2021年物理高考真题卷-江苏（含答案解析）

2021年江苏省普通高中学业水平选择性考试

物理

本试卷满分100分,考试时间75分钟。

一、单项选择题:共10小题,每小题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1.用“中子活化”技术分析某种样品的成分，中子轰击样品中的尹N产生肥C和另一种粒子X,则X是

A.质子B.a粒子C.B粒子D.正电子

2.有研究发现,某种神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流,若将该细胞膜视为

1X10*F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则该过程中跨膜电流的平均值为

A.1.5X107AB.2X107AC.3.5X10?AD.5X107A

3.我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行,从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第

49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同,轨道平

面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星

A.运动速度大于第一宇宙速度

B.运动速度小于第一宇宙速度

C.轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星

D.轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星

4.如图所示,半径为力的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子8在右侧墙壁上形成影子

。和P,以。为原点在竖直方向上建立x坐标系。t=0时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为

则。做简谐运动的表达式为

A.x=??sin(<t>t~~)B.x=)?sin(。

C.x=2Rcos(wD.x之7?sin(。力,)

5.在光滑水平桌面上将长为页L的软导线两端固定，固定点的距离为2£,导线通有电流I,处于磁感应强度大

小为6、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为

K.BILB.2BILC.kBILD.2nBIL

6.铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形

状应当是

7.某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上,将激光束垂直于面射入，可以看到光束从圆弧面ABC

出射,沿4C方向缓慢平移该砖,在如图所示位置时，出射光束恰好消失,该材料的折射率为

A.1.2B.1.4C.1.6D.1.8

8.如图所示,分别以1、2两种材料为K极进行光电效应探究,其截止频率心（心,保持入射光不变,则光电

子到达A极时动能的最大值尾随电压少变化关系的图象是

ABCD

9.如图所示,4、6两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确

的是

A.1比5先落入篮筐

B.A.6运动的最大高度相同

C.｛在最高点的速度比8在最高点的速度小

D.46上升到某一相同高度时的速度方向相同

10.一球面均匀带有正电荷,球内的电场强度处处为零,如图所示,。为球心,4、8为直径上的两点，OA=OB,现

垂直于46将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点,移去左半球面,右半球面所带电荷仍均匀分布,则

A.O、C两点电势相等

B./点的电场强度大于8点

C.沿直线从A到6电势先升高后降低

D.沿直线从A到B电场强度逐渐增大

二、非选择题:共5小题，共60分。

11.（15分）小明利用如题11-1图所示的实验装置验证动量定理。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光

条和滑块的总质量,后200.0g,槽码和挂钩的总质量犷50.0g»实验时,将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码

的细线上。滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间△力和△友,以及这两

次开始遮光的时间间隔小t,用游标卡尺测出遮光条宽度,计算出滑块经过两光电门速度的变化量A%

光世11滑块遮光条

连数字计时器

4Hl加州出州卅山

题HT图题11-2图

(1)游标卡尺测量遮光条宽度如题11-2图所示，其宽度d=mm。

(2)打开气泵,待气流稳定后调节气垫导轨,直至看到导轨上的滑块能保持静止,其目的

是。

(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到At和A「的数据如下表：

At/s0.7210.7900.8540.9130.968

A•s1)1.381.521.641.751.86

请根据表中数据,在方格纸上作出△r-At图线。

0.700.750.800.850.900.951.0

22

(4)查得当地的重力加速度gR.80m/s,根据动量定理，Ar-At图线斜率的理论值为m/so

(5)实验发现,图线斜率的实验值总小于理论值,产生这一误差的两个可能原因是。

A.选用的槽码质量偏小

B.细线与气垫导轨不完全平行

C.每次释放滑块的位置不同

D.实验中At的测量值偏大

12.(8分)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛,2020年我国风力发电量超过4000亿千瓦时。某种风

力发电机的原理如图所示,发电机的线圈固定,磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，己知磁体间的磁场为

匀强磁场,磁感应强度的大小为0.20T,线圈的匝数为100、面积为0.5m\电阻为0.6Q,若磁体转动的

角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为50A。求：

(1)线圈中感应电动势的有效值E;

(2)线圈的输出功率几

13.(8分)如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸中,活塞的横截面积为S,与气缸底部相距L,气

缸和活塞绝热性能良好,气体的压强、温度与外界大气相同，分别为口和6(K)。现接通电热丝加热气体，一

段时间后断开,活塞缓慢向右移动距离人后停止,活塞与气缸间的滑动摩擦力为f,最大静摩擦力等于滑动摩

擦力,整个过程中气体吸收的热量为Q,求：

(1)该过程中内能的增加量△优

(2)最终温度7。

L————

电热丝

14.(13分)如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的。点,小圆环力和轻质弹簧套在轻杆上,

长为2/的细线和弹簧左端均固定于。点、右端均拴接小环4质量为〃的小球8固定在细线的中点,装置静

止时,细线与竖直方向的夹角为37。，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到53°

时,4、6间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反,重力加速度为g,取sin37°

0.6,cos37°=0.8，求:

(1)装置静止时,弹簧弹力的大小尸；

⑵环月的质量用

(3)上述过程中装置对43所做的总功肌

15.(16分)如题15-1图所示，回旋加速器的圆形匀强磁场区域以。点为圆心,磁感应强度大小为B,加速电

压的大小为U.质量为加、电荷量为q的粒子从〃附近飘入加速电场，多次加速后粒子经过户点绕。做半径

为"的圆周运动，粒子在电场中的加速时间可以忽略。为将粒子引出磁场，在尸位置安装一个“静电偏转

器”，如题15-2图所示,偏转器的两极板."和从厚度均匀,构成的圆弧形狭缝圆心为Q、圆心角为a,当M、

”间加有电压时,狭缝中产生电场强度大小为£的电场，使粒子恰能通过狭缝,粒子在再次被加速前射出磁场,

不计欣M旬的距离。求：

题15-1图题15-2图

(1)粒子加速到。点所需要的时间t；

(2)极板4的最大厚度dn；

(3)磁场区域的最大半径兄。

1.A必备知识:核反应方程。

解题思路：由核反应中的电荷数守恒以及质量数守恒写出中子轰击尹N产生$C的核反应方程，即

14

4

Jn+iN-6C+1II,则生成的粒子X应为质子，A正确，BCD错误。

2.D必备知识：电容定义式、电流定义式。

解题思路:细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则流过该细胞膜的电荷量为A%1X1O®X[3O-

(-70)]X10-3C-IXIO"1C,则电流的平均值为/年巨"A」X10；A,D正确，ABC错误。

t2X10-3

3.B必备知识:万有引力定律、圆周运动。

解题思路:卫星环绕地球做圆周运动时，万有引力提供其做圆周运动的向心力，由翠二年:得票，

由于该卫星的运动周期等于地球的自转周期，所以该卫星的轨道半径等于同步卫星的轨道半径，CD错误；

第一宇宙速度是最大的环绕速度，因此该卫星的运动速度小于第一宇宙速度，A错误，B正确。

4.B必备知识：简谐运动。

解题思路：由题图可知60时尸点的位移为正的最大，即为花力弓时质点P的位移为负的最大，即为-七

则质点尸的振幅为/=忆CD错误。将上述两时刻以及相对应的位移代入A、B选项可知，A错误，B正确。

5.A必备知识:安培力、受力分析。

解题思路:软导线在安培力与两固定点拉力的作用下处于平衡状态，张紧后的形状为一半圆，如图所示，

由于软导线在磁场中的有效长度为2£,故受到的安培力4则两固定点对软导线的拉力均为匿斗〃,

因此软导线中张力7'=7=6〃，A正确，BCD错误。

6.C必备知识:薄膜干涉。

解题思路:前后表面的反射光在前表面发生干涉，所以在薄膜上出现条纹，由于各种色光的波长不一样，

所以在薄膜上出现彩色条纹。由于彩色条纹呈上疏下密分布，则从上到下，肥皂膜厚度增大得越来越快,

故C正确，ABD错误。

7.A必备知识:光的全反射。

解题思路:设临界角为G,由题图可知半圆形透明砖的半径长度为6个小格，入射点到圆心。的长度为5

个小格，则有~~f=1.2,A正确，BCD错误。

smC015

8.C必备知识:光电效应现象、爱因斯坦光电效应方程。

解题思路：由爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为笈=力丫-力卜被，因为截止频率心（心，则用

材料1完成实验时极板上产生光电子的最大初动能较大。结合题图可知，光电子在两极板间加速，则光电

子到达A极时动能的最大值&w=eU+&,易知两显-〃图线的斜率相同，且相同电压时用材料1完成实验的

星较大，C正确，/劭错误。

9.D必备知识:斜抛运动、运动的合成与分解。

解题思路:设篮球落入篮筐时的速度为心与竖直方向的夹角为从抛出到落入篮筐，篮球的水平位移为

x,竖直位移为y,运动时间为3则有x="Bin0,y=-vtcos'专算?，由于阳y.i=yn,故以即8

先落入篮筐，A错误；由于篮球在竖直方向上做竖直上抛运动，又抛出点高度相同，故为>人"，B

错误；经以上分析可知，VA>VH,则在最高点的速度Etsin，）Kssin0,C错误；由逆向思维可把两球看成

由篮筐开始的斜抛运动，且抛出点的速度方向相同，当两球运动到与篮筐等高的位置时，由对称性可知，

两球的速度方向一定相同，D正确。

10.A必备知识：电场强度的叠加、电势。

关键能力:模型建构能力、推理论证能力。

解题思路:将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在/点产生的电场强度大小分

别为笈和名，由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知氐名，根据对称性，左、右半球在6

点产生的电场强度大小分别为反和后，且笈名，故在图示电场中，/的电场强度大小为后，方向向左，B

的电场强度大小为方向向左，所以4点的电场强度与8点的电场强度相同，BD错误。由电场强度的叠

加可知，8点左侧的电场方向均向左，沿电场线方向电势逐渐降低，则沿直线从/到8电势一直升高，C

错误。由排除法可知，A正确。

11.（1）10.20（3分）（2）将气垫导轨调至水平（3分）（3）如图所示（3分）（4）1.96（3分）（5）BD（3分）

0.750.800.850.900.951.0

关键能力:实验探究能力、实验数据处理能力。

解题思路：（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光条的宽度为d=10mm+4X0.05mm=10.20mm。（2）滑块能在

气垫导轨上保持静止，说明气垫导轨已调至水平。（3）根据表中的数据描点连线，如答图所示。（4）对整体

由动量定理得mg△t=（M+而,Av,整理得A△3则图线斜率的理论值A—=1.96m/s"

♦M+m55o

（5）结合（4）的分析可知，得到的图线斜率实验值偏小的原因可能是At偏大，也可能是细线与气垫导轨不

完全平行，BD正确；槽码的质量大小与每次释放滑块的位置对本实验无影响，AC错误。

12.（1）45072V（2）30320W

必备知识:交流电的产生、交流电四值的计算、电功率。

解题过程：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值为J=NBS3a分）

又线圈中产生的感应电动势按正弦规律变化，则线圈中产生的感应电动势的有效值/（1分）

代入数据得£250企V（1分）

（2）线圈内阻消耗的功率为£=/厂5（）2乂0.6W=1500W（2分）

线圈的总功率为

P=E13500V2331820W（1分）

线圈的输出功率为

PN-PHiO320W（1分）

13.（1）0-（RS+8L（2）2（Po5+/）T

PoSo

必备知识:平衡条件、热力学第一定律、气体实验定律。

解题过程:活塞移动时受力平衡，则有

PiS=ptiS+f（l分）

气体对外界做的功w=pM分）

根据热力学第一定律有

△U=QTK1分）

解得△〃=0-（nS"）£（l分）

（2）活塞发生移动前，气体发生等容变化，则有黑哼（1分）

10

活塞向右移动上的过程中，气体发生等压变化，则有?岑（1分）

•17

且小2s£（1分）

解得产吁）点］分）

PoS

14.（1）即里（2）2勿&）-mgL

86430

必备知识:平衡条件、圆周运动、能量守恒定律。

解题过程：（1）装置静止时，设月6、防线上的张力分别为石、B,则对1由平衡条件得尸1sin37°（1分）

对6由平衡条件得

百cos37°+Fzcos37°=mg（l分）

内sin37°/sin37。（1分）

联立解得卢署（1分）

O

（2）设装置转动的角速度为。时，细线与竖直方向的夹角为53°,则

对/有•2Zcos37°（1分）

对6有磔tan53°"sin53°（1分）

联立解得,巧成2分）

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（3）由几何关系可知，8上升的高度

h=Lcos37°-Asin37°（1分）

当细线与竖直方向的夹角为53°时，A,6的动能分别为

瓦中（3•2Zcos37°¥（1分）

笈《必(o£sin530)"(1分)

由能量守恒定律得

W=ILi+Ek8+mgh（1分）

联立解得/夕嗡侬i（l分）

15•⑴喀

Z\,2mER•a

⑶O代D西证sin

2

必备知识：圆周运动、动能定理、几何知识。

关键能力:推理论证能力和应用数学知识解决物理问题的能力。

审题过程:第（1）问求粒子在回旋加速器中的运动时间，其关键就是弄清回旋加速器的工作原理，根据粒子

在磁场中的运动求出到