试题评析
2021高考江苏卷按照新教材命题，考查高中物理各版块内容的基础知识和典型物理问题，侧重对基础的考查，整体难度不大。试题放眼生活，生产，科技，注重用所学知识处理实际问题。例如第1题，以中子活化技术为背景，考查核反应；第6题肥皂膜，第9题篮球投篮，与学生生活和实际贴近；第11题，验证动量定理，创新实验；第12题以风力发电切入，可持续发展理念；第15题以回旋加速器切入，贴近实际应用。本卷试题重视基础，大多数为基础题和中档题，但综合性和开放性也较强，提醒考生注重教材知识的同时，也要重点提升模型建构能力和创新能力，需要考生灵活运用所学知识和物理思想方法，抓住主要因素合理构建物理模型。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意
1．用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的
产生
和另一种粒子X，则X是（ ）
【参考答案】A
【命题意图】本题考查核反应及其相关知识点。
【解题思路】中子轰击
N，产生
C，其核反应方程是N+n→C +X，根据核反应满足质量数守恒和电荷数守恒，可知X是质子，选项A正确。
2．有研究发现，某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
的电容器，在
内细胞膜两侧的电势差从
变为
，则该过程中跨膜电流的平均值为（ ）
【参考答案】D
【命题意图】本题考查电容、电流定义及其相关知识点。
【解题思路】电势差从-70mV变为30mV，即△U=100mV，由电容定义C=Q/U可知，C=△Q/△U，△Q=C△U=1×10-8×0.1C=1×10-9C，电流I=△Q/t=5×10-7A，选项D正确。
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
【参考答案】B
【命题意图】本题考查卫星、宇宙速度及其相关知识点。
【解题思路】根据第一宇宙速度的意义可知，任何围绕地球且距离地球表面一定高度轨道上运动的卫星，其运动速度都小于第一宇宙速度，选项B正确A错误；凡是运动周期与地球自转周期相同的卫星，其轨道半径等于静止在赤道上空的同步卫星，选项CD错误。
4．如图所示，半径为R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B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系．
时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为
，则P做简谐运动的表达式为（ ）
【参考答案】B
【命题意图】本题考查简谐运动及其相关知识点。
【解题思路】钉子在墙壁上投影点P的x值为Rsin（ωt+π/2），即x= Rsin（ωt+π/2），选项B正确。
5．在光滑桌面上将长为
的软导线两端固定，固定点的距离为
，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（ ）
【参考答案】A
【命题意图】本题考查安培力及其相关知识点。
【解题思路】导线处于竖直向下的匀强磁场中，由左手定则可判断出在水平方向受到安培力作用。由于两端固定，所以导线将成为直径为2L的圆弧形，整个导线受到的安培力F=BI2L，由平衡条件可知，一端钉子对导线的作用力为F/2=BIL，即导线中张力为BIL，选项A正确。
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（ ）
【参考答案】C
【命题意图】本题考查薄膜干涉及其相关知识点。
【解题思路】根据题述肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，可知肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是C。
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
出射，沿方向缓慢平移该砖，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．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8
【参考答案】A
【命题意图】本题考查全反射及其相关知识点。
【解题思路】沿AC方向缓慢平移该转，在如图所示位置，出射光恰好消失，说明在圆弧面刚好发生了全反射，此时入射角的正弦值sinC=5/6，根据全反射临界角公式sinC=1/n可知该材料的折射率n=1.2，选项A正确。
8．如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率
，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值
随电压U变化关系的图像是（ ）
【参考答案】C
【命题意图】本题考查光电效应及其相关知识点。
【解题思路】根据动能定理，eU= Ekm- Ek，根据爱因斯坦光电效应方程，Ek=hv-W0，W0=hv0，可得Ekm=eU+hv- hv0。由于截止频率v1＜v2，所以图像正确的是C。
9．如图所示，A、B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．A比B先落入篮筐
B．A、B运动的最大高度相同
C．A在最高点的速度比B在最高点的速度小
D．A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
【参考答案】D
【命题意图】本题考查抛体运动及其相关知识点。
【解题思路】根据题述，落入篮筐时的速度方向相同，将落入篮筐时的速度分解，运用斜抛运动规律，可知B比A先落入篮筐，选项A错误；A运动的最大高度大于B，A在最高点的速度比B在最高点的速度大，选项BC错误；根据斜抛运动的轨迹关于最高点对称，可知AB上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同，选项D正确。
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，O为球心，A、B为直径上的两点，
，现垂直于
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．A点的电场强度大于B点
C．沿直线从A到B电势先升高后降低 D．沿直线从A到B电场强度逐渐增大
【参考答案】A
【命题意图】本题考查静电场及其相关知识点。
【解题思路】根据题述，均匀带电的球面内电场强度处处为零，其内部为等电势，移去左半球面，则O、C两点电势仍相等，选项A正确；整个带电球面在A或B产生的电场强度为零，可以设想为左、右两个半球面在A或B产生的电场强度大小相等，方向相反，由电场叠加原理可知，A点的电场强度大小等于B点的电场强度，选项B错误；根据AB两点的电场强度方向相反，可知沿直线从A到B电势一直升高，电场强度先减小后增大，选项CD错误。
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
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
，槽码和挂钩的总质量
．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
和
，以及这两次开始遮光的时间间隔
，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交化量
．
（1）游标卡尺测量遮光条宽度如题11-2图所示，其宽度
______
；
（2）打开气泵，带气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是__________________；
（3）多次改变光电门2的位置进行测量，得到和的数据如下表请根据表中数据，在方格纸上作出
图线．
|
0.721 |
0.790 |
0.854 |
0.913 |
0.968 |
|
|
1.38 |
1.52 |
1.64 |
1.75 |
1.86 |
（4）查得当地的重力加速度
，根据动量定理，图线斜率的理论值为_________
；
（5）实验结果发现，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时_______．
A．选用的槽码质量偏小 B．细线与气垫导轨不完全平行
11.【参考答案】（1）10.20
（2）将气垫导轨调至水平
（3）如图。
（4）1.96
（5）BD
【命题意图】本题考查验证动量定理实验及其相关知识点。
【解题思路】（1）根据游标卡尺读数规则，遮光条的宽度为10mm+4×0.05mm=10.20mm。
（2）调节气垫导轨，直至看到滑块能保持静止，其目的是将气垫导轨调至水平。
（3）将表中各组数据，利用描点法，先描出各个点，然后过尽可能多的点作出直线。
（4）由动量定理，mg△t=（M+m）△v，变化为△v=
△t，△v—△t图像斜率的理论值为k==1.96m/s2.
(5)由此可知，选用的槽码质量m偏大，可使斜率实验值偏大，选项A错误；细线与气垫导轨不完全平行，则作用力小于mg，导致斜率实验值小于真实值，选项B正确；每次释放滑块的位置不同，不影响实验测量，选项C错误；实验中△t测量值偏大，将导致图线斜率减小，实验值小于理论值，选项D正确。
12．（8分）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达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，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为
，线圈的匝数为100、面积为
，电阻为
，若磁体转动的角速度为
，线圈中产生的感应电流为
．求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P．
【命题意图】本题考查交变电流、电功率及其相关知识点。
【解题思路】
（1）线圈中产生的感应电动势最大值Em=NBSω=100×0.20×0.5×90V=900V
线圈中感应电动势的有效值E=Em/
=450V=6.4×102V。
（2）线圈输出电压U=E-Ir=450V-50×0.6V=600V，
线圈输出电功率P=UI=600×50W=3.1×104W
评分建议：本题共8分，每问4分
13．（8分）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为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
和
．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L后停止，活塞与气缸间的滑动摩擦为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，求该过程中
（2）最终温度T．
【命题意图】本题考查热力学第一定律、理想气体状态方程及其相关知识点。
【解析】（1）对活塞，由平衡条件，pS=p0S+f，解得p=p0+f/S，
气体对外做功W=pSL，
由热力学第一定律，△U=Q-W=Q- pSL。
评分建议：本题共8分，每问4分
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O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为
的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为
，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
时，A、B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
，
，求：
（1）装置静止时，弹簧弹力的大小F；
（2）环A的质量M；
（3）上述过程中装置对A、B所做的总功W．
【命题意图】本题考查平衡条件、牛顿运动定律、圆周运动、功能关系及其相关知识点。
【名师解析】
（1）对小球B受力分析，由平衡条件可得2FTcos37°=mg，解得FT=
mg
对小圆环A受力分析，在水平方向由平衡条件可得FTsin37°=F，解得F=
mg
（2）当细线与竖直方向的夹角增大到53°时，A、B间细线的拉力恰好减小到零，对小球B，设此时细线OB中拉力为FT’，由牛顿第二定律，FT’cos53°=mg，FT’sin53°=mω2L sin53°，
此时OA之间距离x=2Lcos37°=1.6L
对A，由牛顿第二定律，F=M ω2x，
（3）上述过程中，A增加的动能为EkA=
MvA2=M（ω2x2）=
B增加的机械能EB=m（ω2L2sin253°）+mgL（cos37°-cos53°）=
由功能关系可得，装置对AB所做的总功为W= EkA+ EB=+=
mgL
评分建议：本题共13分，其中第（1）（2）问各4分：第（3）问5分
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О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m、电荷量为q的粒子从O附近飘入加速电场，多次加速后粒子经过P点绕O做圆周运动，半径为R，粒子在电场中的加速时间可以忽略．为将粒子引出磁场，在P位置安装一个“静电偏转器”，如题15-2图所示，片砖砌的两极板M和N厚度均匀，构成的圆弧形狭缝圆心为Q、圆心角为
，当M、N间加有电压时，狭缝中产生电场强度大小为E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M、N间的距离．求：
（1）粒子加速到P点所需要的时间t；
15．【命题意图】本题考查回旋加速器、动能定理、牛顿运动定律及其相关知识点。
【名师解析】
设粒子离开偏转器的点为S，圆周运动的圆心为
．由题意知，在
上，且粒子飞离磁场的点与O、在一条直线上
评分建议：本题共16分，其中第（1）问4分；第（2）（3）问各6分
江苏省2021年普通高中学业水平选择性考试
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分
1．A 2．D 3．B 4．B 5．A 6．C 7．A 8．C 9．D 10．A
二、非选择题：共5题，共60分
11．（1）10.20 （2）将气垫导轨调至水平
（3）（见右图）
（4）1.96 （5）BD
评分建议：本题共15分，每问3分．
评分建议：本题共8分，每问4分
评分建议：本题共8分，每问4分
评分建议：本题共13分，其中第（1）（2）问各4分：第（3）问5分
设粒子离开偏转器的点为S，圆周运动的圆心为．由题意知，在上，且粒子飞离磁场的点与O、在一条直线上
评分建议：本题共16分，其中第（1）问4分；第（2）（3）问各6分
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