流所产生的的磁场，其特点是在导线环以外的区域中磁场方向垂直纸面向外，在导线环以内的区域是垂直纸面向里的；由此可以判定导线环中的电流方向沿着顺时针方向，即与图示方向相同。导线环中的感应电流沿顺时针方向，所产生的的磁场在导线环以内的区域中是垂直纸面向里的，这个磁场是要阻碍导线环内的磁通量的变化的；由于导线环在导线环内产生的磁通量是垂直纸面向里的，而导线环中的感应电流在导线环内所产生的的磁场也是垂直纸面向里的，说明原磁通量是减弱的，即导线环的电流是减小的，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．（2020·湖南郴州市·高三月考）如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（光照强度增加，电阻减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关S后，若增大照射光强度，则（ ）
A．电压表的示数减小
B．电源的输出功率减小
C．电容器上的电荷量增加
D．两表示数变化量的绝对值不变
【答案】 D
【解析】
由图可知，L和R2串联后和前容器C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路。
A．当增大照射光强度时，光敏电阻R2减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，由部分电路的欧姆定律知，电压表的示数增大，故A错误；
B．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；当外电路电阻小于电源内阻时，随着外电路电阻的增大，电源的输出功率增大；当外电路电阻大于电源内阻时，随着外电路电阻的增大，电源的输出功率减小。由于不知道光敏电阻减小后外电路总电阻和电源内阻的具体关系，则无法判断电源的输出功率时增大还是减小的，故B错误；
C．电容器板间电压为
而I增大，则UC减小，则电容器上的电荷量减小，故C错误；
D．两表示数变化量的绝对值
不变，故D正确。
故选D。
3．（2021·湖南长沙市·高三月考）如图所示，质量为M的物块甲，以速度沿光滑水平地面向前运动，连接有轻弹簧、质量为m的物块乙静止在正前方，物块甲与弹簧接触后压缩弹簧，则下列判断错误的是（ ）
A．仅增大，弹簧的最大压缩量增大
B．仅增大m，弹簧的最大压缩量增大
C．仅增大M，弹簧的最大压缩量增大
D．一定，一定，弹簧的最大压缩量一定
【答案】 D
【解析】
根据动量守恒有
最大压缩量时对应的弹性势能
。
而弹性势能于压缩量之间的关系
由些可以判断，A、B、C项正确，D项错误。
故选D。
4．（2020·湖南省宁远县第一中学高三月考）如图所示，小球在足够长的光滑斜面上做匀减速直线运动，在向上运动的过程中依次经过A、B、C三点，且经过两段的时间间隔分别为，，且，，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．C点到最高点的距离为
B．小球的加速度大小为
C．C点为小球向上运动的最高点
D．斜面与水平面的夹角为
【答案】 A
【解析】
B．根据段和段位移差
得
加速度大小为，B错误；
A．根据B为中间时刻，可知
则B点到最高点的距离
可知C点到最高点的距离为
A正确。
C．若C点是最高点，根据匀变速的直线运动的规律，逆向思维，则有
而实际是
故C点不是小球向上运动的最高点，C错误；
D．根据牛顿第二定律
解得
D错误。
故选A。
5．（2021·湖南株洲市·高三期末）q1、q2为固定在x轴上的两个点电荷，x轴上部分区域的电势分布如图所示，则（ ）
A．q1带负电q2带正电
B．q1电荷量小于q2电荷量
C．a点场强小于c点场强
D．若将电子从a点沿x轴移到c点，其电势能先减小后增大
【答案】 D
【解析】
A．在图像中，切线的斜率表示场强的大小，由图可知，b点的场强为零，a到b到c的电势先增加后减小，顺着电场线方向电势逐渐降低，可知a、b之间场强方向向左，b、c之间场强方向向右，则有q1带正电q2带负电，故A错误；
B．由于b点的场强为零，因为q1到b点的距离大于q2到b点距离，由点电荷的场强公式可知，q1电荷量大于q2电荷量，故B错误；
C．在图像中，切线的斜率表示场强的大小，所以a点场强大于c点场强，故C错误；
D．由于电子带负电，且a到b到c的电势先增加后减小，根据电势能与电势的关系式可知，电子从a点沿x轴移到c点，其电势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
6．（2020·湖南高三月考）甲乙两质点在同一直线上运动，从时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．甲质点的加速度大小为
B．乙质点的加速度大小为
C．经过，甲追上乙
D．时刻，甲乙的初速度均为
【答案】 C
【解析】
AD．质点甲做匀加速直线运动，则
由图可知，第内的位移为
前内的位移为
代入解得
故AD错误；
B．质点乙做匀减速直线运动，根据
解得匀减速过程中加速度大小
故B错误。
C．由图线可知，乙的初速度为
，
则匀减速停下来的时间
位移
由甲可知，乙停下来，甲的位移
出发瞬间，乙在甲前方
因为
说明，乙停下来后，才被追上。
追上时，甲做匀加速直线运动位移
由位移公式可得
可知，经过
甲追上乙，C项正确。
故选C。
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0分。
7．（2020·湖南长沙市·高三月考）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的点和椭圆轨道2的远地点分别点火加速一次
B．由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度
C．卫星在椭圆轨道2上的近地点点的速度一定大于，而在远地点的速度一定小于
D．卫星在椭圆轨道2上经过点时的加速度大于它在圆轨道3上经过点时的加速度
【答案】 AC
【解析】
A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速做离心运动，A正确；
B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
卫星在轨道3上的轨道半径大于在轨道1上的轨道半径，卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，B错误；
C．近地圆轨道1的速度为7.9km/s，卫星由轨道1在Q点加速变轨到轨道2上，卫星在椭圆轨道2上的Q点线速度大于第一宇宙速度7.9km/s，而在远地点的速度一定小于，C正确；
D．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
则卫星在椭圆轨道2上经过点时的加速度等于它在圆轨道3上经过点时的加速度，D错误。
故选AC。
8．（2020·湖南高三月考）利用图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为，则（ ）
A．电源的右端为正极
B．普朗克常量为
C．该金属的逸出功为
D．若电流表的示数为，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为
【答案】 AC
【解析】
A．只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极、阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，这时光电流才有可能为零，使光电流减小到零的反向电压称为遏制电压，A正确；
BC．由爱因斯坦光电效应方程可知
可知题图乙图线的斜率
则普朗克常量
该金属的逸出功为
B错误，C正确；
D．每秒内发出的光电子的电荷量为
而
故每秒内至少发出光子个数为
D错误。
故选AC。
9．（2020·湖南高三月考）中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至光速的。若用如图所示的回旋加速器分别加速氕核、氘核两种静止的原子核，且加速电压的有效值相等，偏转磁场的磁感应强度大小相等，不考虑加速过程中原子核质量的变化及在电场中的运动时间，则下列判断正确的是（ ）
A．氕核离开加速器时的速度大 B．氘核离开加速器时的动能大
C．氕核在回旋加速器中加速的次数多 D．两种核在回旋加速器中运动的时间相等
【答案】 ACD
【解析】
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动时有
解得
所以氕核离开加速器时的速度大，选项A正确；
B．由，可得
则氕核离开加速器时的动能大，选项B错误；
C．由公式
解得
所以氕核在回旋加速器中加速的次数多，选项C正确；
D．由公式
联立解得
则两种核在回旋加速器中运动的时间相等，选项D正确。
故选ACD。
10．（2021·湖南株洲市·高三期末）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，在弹簧的上端从静止开始释放0.5kg的小球，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．斜面的倾角=60°
B．弹簧的劲度系数为12.5N/m
C．小球最大的动能为0.25J
D．弹簧最大弹性势能为1J
【答案】 BCD
【解析】
A．由图可知，当弹簧压缩量x＝0时，a=5m/s2，则有
解得
故A错误；
B．当弹簧压缩量x＝20cm=0.2m时，a=0，则有
解得
故B正确；
C．在a－x图像中，图线与x轴所围成的面积表示ax的大小，当x=0.2m时，a=0，此时小球的速度最大，由可知，
即小球最大的动能为
故C正确；
D．由运动的对称性可知，当弹簧的压缩量为x1=0.4m时，小球速度为零，此时弹簧的弹性势能最大，从最高点到小球速度为零的位置，由机械能守恒可得，最大的弹性势能等于重力势能的减小量，即最大弹性势能为
故D正确。
故选BCD。
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. （6分）
（2020·娄底市春元中学高三月考）甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）图中弹簧测力计a的示数为______N；
（2）下列不必要的实验要求是（_________）（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物Q所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F＇，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是______。
A． B．
C． D．
【答案】 5.80 D C
【解析】
（1）图中弹簧测力计a的示数为5.80N；
（2） AD．要验证力的平行四边形定则，必须测出Q的重力，才能画出力的图示，才能根据平行四边形求出合力，不需要固定O点，因为Q的重力已经测出。A正确，D错误；
B．为了减小力的大小的测量误差，弹簧测力计应在使用前校零，B正确；
C．为了减小力的大小的测量误差，拉线方向应与木板平面平行，C正确；
故选D。
（3）根据二力平衡条件，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F＇一定与橡皮筋共线，而作图得到的合力F不一定与橡皮筋共线。
故选C。
12. （9分）
（2021·湖南株洲市·高三期末）实验室提供的器材列在表中，请从其中选择合适的实验器材来测量电阻Rx的阻值。要求：能得到多组数据并有尽可能高的测量精度。
（1）电流表应选用______，电压表应选用____。
（2）在图甲中完成实物连线，保证开关闭合时电表的示数最小_____。
实验器材（代号）
规格
待测电阻（Rx）
阻值约10kΩ
电流表（A1）
0-300μA，内阻约100Ω
电流表（A2）
0-0.6A，内阻约0.125Ω
电压表（V1）
0-3V，内阻约3kΩ
电流表（V1）
0-15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器（R）
总阻值50Ω
电源（E）
电动势约3V，内阻约0.5Ω
开关（S），导线若干
（3）图乙为某同学的实验电路，其中a，b，c，…，k是表示实验器材接线柱的字母。请将图中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤除或增添），填在下表中。
接线错误
引起的后果
改正方法
______
______
_____
（4）某同学完成上述实验后，想进一步测量表中电源的电动势和内电阻。选用表中的实验器材，_____（填“能”或“不能”）测量该电源的电动势和内电阻。
【答案】 A1 V1 ed R失去调节作用可能使电源短路 撤除 能
【解析】
（1）因给定的电源是3V，所以伏特表应选量程0-3V，又因为待测电阻的阻值约10kΩ，可以求出其最大电流为300μA，故安培表应选A1，伏特表选V1。
（2）要保证开关闭合时电表的示数最小，则在闭合开关前，滑动变阻器的阻值应为最大，电路连线如下图。
（3）图乙为某同学的实验电路，ed段接线错误，实验应采用分压电路，图乙的接法不是分压电路，这样会造成R失去调节作用可能使电源短路，改正的方法只需要直接撤除ed导线即可。
（4）某同学完成上述实验后，想进一步测量表中电源的电动势和内电阻，选用表中的实验器材A1、V1、R、E、S及导线若干，采用伏安法就能测量该电源的电动势和内电阻。
13. （13分）
（2020·湖南郴州市·高三月考）某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目。原理图如图所示：一个圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R，厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点让游客进入一个中空的透明弹性球，人和球的总质量为m，球的直径略小于圆管直径。将球（内装有参与者）从A处管口正上方某处由静止释放后，游客将经历一个“翻天滚地”的刺激过程。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的最小速度；
（2）若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力；
（3）要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是多少。
【答案】 （1） ；（2），方向竖直向下；（3） 5R
【解析】
（1）小球离开C点做平抛运动，根据运动学公可得：
竖直方向有
水平方向有
解得
（2）以小球为研究对象，通过C点时，由重力和圆管的作用力的合力提供小球的向心力，设圆管对小球的作用力方向向下，大小为F，
根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律得小球经过C点时对管内壁压力大小为
方向竖直向下
（3）小球下降的高度最大时，恰好打到N点，设小球通过C点的速度为v。则由平抛运动规律得
从最高点到C点的过程，根据机械能守恒定律得
解得
14. （15分）
（2020·衡阳市田家炳实验中学高三月考）如图所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨，相距l=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻为0.1欧的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻0.4欧，其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时，质量m=10g、带电量0.001C的负电小球以某一速度v0沿金属板A和C 的中线射入板间，恰能射出金属板（g取10m/s2）。求：
（1）小球的速度v0；
（2）若使小球在金属板间不偏转，则金属棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能从金属板间射出，则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件？
【答案】 （1）；（2），方向向右；（3），方向向右。
【解析】
（1）根据题意，小球在金属板间做平抛运动。水平位移为金属板长，竖直位移等于
根据平抛运动规律：水平方向匀速运动
竖直方向匀加速运动
代入数据得
解得
（2）欲使小球不偏转，须小球在金属板间受力平衡，根据题意应使金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，从而使金属板A、C带电，在板间产生匀强电场，小球所受电场力等于小球的重力。
由于小球带负电，电场力向上，所以电场方向向下，A板必须带正电，金属棒ab的a点应为感应电动势的正极，根据右手金属棒ab应向右运动。
设金属棒ab的速度为v1，则
金属板A、C间的电压
金属板A、C间的电场
小球受力平衡，则有
解得
联立以上各式解得
（3）当金属棒ab的速度增大时，小球所受电场力大于小球的重力，小球将向上做类平抛运动，设金属棒ab的速度达到v2，小球恰A金属板右边缘飞出。
根据小球运动的对称性，小球沿A板右边缘飞出和小球沿C板右边缘飞出，其运动加速度相同，故有
根据上式中结果得到
所以若小球能射出金属板间，则金属棒ab的速度大小
方向向右。
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15. [物理选修3-3]
（1）（5分）
（2021·湖南长沙市·高三月考）下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水的过程中分子势能会增加
B．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与液体的温度和花粉颗粒的大小有关
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
E.大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
【答案】 ABC
【解析】
A．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水的过程中，吸收热量，但是分子动能不变，则分子势能会增加，故A正确；
B．花粉颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越剧烈，故花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与液体的温度和花粉颗粒的大小有关，故B正确；
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢，故C正确；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故D错误；
E．大量分子做无规则运动的速率有大有小，分子速率分布有规律，即统计规律，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，故E错误。
故选ABC。
（2）（8分）
（2020·湖南高三月考）如图所示，竖直放置、开口向下的足够长的粗细均匀的试管，用长度的水银柱将一定质量的理想气体封闭在管内。当气体的热力学温度时，气柱长，大气压强恒为。现把试管缓慢旋转至水平，该过程中气体的温度不变。
（i）求水平放置时管内气柱的长度；
（ii）再次缓慢旋转试管，使试管开口向上竖直放置，然后缓慢升高气体的温度，使气柱的长度回到15cm。求此时气体的热力学温度。（结果保留三位有效数字）
【答案】 （i）；（ii）
【解析】
（i）气体做等温变化，设试管的横截面积为S，则有
依题意，得
，
解得
（ii）由盖一吕萨克定律有
其中
解得
16. [物理选修3-4]
（1）（5分）
（2020·湖南永州市·高三月考）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置在处的质点M，时，平衡位置在处的质点Q刚好开始振动，下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．该波的波速为
B．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
C．时，平衡位置在处的质点P的加速度方向沿y轴正方向
D．若此波遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为
E.从到质点Q第一次到达波峰的过程中，质点M通过的路程为
【答案】 ADE
【解析】
A．由波形图可知波长为，时，平衡位置在处的质点Q刚好开始振动，则波速
A正确；
B．质点M开始振动的方向沿y轴负方向，则质点Q开始振动的方向也沿y轴负方向，B错误；
C．波的周期为
波传到平衡位置在处的质点P的时间
则振动时间为，质点P开始振动的方向沿y轴负方向，经过
质点P回到平衡位置，加速度为零，C错误；
D．波的频率为
与频率相等的另一列波发生干涉，D正确；
E．质点Q第一次到达波峰的时间
从开始到质点Q第一次到达波峰，质点M振动的时间为
则通过的路程为
E正确。
故选ADE。
（2）（8分）
（2020·湖南高三月考）如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形ABC组成，AC是半圆的直径，AC长为2R，一束单色光照射在圆弧面上的D点，入射角为60°，折射光线刚好照射在AB边的中点E，折射光线在AB面上的入射角为45°，光在真空中传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对单色光的折射率；
（2）光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光在圆弧面上的反射）。
【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）由几何关系可知，为等腰直角三角形，则有
又由正弦定理可得
联立解得D点的折射角
由折射定律得
（2） 由可知，光在AB面和BC面发生全反射，光路图如图所示
由几何关系可得，由正弦定理得
解得
由光路图及对称性可知，光线在玻璃砖中的路程为
则光在玻璃砖中传播的时间为
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