2021年高考物理試卷（江蘇）（解析卷）

第頁|共頁江蘇省2021年普通高中學業(yè)水平選擇性考試物理一、單項選擇題：共10題，每題4分，共40分，每題只有一個選項最符合題意1.用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的產(chǎn)生和另一種粒子X，則X是（）A.質(zhì)子 B.粒子 C.粒子 D.正電子【答案】A【解析】【詳解】該核反應(yīng)方程為可知X是質(zhì)子。故選A。2.有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細胞傳遞信號時，離子從細胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細胞膜視為的電容器，在內(nèi)細胞膜兩側(cè)的電勢差從變?yōu)?，則該過程中跨膜電流的平均值為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)Q=CU可知?Q=C?U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C則該過程中跨膜電流的平均值為故選D。3.我國航天人發(fā)揚“兩彈一星”精神砥礪前行，從“東方紅一號”到“北斗”不斷創(chuàng)造奇跡。“北斗”第49顆衛(wèi)星的發(fā)射邁出組網(wǎng)的關(guān)鍵一步。該衛(wèi)星繞地球做圓周運動，運動周期與地球自轉(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（）A運動速度大于第一宇宙速度B.運動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【答案】B【解析】【詳解】AB．第一宇宙速度是指繞地球表面做圓周運動的速度，是環(huán)繞地球做圓周運動的所有衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，該衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑遠大于地球的半徑，可知運行線速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤B正確；CD．根據(jù)可知因為該衛(wèi)星的運動周期與地球自轉(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CD錯誤。故選B。4.如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P，以O(shè)為原點在豎直方向上建立x坐標系。時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為，則P做簡諧運動的表達式為（）

A.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，影子P做簡諧運動的振幅為，以向上為正方向，設(shè)P的振動方程為由圖可知，當時，P的位移為，所用時間為代入振動方程解得則P做簡諧運動的表達式為故B正確，ACD錯誤。故選B。5.在光滑桌面上將長為的軟導線兩端固定，固定點的距離為，導線通有電流I，處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導線中的張力為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】從上向下看導線的圖形如圖所示

導線有效長度為2L，則所受的安培力大小設(shè)繩子的張力為，由幾何關(guān)系可知解得故A正確，BCD錯誤。故選A.6.鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】薄膜干涉為前后兩個面反射回來的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時，出現(xiàn)彩色條紋，由于重力作用，肥皂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，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯誤。故選C。7.某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于面射入，可以看到光束從圓弧面出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為（）A.1.2 B.1.4 C.1.6 D.1.8【答案】A【解析】【詳解】畫出激光束從玻璃磚射出時恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示全反射條件由幾何關(guān)系知聯(lián)立解得故A正確，BCD錯誤.故選A.8.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應(yīng)探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）

A

B.

C.

D.

【答案】C【解析】【詳解】光電管所加電壓為正向電壓，則根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達A極時動能的最大值可知圖像的斜率相同，均為e；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，因，則圖像C正確，ABD錯誤。故選C。9.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是（）

A.A比B先落入籃筐B(yǎng).A、B運動的最大高度相同C.A在最高點的速度比B在最高點的速度小D.A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同【答案】D【解析】【詳解】AB．若研究兩個過程的逆過程，可看做是從籃筐沿同方向斜向上的斜拋運動，落到同一高度上的AB兩點，則A上升的高度較大，高度決定時間，可知A運動時間較長，即B先落入籃筐中，AB錯誤；C．因為兩球拋射角相同，A的射程較遠，則A球的水平速度較大，即在最高點的速度比B在最高點的速度大，C錯誤；D．由斜拋運動的對稱性可知，當A、B上升到與籃筐相同高度時的速度方向相同，D正確。故選D。10.一球面均勻帶有正電荷，球內(nèi)的電場強度處處為零，如圖所示，O為球心，A、B為直徑上的兩點，，現(xiàn)垂直于將球面均分為左右兩部分，C為截面上的一點，移去左半球面，右半球面所帶電荷仍均勻分布，則（）A.O、C兩點電勢相等B.A點的電場強度大于B點C.沿直線從A到B電勢先升高后降低D.沿直線從A到B電場強度逐漸增大【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．由于球殼內(nèi)部的場強為零，補全以后可知在右側(cè)球殼任取一點，該點和C連線后過左半邊球殼一點，兩點對C的庫侖力為零，即等大反向共線，將左側(cè)沿豎直對稱到右側(cè)球面，則可以知道這兩個點在C點的合場強水平向左，根據(jù)疊加原理可知C點場強向左，同理OC上都是水平向左，因此OC是等勢線，故A正確；

BD．將題中半球殼補成一個完整的球殼，且?guī)щ娋鶆?，設(shè)左、右半球在A點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E1和E2；由題知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場強度處處為零，則知E1=E2根據(jù)對稱性，左右半球在B點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E2和E1，且E1=E2在圖示電場中，A的電場強度大小為E2，方向向左，B的電場強度大小為E1，方向向左，所以A點的電場強度與B點的電場強度相同，沿直線從A到B電場強度不可能逐漸增大，故BD錯誤；C．根據(jù)電場的疊加原理可知，在AB連線上電場線方向向左，沿著電場線方向電勢逐漸降低，則沿直線從A到B電勢升高，故C錯誤；

故選A。二、非選擇題：共5題，共60分。其中第12題~第15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.小明利用如圖1所示的實驗裝置驗證動量定理。將遮光條安裝在滑塊上，用天平測出遮光條和滑塊的總質(zhì)量，槽碼和掛鉤的總質(zhì)量。實驗時，將滑塊系在繞過定滑輪懸掛有槽碼的細線上?；瑝K由靜止釋放，數(shù)字計時器記錄下遮光條通過光電門1和2的遮光時間和，以及這兩次開始遮光的時間間隔，用游標卡尺測出遮光條寬度，計算出滑塊經(jīng)過兩光電門速度的變化量。（1）游標卡尺測量遮光條寬度如圖2所示，其寬度___________；（2）打開氣泵，帶氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導軌，直至看到導軌上的滑塊能在短時間內(nèi)保持靜止，其目的是___________；（3）多次改變光電門2的位置進行測量，得到和的數(shù)據(jù)如下表請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出圖線___________。

0.7210.79008540.9130.9681.381.521.641.751.86（4）查得當?shù)氐闹亓铀俣龋鶕?jù)動量定理，圖線斜率的理論值為___________；（5）實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圖線斜率的實驗值總小于理論值，產(chǎn)生這一誤差的兩個可能原因時___________。A．選用的槽碼質(zhì)量偏小B．細線與氣墊導軌不完全平行C．每次釋放滑塊的位置不同D．實驗中的測量值偏大【答案】①.10.20②.將氣墊導軌調(diào)至水平③.

④.1.96⑤.BD##DB【解析】【詳解】（1）[1]游標卡尺的讀數(shù)為；（2）[2]滑塊保持穩(wěn)定，說明氣墊導軌水平；（3）[3]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點并用直線連接

（4）[4]根據(jù)動量定理變形得則圖線斜率的理論值（5）[5]根據(jù)動量定理變形得A．槽碼質(zhì)量偏小，而實際的槽碼質(zhì)量偏大，則合外力偏大，所以圖線斜率的實驗值偏大，A錯誤；B．細線與氣墊導軌不平行，滑塊實際所受合外力為的水平分力，所以圖線斜率的實驗值偏小，B正確；C．滑塊釋放的位置與斜率相關(guān)的參量無關(guān)，C錯誤；D．偏大，則偏小，圖線斜率偏小，D正確。故選BD。12.貫徹新發(fā)展理念，我國風力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風力發(fā)電量高達4000億千瓦時。某種風力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)電機的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動，已知磁體間的磁場為勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為，線圈的匝數(shù)為100、面積為，電阻為，若磁體轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為。求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的有效值E；（2）線圈的輸出功率P?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）電動勢的最大值有效值解得帶入數(shù)據(jù)得（2）輸出電壓輸出功率解得代入數(shù)據(jù)得13.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、溫度與外界大氣相同，分別為和。現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與氣缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T。

【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）活塞移動時受力平衡氣體對外界做功根據(jù)熱力學第一定律解得（2）活塞發(fā)生移動前，等容過程活塞向右移動了L，等壓過程且解得14.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，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長為的細線和彈簧兩端分別固定于O和A，質(zhì)量為m的小球B固定在細線的中點，裝置靜止時，細線與豎直方向的夾角為，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動，當細線與豎直方向的夾角增大到時，A、B間細線的拉力恰好減小到零，彈簧彈力與靜止時大小相等、方向相反，重力加速度為g，取，，求：（1）裝置靜止時，彈簧彈力的大小F；（2）環(huán)A的質(zhì)量M；（3）上述過程中裝置對A、B所做的總功W。

【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)、的張力分別為、，A受力平衡B受力平衡解得（2）設(shè)裝置轉(zhuǎn)動的角速度為，對A對B解得（3）B上升的高度，A、B的動能分別為；根據(jù)能量守恒定律可知解得15.如圖1所示，回旋加速器的圓形勻強磁場區(qū)域以O(shè)點為圓心，磁感應(yīng)強度大小為B，加速電壓的大小為U、質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從O附近飄入加速電場，多次加速后粒子經(jīng)過P點繞O做圓周運動，半徑為R，粒子在電場中的加速時間可以忽略。為將粒子引出磁場，在P位置安裝一個“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M、N間加有電壓時，狹縫中產(chǎn)生電場強度大小為E的電場，使粒子恰能通過狹縫，粒子在再次被加速前射出磁場，不計M、N間的距離。求：（1）粒子加速到P點所需要的時間t；（2）極板N的最大厚度；（3）磁場區(qū)域的最大半徑。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子在P的速度大小為，則根據(jù)可知半徑表達式為根據(jù)動能定理粒子在靜電場中加速有粒子在磁場中運動的周期為粒子運動的總時間為解得（2）由粒子的運動半徑，結(jié)合動能表達式變形得則粒子加速到P前最后