高中物理（人教版）2021年江蘇高考

江蘇省2021年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

一、單項(xiàng)選擇題：共10題，每題4分，共40分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意

1.用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的9N產(chǎn)生4c和另一種粒子

X,則乂是（）批注IfjlJ：A

A.質(zhì)子B.a粒子C.。粒子D.正電子2021年江蘇高考1

【詳解】該核反應(yīng)方程為4N+'n-jC+'H,可知X是質(zhì)子。

故選A。

2.有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí)，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若

將該細(xì)胞膜視為IxlO^F的電容器，在2ms內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從-70mV變?yōu)?（）mV,

則該過(guò)程中跨膜電流的平均值的（）批注M2］：D

A.1.5xl0-7AB.2xl0-7AC.3.5xl07AD.5xl0-7A2021年江蘇高考2

【詳解】根據(jù)。=CU可知：^Q=C^U=10sx（30+70）xl0-3C=IO9C

則該過(guò)程中跨膜電流的平均值為

10~9

A=5X10-7A

2x103

故選D。

3.我國(guó)航天人發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”精神砥礪前行，從“東方紅一號(hào)”到“北斗”不斷創(chuàng)造奇

跡?！氨倍贰钡?9顆衛(wèi)星的發(fā)射邁出組網(wǎng)的關(guān)鍵一步。該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期

與地球自轉(zhuǎn)周期相同，軌道平面與地球赤道平面成一定夾角。該衛(wèi)星（）批注［fj3］：B

A.運(yùn)動(dòng)速度大于第一宇宙速度2021年江蘇高考3

B.運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度

C.軌道半徑大于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星

D.軌道半徑小于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星

【詳解】AB.第一宇宙速度是指繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的速度，是環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的

所有衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，該衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑遠(yuǎn)大于地球的半徑，可知運(yùn)行線速度小于第一

宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確：

CD.根據(jù)

Mm4M

G—=m^

可知

2

T\G4M.T

因?yàn)樵撔l(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，等于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星的周期，可

知該衛(wèi)星的軌道半徑等于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星的軌道半徑，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。

故選B。

4.如圖所示，半徑為R的圓盤(pán)邊緣有一釘子B,在水平光

三

線下，圓盤(pán)的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P

光

P,以0為原點(diǎn)在豎直方向上建立X坐標(biāo)系。時(shí)從圖示三

位置沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，角速度為①，則P做簡(jiǎn)諧線O

一

運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為（）批注［fj4］:B

A.x=/?sin（tt;Z-）B.x=Rsin（（ot+，）2021年江蘇高考4

itit

C.x=2/?sin（＜y/-y）D.x=2Rs\n（cot+T）

【詳解】由圖可知，影子P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為R,以向上為正方向，設(shè)尸的振動(dòng)方程為

x=Asin3r+e）

由圖可知，當(dāng)f=0時(shí)，P的位移為凡所用時(shí)間為

71

t=—

CD

代入振動(dòng)方程解得

71

則P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

x=Rs\n（（ot+）

故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

5.在光滑桌面上將長(zhǎng)為兀L的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點(diǎn)的距離為2L,

導(dǎo)線通有電流/,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)中，導(dǎo)線中的張力為（）批注（05]:A

A.BILB.2BILC.冗BILD.2nBIL2021年江蘇高考5

【詳解】從上向下看導(dǎo)線的圖形如圖所示

導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為2L,則所受的安培力大小

F=2BIL

設(shè)繩子的張力為7,由幾何關(guān)系可知：T=7

解得

T=BIL

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

6.鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時(shí)，肥皂腴上的彩色條紋上疏下密，由此推測(cè)肥皂膜前

后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）批注[fj6]:C

2021年江蘇高考6

ABCD

【詳解】薄膜干涉為前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時(shí)，出現(xiàn)彩

色條紋，由于重力作用，肥電膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距

上密下疏，由于表面張力的作用，使得肥層膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

7.某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格

紙上，將激光束垂直于AC面射入，可以看到光

束從圓弧面ABC出射，沿AC方向緩慢平移該

磚，在如圖所示位置時(shí)，出射光束恰好消失，該

材料的折射率為（）批注[fJ7J:A

A.1.2B.1.4C,1.62021年江蘇高考7

D.1.8

【詳解】畫(huà)出激光束從玻璃磚射出時(shí)恰好發(fā)生

全反射的入射角如圖所示

由幾何關(guān)系知：sin/?=亮

聯(lián)立解得：〃=1.2

故A正確，BCD錯(cuò)誤.

故選A。

8.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其

截止頻率MV1*保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大

值母m隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）批注［fj8J:C

2021年江蘇高考8

【詳解】光電管所加電壓為正向電壓，則根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達(dá)4極時(shí)

動(dòng)能的最大值

可知見(jiàn)-U圖像的斜率相同，均為6；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，|A|V1<

丫2,則圖像C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選Co

9.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落

入籃筐，落入籃筐時(shí)的速度方向相同，下列判斷正確的是批注（fj9J:D

（）2021年江蘇高考9

A.A比B先落入籃筐

B.A、B運(yùn)動(dòng)的最大高度相同

C.A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度小

D.A、B上升到某?相同高度時(shí)的速度方向相同

【詳解】AB.若研究?jī)蓚€(gè)過(guò)程的逆過(guò)程，可看做是從籃筐沿同方向斜向上的斜拋運(yùn)動(dòng)，落

到同一高度上的AB兩點(diǎn)，則A上升的高度較大，高度決定時(shí)間，可知A運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，

即B先落入籃筐中，AB錯(cuò)誤；

C.因?yàn)閮汕驋伾浣窍嗤珹的射程較遠(yuǎn)，則A球的水平速度較大，即在最高點(diǎn)的速度比B

在最高點(diǎn)的速度大，C錯(cuò)誤；

D.由斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)A、B上升到與籃筐相同高度時(shí)的速度方向相同，D正確。

故選D.

10.一球面均勻帶有正電荷，球內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，如圖所示，

O為球心，A、B為直徑上的兩點(diǎn)，OA=OB,現(xiàn)垂直于AB將球面

均分為左右兩部分，C為截面上的一點(diǎn)，移去左半球面，右半球面

所帶電荷仍均勻分布，則()批注［fjlO］:A

A.0、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等2021年江蘇高考10

B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)

C.沿直線從A到B電勢(shì)先升高后降低

D.沿直線從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大

【詳解】A.由于球殼內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，補(bǔ)全以后可知在右側(cè)球殼任取一點(diǎn)，該點(diǎn)和C連線

后過(guò)左半邊球殼一點(diǎn)，兩點(diǎn)對(duì)C的庫(kù)侖力為零，即等大反向共線，將左側(cè)沿豎直對(duì)稱到右側(cè)

球面，則可以知道這兩個(gè)點(diǎn)在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)水平向左，根據(jù)疊加原理可知C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)向左，

同理OC上都是水平向左，因此OC是等勢(shì)線，故A正確；

BD.將題中半球殼補(bǔ)成一個(gè)完整的球殼，且?guī)щ娋鶆?，設(shè)左、右半球在4點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)

度大小分別為田和瓦：由題知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，則知E尸員，根據(jù)

對(duì)稱性，左右半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為民和且川=公

在圖示電場(chǎng)中，A的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為及，方向向左，B的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為后，方向向左，所

以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，沿直線從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度不可能逐漸增大，故

BD錯(cuò)誤；

C.根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，在AB連線上電場(chǎng)線方向向左，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降

低，則沿直線從A到B電勢(shì)升高，故C錯(cuò)誤；

故選Ao

二、非選擇題：共5題，共60分。其中第12題~第15題解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方

程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫(xiě)出

數(shù)值和單位。

11.(15分)小明利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量定理。將遮光條安裝在滑塊上，用天

平測(cè)出遮光條和滑塊的總質(zhì)量200.0g,槽碼和掛鉤的總質(zhì)量m=50.0g。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑

塊系在繞過(guò)定滑輪懸掛有槽碼的細(xì)線上?；瑝K由靜止釋放，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下遮光條通過(guò)光

批注［印中(1)10.20

電門(mén)1和2的遮光時(shí)間Ari和以及這兩次開(kāi)始遮光的時(shí)間間隔X，用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮(2)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平

(3)

(I)游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度如圖2所示，其寬度d=mm；

(2)打開(kāi)氣泵，帶氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至看到導(dǎo)軌上的滑塊能在短時(shí)間內(nèi)保持靜

止，其目的是：(4)1.92?1.97

(3)多次改變光電門(mén)2的位置進(jìn)行測(cè)量，得到△，和的數(shù)據(jù)如下表請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在(5)BD

2021年江蘇高考11

A//s0.7210.7900.8540.9130.968

Af/(m,s-,)1.381.521.641.751.86

（4）查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,根據(jù)動(dòng)量定理，圖線斜率的理論值為

____________m/s2；

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圖線斜率的實(shí)驗(yàn)值總小于理論值，產(chǎn)生這一誤差的兩個(gè)可能原因時(shí)

A.選用的槽碼質(zhì)量偏小

B.細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌不完全平行

C.每次釋放滑塊的位置不同

D.實(shí)驗(yàn)中加的測(cè)量值偏大

【詳解】（1）濟(jì)代I-1的度般為10mm+4x0.05mni=10,20mm:

（2）滑塊保持穩(wěn)定，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌水平：

（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)并用直線連接

（4）取直線與表格交點(diǎn)的最大距離可知圖象的斜率為

1.9-1.34

k=m/s2=1.93m/s2

0.99-0.70

（5）[5]根據(jù)動(dòng)量定理產(chǎn)△'="△口變形得

Av__F

△tM

A.槽碼質(zhì)最偏小，而實(shí)際的槽碼質(zhì)量偏大，則合外力廠偏大，所以圖線斜率的實(shí)驗(yàn)值偏大，

A錯(cuò)誤；

B.細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌不平行，滑塊實(shí)際所受合外力為F的水平分力，所以圖線斜率的實(shí)驗(yàn)值

偏小，B正確：

C.滑塊釋放的位置與斜率相關(guān)的參量無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤：

Av

D.4偏大，則偏小，圖線斜率偏小，D正確。

故選BD..

12.（8分）貫徹新發(fā)展理念，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，

2020年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4（X）0億千瓦時(shí)。某種風(fēng)力

發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)的線圈固定，磁體在葉

片驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知磁體間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.20T,線圈的匝數(shù)為100、

面積為0.5nf,電阻為0.6C,若磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

90rad/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為50A。求：批注國(guó)12]:(1)F=6.4x|()2v

（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E；(2)P=3.1xlQ4W

（2）線圈的輸出功率產(chǎn)。2021年江蘇高考12

【詳解】（1）電動(dòng)勢(shì)的最大值

Em=NBSco

有效值

石=與

夜

解得

「NBSco

E=yr

帶入數(shù)據(jù)得

E=6.4X102V

(2)輸出電壓

U=E-Ir

輸出功率

P=IU

解得

P=I(E-Ir)

代入數(shù)據(jù)得

P=3.1xlO4W

13.（8分）如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在

氣缸中，活塞的面積為S,與氣缸底部相距L,氣缸和活

塞絕熱性能良好，氣體的壓強(qiáng)、溫度與外界大氣相同，分

別為m和fo?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時(shí)間后斷開(kāi)，

活塞緩慢向右移動(dòng)距離L后停止，活塞與氣缸間的滑動(dòng)

摩擦為/，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，整個(gè)過(guò)程中氣

體吸收的熱量為Q,求該過(guò)程中批注(I)^U=Q-(p)S+J)L

（1）內(nèi)能的增加量AU；23S+/)

(2)T=7b

（2）最終溫度兀poS

2021年江蘇高考13

【詳解】（1）活塞移動(dòng)時(shí)受力平衡

plS=pQS+f

氣體對(duì)外界做功

W=PlSL

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=Q-W

解得

(2)活塞發(fā)生移動(dòng)前，等容過(guò)程

PO_.PL

%一A

活塞向右移動(dòng)了，等壓過(guò)程

匕.匕

力T

匕=2匕

解得

2（/%s+y）

poS

14.(13分)如圖所示的離心裝置中，光滑水平

輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的O點(diǎn)，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈

簧套在輕桿上，長(zhǎng)為"的細(xì)線和彈簧兩端分別固

定于0和A,質(zhì)量為陽(yáng)的小球B固定在細(xì)線的中

點(diǎn)，裝置靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為37。，

現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線與豎直方

向的夾角增大到53。時(shí)，A、B間細(xì)線的拉力恰好

減小到零，彈簧彈力與靜止時(shí)大小相等、方向相

反，重力加速度為g,?Csin37°=0.6,cos37°=0.8,

求：批注國(guó)14]:（1）嚶

(1)裝置靜止時(shí)，彈簧彈力的大小產(chǎn)；

9

(2)環(huán)A的質(zhì)量M；⑵64m

(3)上述過(guò)程中裝置對(duì)A、B所做的總功W。

z、31

【詳解】(1)設(shè)AB、0B的張力分別為&、/2，A受力平衡⑶3QmgL

/"sin37。2021年江蘇高考14

8受力平衡

F}cos37°+F2COS370=mg

耳sin37。=6sin37。

解得

F-匈

F~8

（2）設(shè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為M對(duì)A

Q

F=Ma^-L

5

對(duì)B

4

mgtan53°=mar?—L

解得

9

"二64

h=—L

（3）B上升的高度5,A、B的動(dòng)能分別為

￡kAM￡

4H）;

根據(jù)能量守恒定律可知

卬=聞-0）+（/-。）+”助

解得：W=mgL

15.（16分）如圖1所示，回旋加速器的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域以0點(diǎn)為圓心，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為8,加速電壓的大小為U、質(zhì)量為機(jī)、電荷量為g的粒子從0附近飄入加速電場(chǎng)，多次

加速后粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)繞0做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間可以忽略。為將

粒子引出磁場(chǎng)，在P位置安裝一個(gè)“靜電偏轉(zhuǎn)器”，如圖2所示，偏轉(zhuǎn)器的兩極板M和N厚

度均勻，構(gòu)成的圓弧形狹縫圓心為Q、圓心角為當(dāng)M、N間加有電壓時(shí)，狹縫中產(chǎn)生電

場(chǎng)強(qiáng)度大小為￡的電場(chǎng)，使粒子恰能通過(guò)狹縫，粒子在再次被加速前射出磁場(chǎng)，不計(jì)M、N

間的距離。求：

批注田15]:(I)

（1）粒子加速到P點(diǎn)所需要的時(shí)間f;

（2）極板N的最大厚度dm；

(2)2

（3）磁場(chǎng)區(qū)域的最大半徑品”

2mERa