2021年高考物理试卷（湖南）（解析卷）

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湖南省 2021 年普通高中学业水平选择性考试
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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，
用橡皮擦干净后，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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共 6小题，每小题 4分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项
是符合题目要求的。
1. 核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　）
A. 放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B. 原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C. 改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D. 过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则
放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故 A错误；
B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故 B错误；
C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状
态无关，故 C错误；
D．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故 D
正确；
故选 D。
2. 物体的运动状态可用位置
x
和动量
p
描述，称为相，对应
p x-
图像中的一个点。物体运动状态的变化可
用
p x-
图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿
x
轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，
则对应的相轨迹可能是（　　）
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A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】质点沿
x
轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有
22v ax=
而动量为
p mv=
联立可得
1
2
2 2p m ax m a x= = ×
动量
p
关于
x
为幂函数，且
0x>
，故正确的相轨迹图像为 D。
故选 D。
3. “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为
m
的动车组在平直的轨道上行
驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为
P
，若动车组所受的阻力与其速率成正比
（
，
k
为常量），动车组能达到的最大速度为
m
v
。下列说法正确的是（　　）
A. 动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B. 若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C. 若四节动力车厢输出的总功率为
2.25P
，则动车组匀速行驶的速度为
m
3
4v
D. 若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间
t
达到最大速度
m
v
，则这一过程中
该动车组克服阻力做的功为
2
m
1
2mv Pt-
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．对动车由牛顿第二定律有
=F F ma-阻
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若动车组在匀加速启动，即加速度
a
恒定，但
F kv=
阻
随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，
故A错误；
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为 4P，由牛顿第二定律有
4Pkv ma
v- =
故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故 B错误；
C．若四节动力车厢输出的总功率为
2.25P
，则动车组匀速行驶时加速度为零，有
2.25Pkv
v=
而以额定功率匀速时，有
m
m
4Pkv
v=
联立解得
m
3
4
v v=
故C正确；
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间
t
达到最大速度
m
v
，由动能定理可
知
2
m
1
4 = 0
2
F
Pt W mv- -
阻
可得动车组克服阻力做的功为
2
m
1
=4 2
F
W Pt mv-
阻
故D错误；
故选 C。
4. 如图，在
 
0a，
位置放置电荷量为
q
的正点电荷，在
 
0a，
位置放置电荷量为
q
的负点电荷，在距
 
P a a，
为
2a
的某点处放置正点电荷 Q，使得
P
点的电场强度为零。则 Q的位置及电荷量分别为（　　）
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