2021年物理高考真題卷-江蘇（含答案解析）

2021年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

本試卷滿分100分,考試時(shí)間75分鐘。

一、單項(xiàng)選擇題:共10小題,每小題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)分析某種樣品的成分，中子轟擊樣品中的尹N產(chǎn)生肥C和另一種粒子X,則X是

A.質(zhì)子B.a粒子C.B粒子D.正電子

2.有研究發(fā)現(xiàn),某種神經(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

1X10*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)?0mV,則該過程中跨膜電流的平均值為

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

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。“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(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

A.運(yùn)動(dòng)速度大于第一宇宙速度

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

4.如圖所示,半徑為力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8在右側(cè)墻壁上形成影子

。和P,以。為原點(diǎn)在豎直方向上建立x坐標(biāo)系。t=0時(shí)從圖示位置沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，角速度為

則。做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

A.x=??sin(<t>t~~)B.x=)?sin(。

C.x=2Rcos(wD.x之7?sin(。力,)

5.在光滑水平桌面上將長(zhǎng)為頁L的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點(diǎn)的距離為2￡,導(dǎo)線通有電流I,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為6、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的張力為

K.BILB.2BILC.kBILD.2nBIL

6.鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置時(shí)，肥皂膜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

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ABC

出射,沿4C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

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

8.如圖所示,分別以1、2兩種材料為K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究,其截止頻率心（心,保持入射光不變,則光電

子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值尾隨電壓少變化關(guān)系的圖象是

ABCD

9.如圖所示,4、6兩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

A.1比5先落入籃筐

B.A.6運(yùn)動(dòng)的最大高度相同

C.｛在最高點(diǎn)的速度比8在最高點(diǎn)的速度小

D.46上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同

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,。為球心,4、8為直徑上的兩點(diǎn)，OA=OB,現(xiàn)

垂直于46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

A.O、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等

B./點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于8點(diǎn)

C.沿直線從A到6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

二、非選擇題:共5小題，共60分。

11.（15分）小明利用如題11-1圖所示的實(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,后200.0g,槽碼和掛鉤的總質(zhì)量獷50.0g?實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊系在繞過定滑輪懸掛有槽碼

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光電門1和2的遮光時(shí)間△力和△友,以及這兩

次開始遮光的時(shí)間間隔小t,用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條寬度,計(jì)算出滑塊經(jīng)過兩光電門速度的變化量A%

光世11滑塊遮光條

連數(shù)字計(jì)時(shí)器

4Hl加州出州卅山

題HT圖題11-2圖

(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度如題11-2圖所示，其寬度d=mm。

(2)打開氣泵,待氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,直至看到導(dǎo)軌上的滑塊能保持靜止,其目的

是。

(3)多次改變光電門2的位置進(jìn)行測(cè)量,得到At和A「的數(shù)據(jù)如下表：

At/s0.7210.7900.8540.9130.968

A?s1)1.381.521.641.751.86

請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出△r-At圖線。

0.700.750.800.850.900.951.0

22

(4)查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭R.80m/s,根據(jù)動(dòng)量定理，Ar-At圖線斜率的理論值為m/so

(5)實(shí)驗(yàn)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)可能原因是。

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At的測(cè)量值偏大

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)電量超過4000億千瓦時(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)，己知磁體間的磁場(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0.5m\電阻為0.6Q,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：

(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E;

(2)線圈的輸出功率幾

13.(8分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在氣缸中,活塞的橫截面積為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，分別為口和6(K)?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一

段時(shí)間后斷開,活塞緩慢向右移動(dòng)距離人后停止,活塞與氣缸間的滑動(dòng)摩擦力為f,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩

擦力,整個(gè)過程中氣體吸收的熱量為Q,求：

(1)該過程中內(nèi)能的增加量△優(yōu)

(2)最終溫度7。

L————

電熱絲

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。點(diǎn),小圓環(huán)力和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上,

長(zhǎng)為2/的細(xì)線和彈簧左端均固定于。點(diǎn)、右端均拴接小環(huán)4質(zhì)量為〃的小球8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),4、6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,取sin37°

0.6,cos37°=0.8，求:

(1)裝置靜止時(shí),彈簧彈力的大小尸；

⑵環(huán)月的質(zhì)量用

(3)上述過程中裝置對(duì)43所做的總功肌

15.(16分)如題15-1圖所示，回旋加速器的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域以。點(diǎn)為圓心,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,加速電

壓的大小為U.質(zhì)量為加、電荷量為q的粒子從〃附近飄入加速電場(chǎng)，多次加速后粒子經(jīng)過戶點(diǎn)繞。做半徑

為"的圓周運(yùn)動(dòng)，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)，在尸位置安裝一個(gè)“靜電偏轉(zhuǎn)

器”，如題15-2圖所示,偏轉(zhuǎn)器的兩極板."和從厚度均勻,構(gòu)成的圓弧形狹縫圓心為Q、圓心角為a,當(dāng)M、

”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)，使粒子恰能通過狹縫,粒子在再次被加速前射出磁場(chǎng),

不計(jì)欣M旬的距離。求：

題15-1圖題15-2圖

(1)粒子加速到。點(diǎn)所需要的時(shí)間t；

(2)極板4的最大厚度dn；

(3)磁場(chǎng)區(qū)域的最大半徑兄。

1.A必備知識(shí):核反應(yīng)方程。

解題思路：由核反應(yīng)中的電荷數(shù)守恒以及質(zhì)量數(shù)守恒寫出中子轟擊尹N產(chǎn)生$C的核反應(yīng)方程，即

14

4

Jn+iN-6C+1II,則生成的粒子X應(yīng)為質(zhì)子，A正確，BCD錯(cuò)誤。

2.D必備知識(shí)：電容定義式、電流定義式。

解題思路:細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從-70mV變?yōu)?0mV,則流過該細(xì)胞膜的電荷量為A%1X1O?X[3O-

(-70)]X10-3C-IXIO"1C,則電流的平均值為/年巨"A」X10；A,D正確，ABC錯(cuò)誤。

t2X10-3

3.B必備知識(shí):萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)。

解題思路:衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由翠二年:得票，

由于該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，所以該衛(wèi)星的軌道半徑等于同步衛(wèi)星的軌道半徑，CD錯(cuò)誤；

第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，因此該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度，A錯(cuò)誤，B正確。

4.B必備知識(shí)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

解題思路：由題圖可知60時(shí)尸點(diǎn)的位移為正的最大，即為花力弓時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)的最大，即為-七

則質(zhì)點(diǎn)尸的振幅為/=憶CD錯(cuò)誤。將上述兩時(shí)刻以及相對(duì)應(yīng)的位移代入A、B選項(xiàng)可知，A錯(cuò)誤，B正確。

5.A必備知識(shí):安培力、受力分析。

解題思路:軟導(dǎo)線在安培力與兩固定點(diǎn)拉力的作用下處于平衡狀態(tài)，張緊后的形狀為一半圓，如圖所示，

由于軟導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為2￡,故受到的安培力4則兩固定點(diǎn)對(duì)軟導(dǎo)線的拉力均為匿斗〃,

因此軟導(dǎo)線中張力7'=7=6〃，A正確，BCD錯(cuò)誤。

6.C必備知識(shí):薄膜干涉。

解題思路:前后表面的反射光在前表面發(fā)生干涉，所以在薄膜上出現(xiàn)條紋，由于各種色光的波長(zhǎng)不一樣，

所以在薄膜上出現(xiàn)彩色條紋。由于彩色條紋呈上疏下密分布，則從上到下，肥皂膜厚度增大得越來越快,

故C正確，ABD錯(cuò)誤。

7.A必備知識(shí):光的全反射。

解題思路:設(shè)臨界角為G,由題圖可知半圓形透明磚的半徑長(zhǎng)度為6個(gè)小格，入射點(diǎn)到圓心。的長(zhǎng)度為5

個(gè)小格，則有~~f=1.2,A正確，BCD錯(cuò)誤。

smC015

8.C必備知識(shí):光電效應(yīng)現(xiàn)象、愛因斯坦光電效應(yīng)方程。

解題思路：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能為笈=力丫-力卜被，因?yàn)榻刂诡l率心（心，則用

材料1完成實(shí)驗(yàn)時(shí)極板上產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能較大。結(jié)合題圖可知，光電子在兩極板間加速，則光電

子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值&w=eU+&,易知兩顯-〃圖線的斜率相同，且相同電壓時(shí)用材料1完成實(shí)驗(yàn)的

星較大，C正確，/劭錯(cuò)誤。

9.D必備知識(shí):斜拋運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解。

解題思路:設(shè)籃球落入籃筐時(shí)的速度為心與豎直方向的夾角為從拋出到落入籃筐，籃球的水平位移為

x,豎直位移為y,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為3則有x="Bin0,y=-vtcos'專算?，由于陽y.i=yn,故以即8

先落入籃筐，A錯(cuò)誤；由于籃球在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，又拋出點(diǎn)高度相同，故為>人"，B

錯(cuò)誤；經(jīng)以上分析可知，VA>VH,則在最高點(diǎn)的速度Etsin，）Kssin0,C錯(cuò)誤；由逆向思維可把兩球看成

由籃筐開始的斜拋運(yùn)動(dòng)，且拋出點(diǎn)的速度方向相同，當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)到與籃筐等高的位置時(shí)，由對(duì)稱性可知，

兩球的速度方向一定相同，D正確。

10.A必備知識(shí)：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加、電勢(shì)。

關(guān)鍵能力:模型建構(gòu)能力、推理論證能力。

解題思路: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/點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分

別為笈和名，由題知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，則知氐名，根據(jù)對(duì)稱性，左、右半球在6

點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為反和后，且笈名，故在圖示電場(chǎng)中，/的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為后，方向向左，B

的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為方向向左，所以4點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，BD錯(cuò)誤。由電場(chǎng)強(qiáng)度的疊

加可知，8點(diǎn)左側(cè)的電場(chǎng)方向均向左，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，則沿直線從/到8電勢(shì)一直升高，C

錯(cuò)誤。由排除法可知，A正確。

11.（1）10.20（3分）（2）將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平（3分）（3）如圖所示（3分）（4）1.96（3分）（5）BD（3分）

0.750.800.850.900.951.0

關(guān)鍵能力:實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力。

解題思路：（1）由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，遮光條的寬度為d=10mm+4X0.05mm=10.20mm。（2）滑塊能在

氣墊導(dǎo)軌上保持靜止，說明氣墊導(dǎo)軌已調(diào)至水平。（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，如答圖所示。（4）對(duì)整體

由動(dòng)量定理得mg△t=（M+而,Av,整理得A△3則圖線斜率的理論值A(chǔ)—=1.96m/s"

?M+m55o

（5）結(jié)合（4）的分析可知，得到的圖線斜率實(shí)驗(yàn)值偏小的原因可能是At偏大，也可能是細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌不

完全平行，BD正確；槽碼的質(zhì)量大小與每次釋放滑塊的位置對(duì)本實(shí)驗(yàn)無影響，AC錯(cuò)誤。

12.（1）45072V（2）30320W

必備知識(shí):交流電的產(chǎn)生、交流電四值的計(jì)算、電功率。

解題過程：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為J=NBS3a分）

又線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值/（1分）

代入數(shù)據(jù)得￡250企V（1分）

（2）線圈內(nèi)阻消耗的功率為￡=/廠5（）2乂0.6W=1500W（2分）

線圈的總功率為

P=E13500V2331820W（1分）

線圈的輸出功率為

PN-PHiO320W（1分）

13.（1）0-（RS+8L（2）2（Po5+/）T

PoSo

必備知識(shí):平衡條件、熱力學(xué)第一定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律。

解題過程:活塞移動(dòng)時(shí)受力平衡，則有

PiS=ptiS+f（l分）

氣體對(duì)外界做的功w=pM分）

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

△U=QTK1分）

解得△〃=0-（nS"）￡（l分）

（2）活塞發(fā)生移動(dòng)前，氣體發(fā)生等容變化，則有黑哼（1分）

10

活塞向右移動(dòng)上的過程中，氣體發(fā)生等壓變化，則有?岑（1分）

?17

且小2s￡（1分）

解得產(chǎn)吁）點(diǎn)］分）

PoS

14.（1）即里（2）2勿&）-mgL

86430

必備知識(shí):平衡條件、圓周運(yùn)動(dòng)、能量守恒定律。

解題過程：（1）裝置靜止時(shí)，設(shè)月6、防線上的張力分別為石、B,則對(duì)1由平衡條件得尸1sin37°（1分）

對(duì)6由平衡條件得

百cos37°+Fzcos37°=mg（l分）

內(nèi)sin37°/sin37。（1分）

聯(lián)立解得盧署（1分）

O

（2）設(shè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為53°,則

對(duì)/有?2Zcos37°（1分）

對(duì)6有磔tan53°"sin53°（1分）

聯(lián)立解得,巧成2分）

64

（3）由幾何關(guān)系可知，8上升的高度

h=Lcos37°-Asin37°（1分）

當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為53°時(shí)，A,6的動(dòng)能分別為

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）

聯(lián)立解得/夕嗡儂i（l分）

15?⑴喀

Z\,2mER?a

⑶O代D西證sin

2

必備知識(shí)：圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、幾何知識(shí)。

關(guān)鍵能力:推理論證能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。

審題過程:第（1）問求粒子在回旋加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，其關(guān)鍵就是弄清回旋加速器的工作原理，根據(jù)粒子

在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)求出到