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（新高考，湖南地区专用）2021届高考物理下学期5月终极猜题卷

（新高考，湖南地区专用）2021届高考物理下学期5月终极猜题卷

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20

（新高考，湖南地区专用）2021届高考物理下学期5月终极猜题卷
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.如图所示为国际标准组织（ISO）和国际原子能机构（IAEA）推出的核辐射新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形，该方案通俗易懂，正在逐步取代传统标志，对于天然放射现象下列说法正确的是( )

A.放射性元素的半衰期随环境温度的变化而变化
B.发生α衰变时，核电荷数和质量数都是守恒的
C.β衰变的实质是原子核中的质子转化为中子所产生的
D.在三种射线中γ射线电离本领和穿透本领都是最强的
2.某战士进行投弹训练，他选择了如图所示的地形进行训练，为一倾角为45°的斜面，A点离水平面的高度为是半径为R的四分之一圆弧，O为圆心，其在B点与水平面相切，该战士在A点将手榴弹以初速度水平抛出，手榴弹刚好落在B点，当他在A点将手榴弹以初速度水平抛出时，手榴弹落在D点。则下列说法正确的是( )

A.手榴弹落在B点时速度与水平方向的夹角为45°
B.圆弧半径R可能小于H
C.手榴弹落在D点时速度与水平方向的夹角小于手榴弹落在B点时的夹角
D.如果手榴弹水平抛出时的速度合适，手榴弹可能正好落到C点
3.均匀带电的球壳在球壳外空间中某点产生的电场可等效为在球心处所带电荷量相同的点电荷产生的电场。如图所示，半径为R的半球壳（厚度不计）上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，以球心O为坐标原点、以过半球壳中心的轴线为x轴建立坐标系，在处固定一带电荷量为的点电荷，在处由静止释放一试探电荷，在处试探电荷速度最大，静电力常量为k，则处的电场强度大小为( )

A. B. C.0 D.
4.如图所示的电路，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略，为定值电阻，为滑动变阻器，为理想电流表，为理想电压表。闭合开关后，分别表示两个电流表的示数，分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器的滑片稍向上滑动一些，分别表示两个电流表示数变化的大小，分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是( )

A.变小 B.变小 C.小于 D.大于
5.如图所示，纸面上三点构成一个等边三角形，三点构成一个等腰直角三角形，两根长直导线垂直纸面分别放置在两点处，通以图示方向的大小相等的电流，整个装置处在一匀强磁场当中，c点处磁感应强度为零。已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度的大小满足（式中I为电流强度，r为该点到导线的距离，k为常量且大于零），间的距离为L，导线中电流强度大小为。下列说法正确的是( )

A.匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直向右
B.匀强磁场的磁感应强度大小为，方向平行于向下
C.d点的磁感应强度大小为，方向平行于向上
D.d点的磁感应强度大小为，方向垂直向右
6.蹦极（Bungee Jumping），也叫机索跳，白话叫笨猪跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动.跳跃者站在几十米（有的甚至几百米）高的桥梁、塔顶、高楼、悬崖、吊车甚至热气球上，把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处，然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去.当人体下落到一定距离时，橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落；当到达最低点时人在橡皮绳弹力的作用下又被拉起，随后又落下，这样反复多次直到稳定为止.下列说法正确的是( )

A.人在下落过程中一直处于失重状态 B.人在下落过程中一直处于超重状态
C.人在下落过程中只有重力做功 D.人在下落过程中，重力的冲量方向竖直向下
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年7月23日我国成功发射执行火星探测任务的“天问一号”探测器，探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展登陆、巡视等任务。若火星探测器绕火星表面做匀速圆周运动转过θ（弧度制）所用时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A.火星上的物体要脱离火星束缚所需速度至少为
B.火星赤道上的物体随火星自转的向心加速度为
C.若火星探测器做圆周运动的轨道半径可调，则其转过相同弧长所用时间与轨道半径满足关系式
D.火星的质量为
8.正方形导线框边长为L，垂直纸面向里的水平匀强磁场区域，上、下边界分别为，宽度为d。线框平面竖直，边与平行，距离为h，线框从静止释放后，边在下落过程中经过与经过时的速度相等。重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )

A.边刚进入磁场时，线框加速度一定向上
B.磁场的宽度d可能小于线框的边长L
C.边到达的速度一定等于
D.线框穿过磁场的全过程，产生的焦耳热一定为
9.C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，在它的研制过程中风洞实验是必不可少的。现有同学在风洞中完成了以下实验：将一个质量为m的物体放在水平网上（网不影响物体受到的风力），调节风力大小，并记录了物体所受竖直向上的风力F与时间t的关系，如图所示。下列说法正确的是( )

A.第6个内物体的加速度不变且最大 B.在前时间内物体开始运动后始终向上运动
C.在时刻物体的速度大小为 D.在前时间内物体的最大速度为
10.如图所示，两个质量均为的物体并排放置在倾角为30°的固定斜面上，且物体A与斜面间的动摩擦因数为。现用沿斜面向上、大小为20 N的恒力F作用在物体A上，使二者一起沿着斜面运动，8 s后撤去力F，已知物体B与A之间的相互作用力与恒力F之比为7:16，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )

A.物体B与斜面间的动摩擦因数也为
B.运动过程中力F的最大功率为200 W
C.撤去力F瞬间，物体A的瞬时加速度为
D.撤去力F后，上滑过程中间的最大距离是
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.某同学利用三个完全相同的弹簧测力计进行验证力的平行四边形定则实验，将弹簧测力计丙固定在水平面上，然后将弹簧测力计甲、乙挂在细绳套上。

（1）某次实验时，弹簧测力计甲、乙沿水平方向将结点拉至图a中的O点，弹簧测力计甲和丙垂直，弹簧测力计甲和乙的夹角为120°，弹簧测力计甲、乙的读数分别为2.0 N、4.0 N，弹簧测力计丙的示数如图b所示，则弹簧测力计丙的读数为__________N。
（2）在进行数据处理时，发现某次实验甲、丙合力方向与乙的拉力方向接近共线，但乙的示数大于甲、丙合力的大小，造成这种现象的原因可能是_____________。
（3）操作时用刻度尺测出弹簧测力计乙4.0 N刻度线到零刻度线的距离为8.0 cm，则弹簧测力计乙中弹簧的劲度系数为_________N/m。（结果保留整数）
12.在测定金属丝电阻率的实验中，操作步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，如图甲所示，直径d为________mm；

（2）要测量金属丝的阻值R（大约），实验室提供了下列可选用的器材：
A.电流表（量程0~0.6 A，内阻约）
B.电流表（量程0~3 A，内阻约）
C.电压表（量程0~3 V，内阻约）
D.滑动变阻器（最大阻值为）
E.滑动变阻器（最大阻值为）
以及电源E（电动势3 V，内阻可忽略）、开关、导线若干；
为了提高测量精确度并且使金属丝两端电压调节范围尽可能大，滑动变阻器选择_____（填器材前的字母序号），电流表选用_________（填器材前的字母序号），请在图乙所示方框中画出设计的电路图;

（3）根据上述电路图测量的电阻值__________（填“等于”“大于”或“小于”）真实值.
13.快递员驾驶甲车给小明送快递，小明拿到快递后，发现快递员不小心遗落了一件别人的快递在他这里，小明立即驾驶乙车去追快递员，此时快递员已经驾驶甲车在一条平直公路上行驶了84 m，速度达到4 m/s，且甲车正以的加速度做匀加速直线运动，一段时间后，快递员接到小明的信号改为匀速向前行驶，已知小明驾驶的乙车最初以的加速度做匀加速直线运动去追赶甲车，速度达到20 m/s后匀速行驶，结果共经过19 s后追上甲车。
（1）求甲车加速行驶的时间；
（2）若乙车刚追上甲车时两车同时减速运动40 m后停在同一位置，求两车各自做减速运动的加速度大小和两车到达停车位置的时间差。
14.距离为d的两根轨道平行放置，与水平面的夹角为30°，为两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略），除两段外其余部分均为金属，电阻可忽略不计，均光滑、足够长且二者在同一水平面上，轨道的端接一个电容为的电容器，端接一个电阻恒为R的小灯泡，所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，右侧的水平面内的磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小均为B。长为d、质量为m、电阻不计的导体棒P从靠近端的位置由静止开始沿轨道下滑，在处与静止在此处的质量为、电阻为、长度为d的导体棒Q发生弹性碰撞，碰撞后瞬间导体棒P被拿走，此时小灯泡刚好正常发光。P棒的初始位置离水平面的高度为h，导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求：

（1）小灯泡的额定功率；
（2）导体棒Q在磁场中运动的距离及此过程中导体棒Q上产生的焦耳热。
（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）关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是______。
A.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
B.布朗运动是分子的无规则运动，而扩散现象是分子热运动的间接反映
C.阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出该常数
D.热传递的自然过程是大量分子从无序程度大的状态向无序程度小的状态转化的过程
E.水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径时可把它们当作球形处理
（2）一U形玻璃管竖直放置，左端开口且足够长，右端封闭，玻璃管导热良好。用水银封闭一段空气（可视为理想气体）在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，环境温度为27 ℃。已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强。
（ⅰ）若升高环境温度直至两管水银液面相平，求环境的最终温度。
（ⅱ）若环境温度为27 ℃不变，在左管内加注水银直至右管水银液面上升1 cm，求应该向左管中加注水银的长度。

16. 【选修3–4】（13分）
（1）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形图如图所示，已知波速，则下列说法正确的是________。

A.波长，周期
B.时刻，在处的质点运动方向沿y轴负方向
C.时刻，在处的质点运动方向沿y轴负方向
D.时刻，在和处质点运动速度大小相等，方向相反
E.经过时间，处的质点到达波峰位置
（2）如图所示，某种玻璃制成的三棱镜，其中的长度为30 cm。现有一束单色光从距离A点5 cm处的P点垂直边入射，从边上的M点出射，出射方向与的夹角为60°，已知光在真空中的传播速度（不考虑光的多次反射，）。求：
①该玻璃的折射率（结果保留整数）；
②光从P点入射到M点出射经历的时间（结果保留三位有效数字）。

2021年高考物理终极猜题卷 新高考版 湖南地区专用 试卷
答案以及解析
1.答案：B
解析：放射性元素的半衰期与元素的物理、化学状态无关，不会随温度变化而变化，A错误；α衰变时发生质量亏损，但其核反应仍遵循核电荷数守恒和质量数守恒，B正确；β衰变的实质是原子核中的中子转化为质子和电子，其核反应方程为,C错误；γ射线在三种射线中电离本领最弱而穿透本领最强，D错误。
2.答案：C
解析：手榴弹运动示意图如图所示，设手榴弹在B点时速度方向与水平方向的夹角为α，则，则，故选项A错误；当手榴弹以初速度水平抛出时，设运动轨迹与B点所在的水平面相交于E点，则手榴弹在E点的水平位移为以初速度水平抛出时水平位移的2倍，则等于H，所以R一定大于H，选项B错误；当手榴弹落到延长线上时速度与水平方向的夹角与手榴弹落到B点时速度与水平方向的夹角相等，当手榴弹落到D点时速度与水平方向的夹角小于落到延长线上时的夹角，也就小于落到B点时的夹角，故选项C正确；由轨迹示意图及以上分析可知，由于圆弧的遮挡，手榴弹不可能刚好落到C点，故选项D错误。

3.答案：A
解析：试探电荷在处的速度最大，说明试探电荷在该处的加速度大小为0，即点电荷和半球壳在此处产生的电场强度大小相等，设半球壳在此处产生的电场强度大小为，有，将半球壳补全，完整球壳在处产生的电场强度大小为，由对称性可知右侧半球壳在处产生的电场强度大小为，左半球壳在处产生的电场强度大小为处的电场强度大小为，故A选项正确。
4.答案：C
解析：滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由“串反并同”可知变大，A错误；由欧姆定律可知接入电路的阻值变大，所以变大，B错误；电压表的示数等于电阻和两端的电压之和，接入电路阻值变大，电压表的示数变大，由于总电流变小，但是流过的电流变大，所以流过电阻的电流变小，电阻两端的电压变小，所以大于，C正确；由闭合电路欧姆定律分析可知，所以小于，D错误。
5.答案：C
解析：由右手螺旋定则和平行四边形定则知两根导线中的电流在c点产生的磁感应强度及叠加情况如图所示，两通电导线在c处产生磁场的磁感应强度大小为，两通电导线在c点产生磁场的磁感应强度的矢量和，方向平行于向下，由于c点的磁感应强度为零，所以匀强磁场的磁感应强度大小为，方向平行于向上，AB错误；同理可得两通电导线在d点产生的磁感应强度及叠加情况如图所示，两通电导线在d处产生磁场的磁感应强度大小，其矢量和，方向平行于向上，d点的磁感应强度，方向平行于向上，C正确，D错误。

6.答案：D
解析：人在下落过程中，受重力、空气阻力和橡皮绳的弹力，在橡皮绳的弹力与空气阻力的合力小于重力时，人处于失重状态，在橡皮绳的弹力与空气阻力的合力大于重力时，人处于超重状态，因此人在下落过程中先处于失重状态后处于超重状态，选项AB错误；人在下落过程中重力、空气阻力和橡皮绳的弹力都做功，选项C错误；重力的方向竖直向下，其冲量的方向与力的方向一致，选项D正确。
7.答案：CD
解析：火星探测器绕火星表面做圆周运动的速度为火星的第一宇宙速度，由题意可知火星探测器绕火星表面运行的角速度，线速度，而火星上的物体想要脱离火星束缚，所需要的最小速度为火星的第二宇宙速度，A错误；火星赤道上的物体所受到的万有引力提供物体的重力和物体随火星自转所需要的向心力，物体随火星自转的向心加速度为，其中是火星自转角速度，远小于，B错误；设轨道半径分别为，线速度分别为，探测器转过相等的弧长l所用时间分别为，则有，根据可得，联立可得，C正确；根据可得火星的质量为，D正确。
8.答案：BC
解析：设线框电阻为到达时速度为，到达时速度为，全过程产生的焦耳热为Q，对到达时有，电动势，感应电流为，安培力。①若边进入磁场后做加速运动，边经过时的速度一定大于经过时的速度，与题意不符。②若，边进入磁场后开始做匀速运动，若该条件下边经过与经过时的速度相等，有，得穿过磁场产生的焦耳热穿过磁场产生的焦耳热，全过程产生的焦耳热；若该条件下边经过与经过时的速度相等，有，得，全过程产生的焦耳热；若该条件下，线框全部进入磁场后加速运动，边经过时的速度大于经过时的速度，与题意不符。③若边进入磁场后做减速运动，若该条件下边经过时的速度小于经过时的速度，与题意不符；若该条件下，线框全部进入磁场后，线框加速，边经过时的速度可能等于经过时的速度，有，得边到达时的速度为，全过程由能量守恒定律有，得。综上所述，BC正确。
9.答案：BD
解析：由图可知第6个内物体所受的合力是变化的，故加速度是变化的，A错误；由图象可知在第1个内物体所受的风力从增加到，这段时间内物体静止不动，从到内物体一直向上加速，从到内物体加速度方向向下，在~内，力F的冲量大于重力的冲量，最终物体的速度仍向上，故在前时间内物体开始运动后始终向上运动，B正确；从到这段时间，对物体应用动量定理有，由图象可知这段时间内风力的冲量，解得，C错误；在时物体的加速度为零，速度最大，从到对物体应用动量定理有，由图象可知这段时间内风力的冲量,解得，D正确。
10.答案：BD
解析：设物体B与斜面间的动摩擦因数为μ，分别对整体及物体B受力分析如图1、2所示，设F作用时物体的加速度为a，根据牛顿第二定律有,，代入数据可解得，A错误；经过8 s物体同时达到最大速度，，此时力F的功率最大，为,B正确；撤去力F瞬间，物体的瞬时加速度大小分别为，，由于，则物体间弹力突变为零，随后两物体都做匀减速运动，物体A经过时间，位移后先减速至零，因为，此后物体A保持静止，物体B运动到最高点时，间有最大距离，，C错误，D正确。

11.答案：（1）3.5
（2）乙与甲、丙不在同一平面内（合理即可）
（3）50
解析：（1）由弹簧测力计的读数规则可知，弹簧测力计丙的读数为3.5 N；
（2）甲、丙合力方向和乙的拉力方向接近共线，大小不同，O点静止，即甲、乙、丙在水平面内的合力为0，乙的示数大于甲、丙合力大小说明乙的拉力可能在竖直方向存在分力，即乙与甲、丙不在同一平面内；
（3）弹簧测力计乙的4.0 N刻度线到0刻度线的距离为8.0 cm，则说明弹簧测力计乙的伸长量为8 cm，则弹簧测力计乙中弹簧的劲度系数为。
12.答案：（1）4.600（或4.598~4.602）
（2）D；A；如图所示

（3）小于
解析：（1）由题图甲可知，金属丝的直径。
（2）要使金属丝两端电压调节范围尽可能大，滑动变阻器采用分压式接法，应选用最大阻值较小的滑动变阻器；电路中的最大电流约为，故电流表选用；设计电路图如答图所示。
（3）由于电流表测的电流是通过金属丝和电压表的电流之和，电压表测量的是真实值，根据欧姆定律可知，测量的电阻值小于真实值。
13.答案：（1）8s（2）；；
解析：（1）设乙车开始运动后甲车加速行驶的时间为t，乙车追上甲车时经历的时间为
则在时间内，甲车的位移为
乙车的位移为，其中，根据两车的位移关系有
联立解得（另一解不合题意，舍去）
（2）甲车加速8 s后的速度为
对甲车，设减速过程的加速度大小为，甲车减速过程的位移为
解得
对乙车，设减速过程的加速度大小为，则有，解得
则甲车减速到零时有，解得
乙车减速到零时有，解得
两车到达停车位置的时间差为
14.答案：（1）（2）
解析：（1）导体棒P在倾斜轨道上运动时，对导体棒P受力分析有

且
解得
设P棒到达时的速度为，有
设导体棒碰撞后瞬间的速度分别为
棒碰撞过程动量守恒，有
由能量守恒定律有
解得
此时导体棒Q产生的感应电动势
此时流过灯泡的电流
此时灯泡的功率
（2）当导体棒Q在水平轨道上滑动时，对导体棒Q由动量定理有

设导体棒Q在水平轨道上滑动的时间为t，通过的距离为x，则有

解得
导体棒Q在运动过程中由能量守恒定律有
导体棒Q上产生的热量
15.答案：（1）ACE
（2）（i）202 ℃
（ii）26 cm
解析：（1）空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，因为有部分电能也转化为热能，A正确；
扩散现象是分子无规则运动直接形成的，布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，是分子热运动的间接反映，故B错误；
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出阿伏加德罗常数，故C正确；
根据热力学第二定律可知，热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的状态向无序程度大的状态转化的过程，故D错误；
用油膜法估测分子大小时把分子近似看作球体处理，故E正确。
（2）（i）以右管空气为研究对象
初状态：

两管水银液面相平时：
由理想气体状态方程有：
解得：
（ii）设加注水银的长度为x，且

根据
解得
16.答案：（1）ACE（2）①2 ；②
解析：（1）本题考查机械振动与机械波。由波形图可知，该列横波的波长为，又因为波速，则该波的周期为，选项A正确；，故平衡位置在处的质点与平衡位置在处的质点振动步调完全一致，已知这列波沿x轴正方向传播，故在时刻该质点沿y轴正方向振动，选项B错误；，所以时，处质点振动的情况与时刻振动情况相同，所以时刻，处质点沿y轴负方向振动，选项C正确；时刻，在处的质点沿y轴正方向振动，处的质点沿y轴正方向振动，两质点速度方向相同，由于它们偏离平衡位置的距离相等，故两质点的速度大小相等，选项D错误；该波沿x轴正方向传播，从时刻起，处第一次出现波峰所用的时间为，故经过时间，处的质点到达波峰位置，选项E正确。
（2）本题考查光的折射与全反射。
①光从边射入，从边射出，则光在边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在三棱镜中的光路图如图所示，

设光在边N点发生全反射，由几何关系可得，在边的入射角和反射角为
由几何关系可得
光在边M点射出，则有，
由折射定律得玻璃的折射率为
②光从P点入射至N点，由几何关系可得

在中由正弦定理可得，
则
则光从P点入射到M点出射通过的距离为
光在玻璃中的传播速度为
所以光从P点入射到M点出射经历的时间为