2021年1月湖南省普通高等学校招生适应性考试物理试题解析版

湖南省2021年普通高等学校招生适应性考试物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。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、将本试题卷和答题卡一井交回一、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年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中，正确的核聚变反应方程是（）A.23411120H+HHe+nB.238234492902UTh+HeC.235114489192056360U+nBa+Kr+3nD.427301213150He+AlP+2n【答案】A【解析】【分析】【详解】核聚变反应是两轻核反应变成中等质量的核。A．23411120H+HHe+n，是轻核聚变，故A正确；B．238234492902UTh+He，此核反应反应物只有一个原子核且生成物由氦核，属于衰变，故B错误；C．235114489192056360U+nBa+Kr+3n，此反应反应物和生成物都有中子，构成链式反应，且生产物至少有两个中等质量的核，故属于重核裂变，故C错误；D．427301213150He+AlP+2n，此反应是用粒子轰击生成了同位素磷，是人工核转变，发现同位素磷和正电子的方程，故D错误；故选A。2.有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示，一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁做多次弹性碰撞（碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向，小球竖直方向速度大小和方向都不变），不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是（）A.小球下落时间与小球质量m有关B.小球下落时间与小球初速度v有关C.小球下落时间与水井井口直径d有关D.小球下落时间与水井井口到水面高度差h有关【答案】D【解析】【分析】【详解】因为小球与井壁做多次弹性碰撞，碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向，则将小球的运动轨迹连接起来就是一条做平抛的抛物线，可知小球在竖直方向做自由落体运动，下落时间由2htg可知，下落时间与小球的质量m，小球初速度v以及井口直径均无关，只与井口到水面高度差h有关。故选D。3.如图，两个带等量正电的点电荷，分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点，一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点间，且圆形细管圆心O位于A、B连线的中点，细管与A、B连线及中垂线交点分别为C、E、D、F。一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.小球从C运动到D的过程中，速度先减小后增大B.在两个带正电的点电荷产生的电场中，C点的电势比F点的电势低C.小球在C、E两点的速度大小相等，有相同的电势能D.小在D、F两点所受的电场力相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A．小球从C到D的过程中电场力的方向一直与速度方向是钝角，电场力一直做负功，速度一直减小，A错误；B．由等量正电荷的电场线的分布可知，电场线在OC方向由C指向O，在OF方向则有O指向F，顺着电场线电势降低，因此有COF，B错误；C．由电势的叠加公式可得C点的电势为CACBCkQkQrr同理E点的电势为EBEAEkQkQrr因此可知CE，则电势能相同，由能量守恒可得C和E两点动能相同，速度大小相等；C正确；D．等量同种电荷的电场线如图D点电场线在水平面内向上，F点电厂现在水平面内向下，因此电场力方向不同，D错误。故选C。4.有四个电源甲，乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图象分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示，将一个6Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是（）A.甲电源B.乙电源C.丙电源D.丁电源【答案】D【解析】【分析】【详解】由闭合回路的欧姆定律UEIR可得UI图像纵轴的截距为电源电动势，斜率为内阻，因此可知四个电源的电动势都为12V，而内阻12=12Ω1UrI甲同理可求得6Ω4Ω3ΩUUUrrrIII乙丁丙，，定值电阻消耗的功率为2EPRRr可知内阻越大功率越小，因此丁定值电阻消耗功率最大。故选D。5.如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为F1。只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为F2，该匀强磁场的磁感应强度大小为（）A.214FFILB.124FFILC.212()4FFILD.122()4FFIL【答案】C【解析】【分析】【详解】线框在磁场中受到安培力的等效长度为2bdL，当电流方向为图示方向时，由左手定则可知导线框受到的安培力竖直向上，大小为2FBIL因此对导线框受力平衡可得1FFmg当导线框中的电流反向，则安培力方向竖直向下，此时有2mgFF联立可得212()4FFBIL故选C。6.如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M的物体，系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为，则（）A.tantanmMmB.tantanmMMC.coscosMmMD.coscosmmM【答案】C【解析】【分析】【详解】设绳子的拉力为T，则对中间结点分析可知2cosTMg对绳子和M受力分析可知2cosTmgMg解得coscosMmM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.在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体（简称“甲”）与上升器（简称“乙”）要在环月轨道上实现对接，以使将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是（）A.在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙B.甲可以通过增大速度来抬高轨道C.在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大D.返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．在甲抬高轨道之前，两卫星均绕月球做匀速圆周运动，有22MmvGmrr可得线速度为GMvr因rr甲乙，则甲的线速度大于乙的线速度，故A错误；B．低轨卫星甲变为高轨卫星，需要做离心运动，则需要万有引力小于向心力，则需向后喷气增大速度，故B正确；C．在甲抬高轨道的过程中，离月球的距离r逐渐增大，由2MmFGr可知月球对卫星的万有引力逐渐减小，故C错误；D．因地球表面的重力加速度比月球表面的重力加速度大，则由Gmg可知月壤样品的重量在地表比在月表要大，故D正确。故选BD。8.如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为1m，左端通过导线连接一个R=1.5Ω的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量m=0.2kg、长度L=1m、电阻r=0.5Ω的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力F，使其静止开始运动。拉力F的功率P=2W保持不变，当金属杆的速度v=5m/s时撤去拉力F。下列说法正确的是（）A.若不撤去拉力F，金属杆的速度会大于5m/sB.金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为0.9m/s2C.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5CD.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为2.5J【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．若不撤去拉力F，对棒由牛顿第二定律有FBILmaPFvIrBLvR当0a时，速度达到最大，联立各式解得最大速度为m22()5m/sRrPvBL即杆的最大速度不会超过5m/s，故A错误；B．若在F撤去前金属杆的切割速度14m/sv时，代入各式可得加速度为221210.9m/sBLvPvRram撤去F后棒减速的速度为24m/sv时，加速度为22221.6m/sBLvRram故金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小为0.9m/s2或1.6m/s2，故B正确；C．从撤去拉力F到金属杆停下，棒只受安培力做变减速直线运动，取向右为正，由动量定理有0BILtmv而电量的表达式qIt可得2.5CmvqBL故C正确；D．从撤去拉力F到金属杆停下的过程由动能定理21=02FWmv安而由功能关系有=FWQ安另金属杆和电阻R串联，热量比等于电阻比，有1QrQRr联立解得10.625JQ故D错误；故选BC。9.甲、乙两同学相约去参观博物馆。两人同时从各自家中出发，沿同一直线相向而行，经过一段时间后两人会合。身上携带的运动传感器分别记录了他们在这段时间内的速度大小随时间的变化关系，如图所示。其中，甲的速度大小随时间变化的图线为两段四分之一圆弧，则（）A.在t1时刻，甲、乙两人速度相同B.0-t2时间内，乙所走路程大于甲C.在t3时刻，甲、乙两人加速度大小相等D.0-t4时间内，甲、乙两人平均速率相同【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．因为两个人是相向运动的，说明运动方向相反，因此t1时刻速度方向相反，A错误；B．vt图像的面积表示物体运动的位移大小，因此可得乙的路程大于甲的路程，B正确；C．vt图像的斜率表示加速度，设交点为A，则t3时刻交点A恰好等分t2-t4的圆周，因此由几何关系可得过A点圆的切线的斜率和乙的斜率大小相等，都为02vt，C正确；D．通过观察可以看出甲的图像面积为22221144SRRRR乙图像的面积为2R，说明甲乙的路程相等，则平均速率相同，D正确。故选BCD。10.如图，三个质量均为1kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行，A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力F沿水平方向拉物体C，以下说法正确的是（）A.拉力F小于11N时，不能拉动CB.拉力F为17N时，轻绳的拉力为4NC.要使A、B保持相对静止，拉力F不能超过23ND.A的加速度将随拉力F的增大而增大【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．当C物体即将运动时，C物体水平方向桌面给C的向右的摩擦力f桌，绳子向右的拉力T，B给C向右的摩擦力BCf，其中=0.13NABCfmmmg桌，=0.24NBCABfmmg当即将滑动时应有+,4NBCBCFffTTf桌可解得11NF故A正确；C．因此B和C的加速度大小相等，在A和B即将发生相对滑动，对A受力分析可得0.4ABAAfmgma对AB整体受力分析可得BCABTfmma对C物体受力分析可得BCCFTffma地联立解得23NF说明A和B发生相对滑动的临界力大小为23NF，故C正确；B．当17NF时，没有发生相对滑动，此时对AB整体1BCABTfmma对C物体受力分析1BCCFTffma地联立解得8NT故B错误；D．当拉力增大，A和B发生相对滑动时，则A物体受到滑动摩擦力，加速度