2021年八省联考湖北省物理试卷及答案解析（原卷+解析卷）

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2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟演练

物  理

本试卷共8页，16题。全卷满分100分。考试用时75分钟。

★祝考试顺利★

注意事项:

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答:每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。

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.如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是

A.P对Q做功为零

B.P和Q之间相互作用力做功之和为零

C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒

D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒

2.一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是

A.通电直导线受到安培力的大小为ILB

B.无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力

C.通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面

D.安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功

3.用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919MeV的α粒子（He），其核反应方程式为:。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，α粒子的质量为4.00260u，1u相当于931MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能，则入射质子的动能约为

A.0.5MeV    B.8.4MeV

C.8.9MeV    D.17.3MeV

4.如图所示，在电场强度大小为E的匀强电场中，某电场线上有两点M和N，距离为2d。在M和N处分别固定电荷量为+q和-q的两个点电荷。下列说法正确的是

A.点电荷+q和-q受到的静电力大小均为qE，方向相反

B.将点电荷+q沿MN连线向N点移动距离d，静电力对点电荷+q做功qEd

C.交换两个点电荷的位置，静电力对两个点电荷做功之和为零

D.将两点电荷沿MN连线移动距离d，保持两个点电荷的距离不变，静电力对两个点电荷做功之和为零

5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为10m/s，t=0时刻的波形如图所示下列说法正确的是

A.0～0.6s时间内，质点P运动的路程为18cm

B.t=0.6s时刻，质点P相对平衡位置的位移是6cm

C.t=1.2s时刻，质点Q加速度最大

D.t=1.4s时刻，质点M沿y轴负方向运动

6.如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC与AB的夹角也为θ。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度大小为g，拉力大小为

A.2mgsinθcos    B.2mgsinθ

C.2mgsin     D.mgsinθcos

7.如图所示，两倾角均为θ的光滑斜面对接后固定水平地面上，O点为斜面的最低点。一个小物块从右侧斜面上高为H处由静止滑下，在两个斜面上做往复运动。小物块每次通过O点时都会有动能损失，损失的动能为小物块当次到达O点时动能的5%。小物块从开始下滑到停止的过程中运动的总路程为

A.    B.

C.    D.

8.如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是

A.d光的频率最高

B.d光在棱镜中的折射率最小

C.a光产生的干涉条纹宽度最大

D.a光打出的光电子的遏止电压最大

9.嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中I是月地转移轨道，在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是

A.在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的机械能比在P点的机械能大

B.嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长

C.嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等

D.嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的速度大小相等

10.如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1:5，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，定值电阻R3的阻值为10Ω，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图（b）所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由50Ω减小到0的过程中

A.电流表的示数为5A    B.通过R2的电流减小

C.电压表的示数减小    D.R2和R3的总电功率先增大后减小

11.如图所示，在MN右侧区域有垂直于纸面向的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的关系为B=kt（k为大于零的常量）。一高为a、电阻为R的正三角形金属线框向右匀速运动。在t=0时刻，线框底边恰好到达MN处；在t=T时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中

A.线框中的电流始终为逆时针方向

B.线框中的电流先逆时针方向，后顺时针方向

C.t=时刻，流过线框的电流大小为

D.t=时刻，流过线框的电流大小为

二、非选择题:本题共5小题，共56分。

12.（7分）

由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至50°℃时，系统开始自动报警。所用器材有：

直流电源E（36V，内阻不计）；

电流表（量程250mA，内阻约0.1Ω）；

电压表（量程50V，内阻约1MΩ）；

热敏电阻RT；

报警器（内阻很小，流过的电流超过10mA时就会报警，超过30mA时就会损伤）；

滑动变阻器R1（最大阻值4000Ω）；

电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）；

单刀单掷开关S1；

单刀双掷开关S2；

导线若干。

（1）用图（a）所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27℃时，电压表读数为30.0V，电流表读数为15.0mA；当温度为50℃时，调节R1，使电压表读数仍为30.0V，电流表指针位置如图（b）所示。

温度为50℃时，热敏电阻的阻值为___________Ω。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微___________（填“偏大”或“偏小”）。如果热敏电阻阻值随温度升高而变大，则其为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。基于以上实验数据可知，该热敏电阻RT为___________（填“正”或“负”）温度系数热敏电阻。

（2）某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图（c）所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为___________（填器件名称）。正确连接后，先使用电阻箱R2进行调试，其阻值设置为___________Ω，滑动变阻器R1阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器R1连入电路的阻值为___________Ω。调试完毕后，再利用单刀双掷开关S2的选择性开关功能，把热敏电阻RT接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。

13.（9分）

某同学利用如图（a）所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。金属板固定于水平实验台上，一轻绳跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块（滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m0=0.010kg。

实验步骤如下:

①在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。

②用电子秤称量出滑块和遮光条的总质量为M=0.150kg。

③将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录:

i.遮光条通过光电门A的时间△t1；

ii.遮光条通过光电门B的时间△t2；

iii.遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t12；

④经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。

回答下列问题:

（1）在n=3时，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。

i.忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a1=__________，其测量值为__________m/s2（计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到

1/△t1=34.60s-1，1/△t2=62.50s-1）；

ii.考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a2__________a1（填“大于”“等于”或“小于”）。

（2）利用记录的数据拟合得到a-n图象，如图（b）所示，该直线在横轴上的截距为p、纵轴上的截距为q。用已知量和测得的物理量表示滑块与长金属板之间动摩擦因数的测量值μ=__________，重力加速度的测量值g=__________（结果用字母表示）。

14.（9分）

水银气压计上有细且均匀的玻璃管，玻璃管外标识有压强刻度（1mm刻度对应压强值为1mmHg）。测量时气压计竖直放置，管内水银柱液面对应刻度即为所测环境大气压强。气压计底部有水银槽，槽内水银体积远大于管内水银柱体积。若气压计不慎混入气体，压强测量值将与实际环境大气压强值不符。如图所示，混入的气体被水银密封在玻璃管顶端。当玻璃管竖直放置时，气柱长度为l1=100mm。如果将玻璃管倾斜，水银柱液面降低的高度为h=20mm，气柱长度为l2=50mm，倾斜过程中水银槽液面高度变化忽略不计。整个过程中温度保持恒定，气体可近似为理想气体。

（1）已知环境大气压强为p0=760mmHg，求此时竖直放置气压计的压强测量值p1（以mmHg为单位）；

（2）此后由于环境大气压强变化，竖直放置气压计的压强测量值为p2=730mmHg，求此时气柱长度l3和环境大气压强p3（以mmg为单位，保留3位有效数字）。

15.（13分）

如图（a），在光滑水平面上放置一木板A，在A上放置物块B，A和B的质量均为m=1kg。A与B之间的动摩擦因数μ=0.2。t=0时刻起，对A施加沿水平方向的力，A和B由静止开始运动。取水平向右为正方向，B相对于A的速度用vBA=vB-vA表示，其中vA和vB分别为A和B相对水平面的速度。在0～2s时间内，对速度vBA随时间t变化的关系如图（b）所示。运动过程中B始终未脱离A，重力加速度取g=10m/s2.求：

（1）0～2s时间内，B相对水平面的位移；

（2）t=2s时刻，A相对水平面的速度。

16.（18分）

在如图所示的直角坐标系中，x＜0区域有沿x轴正向的匀强电场，x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为v0，速度方向与y轴正向夹角为（60°＜＜90°），不计重力。

（1）求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度ω；

（2）带电粒子每次离开磁场进入电场后，都从O点离开电场进入磁场，从而形成周期性运动，求电场强度的大小E和粒子运动周期T；

（3）当粒子运动到磁场区离y轴最远处时，有一个质量为m、速度大小为、方向沿y轴负方向的电中性粒子与带电粒子发生弹性正碰，在碰撞过程中没有电荷转移。求碰撞以后带电粒子第一次离开磁场进入电场的位置与O点的距离L。