2021年湖北高考物理試卷真題及答案詳解（精校版）

試卷第=page88頁，共=sectionpages88頁試卷第=page77頁，共=sectionpages88頁2021年湖北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試物理全卷滿分100分?？荚囉脮r(shí)75分鐘。一、選擇題∶本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8-11題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1．20世紀(jì)60年代，我國以國防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國第一顆原子彈試爆成功；1967年，我國第一顆氫彈試爆成功。關(guān)于原子彈和氫彈，下列說法正確的是（）A．原子彈和氫彈都是根據(jù)核裂變原理研制的B．原子彈和氫彈都是根據(jù)核聚變原理研制的C．原子彈是根據(jù)核裂變原理研制的，氫彈是根據(jù)核聚變原理研制的D．原子彈是根據(jù)核聚變原理研制的，氫彈是根據(jù)核裂變原理研制的2．2019年，我國運(yùn)動員陳芋汐獲得國際泳聯(lián)世錦賽女子單人10米跳臺冠軍。某輪比賽中，陳芋汐在跳臺上倒立靜止，然后下落，前5m完成技術(shù)動作，隨后5m完成姿態(tài)調(diào)整。假設(shè)整個(gè)下落過程近似為自由落體運(yùn)動，重力加速度大小取10m/s2，則她用于姿態(tài)調(diào)整的時(shí)間約為（）A．0.2s B．0.4s C．1.0s D．1.4s3．抗日戰(zhàn)爭時(shí)期，我軍繳獲不少敵軍武器武裝自己，其中某輕機(jī)槍子彈彈頭質(zhì)量約8g，出膛速度大小約750m/s。某戰(zhàn)士在使用該機(jī)槍連續(xù)射擊1分鐘的過程中，機(jī)槍所受子彈的平均反沖力大小約12N，則機(jī)槍在這1分鐘內(nèi)射出子彈的數(shù)量約為（）A．40 B．80 C．120 D．1604．如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運(yùn)動過程中摩擦力大小f恒定，物塊動能Ek與運(yùn)動路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10m/s2，物塊質(zhì)量m和所受摩擦力大小f分別為（）A．m=0.7kg，f=0.5N B．m=0.7kg，f=1.0NC．m=0.8kg，f=0.5N D．m=0.8kg，f=1.0N5．如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點(diǎn)最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則（）A．λ1<λ2，M是波長為λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波長為λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波長為λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波長為λ1的光出射位置6．如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（）A．電流表A1示數(shù)減小 B．電流表A2示數(shù)增大C．原線圈輸入功率先增大后減小 D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大7．2021年5月，天問一號探測器軟著陸火星取得成功，邁出了我國星際探測征程的重要一步?；鹦桥c地球公轉(zhuǎn)軌道近似為圓，兩軌道平面近似重合，且火星與地球公轉(zhuǎn)方向相同?；鹦桥c地球每隔約26個(gè)月相距最近，地球公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月。由以上條件可以近似得出（）A．地球與火星的動能之比B．地球與火星的自轉(zhuǎn)周期之比C．地球表面與火星表面重力加速度大小之比D．地球與火星繞太陽運(yùn)動的向心加速度大小之比8．關(guān)于電場，下列說法正確的是（）A．電場是物質(zhì)存在的一種形式B．電場力一定對正電荷做正功C．電場線是實(shí)際存在的線，反映電場強(qiáng)度的大小和方向D．靜電場的電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面9．一電中性微粒靜止在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，在某一時(shí)刻突然分裂成a、b和c三個(gè)微粒，a和b在磁場中做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動，環(huán)繞方向如圖所示，c未在圖中標(biāo)出。僅考慮磁場對帶電微粒的作用力，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)帶負(fù)電荷 B．b帶正電荷C．c帶負(fù)電荷 D．a(chǎn)和b的動量大小一定相等10．一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時(shí)刻和t=1s時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知x=0處的質(zhì)點(diǎn)在0~1s內(nèi)運(yùn)動的路程為4.5cm。下列說法正確的是（）A．波沿x軸正方向傳播B．波源振動周期為1.1sC．波的傳播速度大小為13m/sD．t=1s時(shí)，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動11．如圖所示，一勻強(qiáng)電場E大小未知、方向水平向右。兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場中，懸點(diǎn)均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號電荷，電荷量大小均為q（q>0）。平衡時(shí)兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍，兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．M帶正電荷 B．N帶正電荷C． D．二、非選擇題∶本題共S小題，共56分。12．某同學(xué)假期在家里進(jìn)行了重力加速度測量實(shí)驗(yàn)。如圖（a）所示，將一根米尺豎直固定，在米尺零刻度處由靜止釋放實(shí)心小鋼球，小球下落途經(jīng)某位置時(shí)，使用相機(jī)對其進(jìn)行拍照，相機(jī)曝光時(shí)間為s。由于小球的運(yùn)動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。根據(jù)照片中米尺刻度讀出小球所在位置到釋放點(diǎn)的距離H、小球在曝光時(shí)間內(nèi)移動的距離。計(jì)算出小球通過該位置時(shí)的速度大小v，進(jìn)而得出重力加速度大小g。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表∶次數(shù)12345/cm0.850.860.820.830.85v/（m·s-1）4.254.104.154.25H/m0.91810.94230.85300.88600.9231（1）測量該小球直徑時(shí)，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖（b）所示，小球直徑為________mm。。（2）在第2次實(shí)驗(yàn)中，小球下落H=0.9423m時(shí)的速度大小v=________m/s（保留3位有效數(shù)字）；第3次實(shí)驗(yàn)測得的當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮=________m/s2（保留3位有效數(shù)字）。（3）可以減小本實(shí)驗(yàn)重力加速度大小測量誤差的措施有_______。A．適當(dāng)減小相機(jī)的曝光時(shí)間B．讓小球在真空管中自由下落；C．用質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球代替實(shí)心鋼球13．小明同學(xué)打算估測5個(gè)相同規(guī)格電阻的阻值?，F(xiàn)有一個(gè)量程為0.6A的電流表、一個(gè)電池組（電動勢E不大于4.5V、內(nèi)阻r未知）、一個(gè)阻值為R0的定值電阻、一個(gè)阻值為R1的定值電阻（用作保護(hù)電阻），開關(guān)S和導(dǎo)線若干。他設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：第一步∶把5個(gè)待測電阻分別單獨(dú)接入A、B之間，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)基本一致，據(jù)此他認(rèn)為5個(gè)電阻的阻值相等，均設(shè)為R。第二步∶取下待測電阻，在A、B之間接入定值電阻R0，記下電流表的示數(shù)I0。第三步∶取下定值電阻R0，將n個(gè)（n=1，2，3，4，5）待測電阻串聯(lián)后接入A、B之間，記下串聯(lián)待測電阻的個(gè)數(shù)n與電流表對應(yīng)示數(shù)In。請完成如下計(jì)算和判斷∶（1）根據(jù)上述第二步，與R0、R1、E、r的關(guān)系式是=___________。（2）定義，則Y與n、R、R0、E的關(guān)系式是Y=__________。（3）已知R0=12.0Ω，實(shí)驗(yàn)測得I0=0.182A，得到數(shù)據(jù)如下表∶n12345In/A0.3340.2860.2500.2240.200Y/A-12.5001.9981.4951.0300.495根據(jù)上述數(shù)據(jù)作出圖像，如圖（b）所示，可得R=______Ω（保留2位有效數(shù)字），同時(shí)可得E=______V（保留2位有效數(shù)字）。（4）本實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻對表中Y的測量值_______影響（選填“有"或“無"）。14．質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形氣缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中，氣缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)氣缸如圖(a)豎直倒立靜置時(shí)。缸內(nèi)氣體體積為V1，。溫度為T1。已知重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為p0。(1)將氣缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為T1，求此時(shí)缸內(nèi)氣體體積V2；(2)如圖(c)所示，將氣缸水平放置，穩(wěn)定后對氣缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時(shí)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。15．如圖所示，一圓心為O、半徑為R的光滑半圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，其下端與光滑水平面在Q點(diǎn)相切。在水平面上，質(zhì)量為m的小物塊A以某一速度向質(zhì)量也為m的靜止小物塊B運(yùn)動。A、B發(fā)生正碰后，B到達(dá)半圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí)對軌道壓力恰好為零，A沿半圓弧軌道運(yùn)動到與O點(diǎn)等高的C點(diǎn)時(shí)速度為零。已知重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。（1）求B從半圓弧軌道飛出后落到水平面的位置到Q點(diǎn)的距離；（2）當(dāng)A由C點(diǎn)沿半圓弧軌道下滑到D點(diǎn)時(shí)，OD與OQ夾角為θ，求此時(shí)A所受力對A做功的功率；（3）求碰撞過程中A和B損失的總動能。16．如圖（a）所示，兩根不計(jì)電阻、間距為L的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌，豎直固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上端串聯(lián)非線性電子元件Z和阻值為R的電阻。元件Z的圖像如圖（b）所示，當(dāng)流過元件Z的電流大于或等于時(shí)，電壓穩(wěn)定為Um。質(zhì)量為m、不計(jì)電阻的金屬棒可沿導(dǎo)軌運(yùn)動，運(yùn)動中金屬棒始終水平且與導(dǎo)軌保持良好接觸。忽略空氣阻力及回路中的電流對原磁場的影響，重力加速度大小為g。為了方便計(jì)算，取，。以下計(jì)算結(jié)果只能選用m、g、B、L、R表示。（1）閉合開關(guān)S。，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度v1；（2）斷開開關(guān)S，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度v2；（3）先閉合開關(guān)S，由靜止釋放金屬棒，金屬棒達(dá)到最大速度后，再斷開開關(guān)S。忽略回路中電流突變的時(shí)間，求S斷開瞬間金屬棒的加速度大小a。答案第=page1212頁，共=sectionpages1313頁答案第=page1313頁，共=sectionpages1313頁1．C【詳解】原子彈是根據(jù)重核裂變研制的，而氫彈是根據(jù)輕核聚變研制的，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。2．B【分析】本題考查自由落體運(yùn)動?！驹斀狻筷愑笙侣涞恼麄€(gè)過程所用的時(shí)間為1.4s下落前5m的過程所用的時(shí)間為則陳芋汐用于姿態(tài)調(diào)整的時(shí)間約為故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。3．C【分析】本題考查動量定理?！驹斀狻吭O(shè)1分鐘內(nèi)射出的子彈數(shù)量為n，則對這n顆子彈由動量定理得代入數(shù)據(jù)解得故選C。4．A【分析】本題結(jié)合圖像考查動能定理。【詳解】0~10m內(nèi)物塊上滑，由動能定理得整理得結(jié)合0~10m內(nèi)的圖像得，斜率的絕對值10~20m內(nèi)物塊下滑，由動能定理得整理得結(jié)合10~20m內(nèi)的圖像得，斜率聯(lián)立解得故選A。5．D【分析】本題考查折射定律以及雙縫干涉實(shí)驗(yàn)?！驹斀狻坑呻p縫干涉條紋間距的公式可知，當(dāng)兩種色光通過同一雙縫干涉裝置時(shí)，波長越長條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知反射光經(jīng)過三棱鏡后分成兩束色光，由圖可知M光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同時(shí)，折射率越大的色光折射角越大，由于則所以N是波長為λ1的光出射位置，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。6．A【分析】本題考查含理想變壓器電路的動態(tài)分析。【詳解】AB．由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，由數(shù)學(xué)知識可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得可知副線圈的電流逐漸減小，由可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；C．原線圈的輸入功率為由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯(cuò)誤；D．由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選A。7．D【詳解】A．設(shè)地球和火星的公轉(zhuǎn)周期分別為T1、T2，軌道半徑分別為r1、r2，由開普勒第三定律可得可求得地球與火星的軌道半徑之比，由太陽的引力提供向心力，則有得即地球與火星的線速度之比可以求得，但由于地球與火星的質(zhì)量關(guān)系未知，因此不能求得地球與火星的動能之比，A錯(cuò)誤；B．則有地球和火星的角速度分別為由題意知火星和地球每隔約26個(gè)月相距最近一次，又火星的軌道半徑大于地球的軌道半徑，則由以上可解得月則地球與火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期之比T1∶T2=7∶13但不能求出兩星球自轉(zhuǎn)周期之比，B錯(cuò)誤；C．由物體在地球和火星表面的重力等于各自對物體的引力，則有得由于地球和火星的質(zhì)量關(guān)系以及半徑關(guān)系均未知，則兩星球表面重力加速度的關(guān)系不可求，C錯(cuò)誤；D．地球與火星繞太陽運(yùn)動的向心加速度由太陽對地球和火星的引力產(chǎn)生，所以向心加速度大小則有得由于兩星球的軌道半徑之比已知，則地球與火星繞太陽運(yùn)動的向心加速度之比可以求得，D正確。故選D。8．AD【詳解】A．電場是存在于電荷周圍的一種特殊媒介物質(zhì)，A正確；B．如果正電荷的速度方向與電場力的夾角大于90°，則電場力做負(fù)功，等于90°電場力不做功，小于90°電場力做正功，B錯(cuò)誤；C．電場線是為了形象地描繪電場而人為引入的一簇曲線，該曲線的疏密程度反映場強(qiáng)的大小，C錯(cuò)誤；D．靜電場的電場線在空間上與等勢面垂直，且沿電場線的方向電勢降低，即由高等勢面指向低等勢面，D正確。故選AD。9．BC【詳解】ABC．由左手定則可知，粒子a、粒子b均帶正電，電中性的微粒分裂的過程中，總的電荷量應(yīng)保持不變，則粒子c應(yīng)帶負(fù)電，A錯(cuò)誤，BC正確；D．粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，洛倫茲力提供向心力，即解得由于粒子a與粒子b的質(zhì)量、電荷量大小關(guān)系未知，則粒子a與粒子b的動量大小關(guān)系不確定，D錯(cuò)誤。故選BC。10．AC【分析】本題考查機(jī)械波的形成與傳播【詳解】A．由題意，x=0處的質(zhì)點(diǎn)在0~1s的時(shí)間內(nèi)通過的路程為4.5cm，則結(jié)合圖可知t=0時(shí)刻x=0處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動，則由質(zhì)點(diǎn)的振動和波的傳播方向關(guān)系可知，該波的傳播方向沿x軸的正方向，故A正確；BC．由題意可知，t=1s為，解得由圖可知?jiǎng)t故C正確，B錯(cuò)誤；D．由同側(cè)法可知t=1s時(shí)，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動，故D錯(cuò)誤。故選AC。11．BC【分析】本題考查庫侖定律、受力分析以及共點(diǎn)力的平衡?！驹斀狻緼B．由題圖可知，對小球M受力分析如圖（a）所示，對小球N受力分析如圖（b）所示，由受力分析圖可知小球M帶負(fù)電，小球N帶正電，故B正確，A錯(cuò)誤；CD．由幾何關(guān)系可知，兩小球之間的距離為當(dāng)兩小球的電荷量為q時(shí)，由力的平衡條件得兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍后，由力的平衡條件得整理解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。12．

15.75

4.30

9.85

AB【分析】本題考查重力加速度的測量，意在考查考生對實(shí)驗(yàn)原理的理解以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力?！驹斀狻浚?）[1]由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為（2）[2][3]由題意可知，小球下落H=0.9423m時(shí)的速度由運(yùn)動學(xué)公式得（3）[4]A．小球下落一定高度時(shí)的瞬時(shí)速度近似為曝光時(shí)間內(nèi)的平均速度，曝光時(shí)間越短，曝光時(shí)間內(nèi)的平均速度越接近瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)誤差越小，故A正確；B．讓小球在真空管中自由下落，可減小空氣阻力的影響，可減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確；C．質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球代替實(shí)心鋼球時(shí)，鋁球體積更大，阻力對鋁球的影響較大，實(shí)驗(yàn)誤差較大，故C錯(cuò)誤。13．

2.0

4.0

無【分析】本題考查測定電源電動勢以及電阻測量的實(shí)驗(yàn)，意在考查考生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。第（1）問通過閉合電路歐姆定律寫出關(guān)系式，變形即可得到的表達(dá)式；第（2）問結(jié)合題中的信息以及閉合電路歐姆定律整理出Y的表達(dá)式；第（3）問利用數(shù)形結(jié)合法解讀出圖像的斜率以及截距的物理意義，求出電源的電動勢和定值電阻的阻值；第（4）問把電流表的內(nèi)阻考慮進(jìn)內(nèi)之后列出關(guān)系式直接分析出電流表的內(nèi)阻對Y測量值的影響即可?！驹斀狻浚?）[1]由閉合電路歐姆定律得整理得（2）[2]A、B間接入n個(gè)待測電阻后，由閉合電路歐姆定律得又由以上整理得（3）[3][4]由變形得結(jié)合圖（b）得又解得（4）[5]如果考慮電流表的內(nèi)阻，則有整理得顯然電流表的內(nèi)阻對Y的測量值沒有影響。14．(1)；(2)【詳解】(1)圖(a)狀態(tài)下，對氣缸受力分析，如圖1所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為當(dāng)氣缸按圖(b)方式懸掛時(shí)，對氣缸受力分析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為對封閉氣體由玻意耳定律得解得(2)當(dāng)氣缸按圖(c)的方式水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為由理想氣體狀態(tài)方程得解得15．（1）2R；（2）；（3）【詳解】解：（1）