2021年江蘇省普通高中學業水平選擇性考試

物理

本試卷滿分100分,考試時間75分鐘。

一、單項選擇題:共10小題,每小題4分，共40分。每題只有一個選項最符合題意。

1.用“中子活化”技術分析某種樣品的成分，中子轟擊樣品中的尹N產生肥C和另一種粒子X,則X是

A.質子B.a粒子C.B粒子D.正電子

2.有研究發現,某種神經細胞傳遞信號時,離子從細胞膜一側流到另一側形成跨膜電流,若將該細胞膜視為

1X10*F的電容器，在2ms內細胞膜兩側的電勢差從-70mV變為30mV,則該過程中跨膜電流的平均值為

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

3.我國航天人發揚“兩彈一星”精神砥礪前行,從“東方紅一號”到“北斗”不斷創造奇跡。“北斗”第

49顆衛星的發射邁出組網的關鍵一步。該衛星繞地球做圓周運動，運動周期與地球自轉周期相同,軌道平

面與地球赤道平面成一定夾角。該衛星

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星

D.軌道半徑小于“靜止”在赤道上空的同步衛星

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，圓盤的轉軸A和釘子8在右側墻壁上形成影子

。和P,以。為原點在豎直方向上建立x坐標系。t=0時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉動圓盤，角速度為

則。做簡諧運動的表達式為

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為頁L的軟導線兩端固定，固定點的距離為2￡,導線通有電流I,處于磁感應強度大

小為6、方向豎直向下的勻強磁場中，導線中的張力為

K.BILB.2BILC.kBILD.2nBIL

6.鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置時，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視形

狀應當是

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，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極進行光電效應探究,其截止頻率心（心,保持入射光不變,則光電

子到達A極時動能的最大值尾隨電壓少變化關系的圖象是

ABCD

9.如圖所示,4、6兩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.1比5先落入籃筐

B.A.6運動的最大高度相同

C.｛在最高點的速度比8在最高點的速度小

D.46上升到某一相同高度時的速度方向相同

10.一球面均勻帶有正電荷,球內的電場強度處處為零,如圖所示,。為球心,4、8為直徑上的兩點，OA=OB,現

垂直于46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./點的電場強度大于8點

C.沿直線從A到6電勢先升高后降低

D.沿直線從A到B電場強度逐漸增大

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

條和滑塊的總質量,后200.0g,槽碼和掛鉤的總質量獷50.0g?實驗時,將滑塊系在繞過定滑輪懸掛有槽碼

的細線上。滑塊由靜止釋放,數字計時器記錄下遮光條通過光電門1和2的遮光時間△力和△友,以及這兩

次開始遮光的時間間隔小t,用游標卡尺測出遮光條寬度,計算出滑塊經過兩光電門速度的變化量A%

光世11滑塊遮光條

連數字計時器

4Hl加州出州卅山

題HT圖題11-2圖

(1)游標卡尺測量遮光條寬度如題11-2圖所示，其寬度d=mm。

(2)打開氣泵,待氣流穩定后調節氣墊導軌,直至看到導軌上的滑塊能保持靜止,其目的

是。

(3)多次改變光電門2的位置進行測量,得到At和A「的數據如下表：

At/s0.7210.7900.8540.9130.968

A?s1)1.381.521.641.751.86

請根據表中數據,在方格紙上作出△r-At圖線。

0.700.750.800.850.900.951.0

22

(4)查得當地的重力加速度gR.80m/s,根據動量定理，Ar-At圖線斜率的理論值為m/so

(5)實驗發現,圖線斜率的實驗值總小于理論值,產生這一誤差的兩個可能原因是。

A.選用的槽碼質量偏小

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At的測量值偏大

12.(8分)貫徹新發展理念，我國風力發電發展迅猛,2020年我國風力發電量超過4000億千瓦時。某種風

力發電機的原理如圖所示,發電機的線圈固定,磁體在葉片驅動下繞線圈對稱軸轉動，己知磁體間的磁場為

勻強磁場,磁感應強度的大小為0.20T,線圈的匝數為100、面積為0.5m\電阻為0.6Q,若磁體轉動的

角速度為90rad/s,線圈中產生的感應電流為50A。求：

(1)線圈中感應電動勢的有效值E;

(2)線圈的輸出功率幾

13.(8分)如圖所示,一定質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、溫度與外界大氣相同，分別為口和6(K)。現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人后停止,活塞與氣缸間的滑動摩擦力為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：

(1)該過程中內能的增加量△優

(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軸的。點,小圓環力和輕質彈簧套在輕桿上,

長為2/的細線和彈簧左端均固定于。點、右端均拴接小環4質量為〃的小球8固定在細線的中點,裝置靜

止時,細線與豎直方向的夾角為37。，現將裝置由靜止緩慢加速轉動，當細線與豎直方向的夾角增大到53°

時,4、6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sin37°

0.6,cos37°=0.8，求:

(1)裝置靜止時,彈簧彈力的大小尸；

⑵環月的質量用

(3)上述過程中裝置對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磁場區域以。點為圓心,磁感應強度大小為B,加速電

壓的大小為U.質量為加、電荷量為q的粒子從〃附近飄入加速電場，多次加速后粒子經過戶點繞。做半徑

為"的圓周運動，粒子在電場中的加速時間可以忽略。為將粒子引出磁場，在尸位置安裝一個“靜電偏轉

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

”間加有電壓時,狹縫中產生電場強度大小為￡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,

不計欣M旬的距離。求：

題15-1圖題15-2圖

(1)粒子加速到。點所需要的時間t；

(2)極板4的最大厚度dn；

(3)磁場區域的最大半徑兄。

1.A必備知識:核反應方程。

解題思路：由核反應中的電荷數守恒以及質量數守恒寫出中子轟擊尹N產生$C的核反應方程，即

14

4

Jn+iN-6C+1II,則生成的粒子X應為質子，A正確，BCD錯誤。

2.D必備知識：電容定義式、電流定義式。

解題思路:細胞膜兩側的電勢差從-70mV變為30mV,則流過該細胞膜的電荷量為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錯誤。

t2X10-3

3.B必備知識:萬有引力定律、圓周運動。

解題思路:衛星環繞地球做圓周運動時，萬有引力提供其做圓周運動的向心力，由翠二年:得票，

由于該衛星的運動周期等于地球的自轉周期，所以該衛星的軌道半徑等于同步衛星的軌道半徑，CD錯誤；

第一宇宙速度是最大的環繞速度，因此該衛星的運動速度小于第一宇宙速度，A錯誤，B正確。

4.B必備知識：簡諧運動。

解題思路：由題圖可知60時尸點的位移為正的最大，即為花力弓時質點P的位移為負的最大，即為-七

則質點尸的振幅為/=憶CD錯誤。將上述兩時刻以及相對應的位移代入A、B選項可知，A錯誤，B正確。

5.A必備知識:安培力、受力分析。

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

由于軟導線在磁場中的有效長度為2￡,故受到的安培力4則兩固定點對軟導線的拉力均為匿斗〃,

因此軟導線中張力7'=7=6〃，A正確，BCD錯誤。

6.C必備知識:薄膜干涉。

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

所以在薄膜上出現彩色條紋。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錯誤。

7.A必備知識:光的全反射。

解題思路:設臨界角為G,由題圖可知半圓形透明磚的半徑長度為6個小格，入射點到圓心。的長度為5

個小格，則有~~f=1.2,A正確，BCD錯誤。

smC015

8.C必備知識:光電效應現象、愛因斯坦光電效應方程。

解題思路：由愛因斯坦光電效應方程可知光電子的最大初動能為笈=力丫-力卜被，因為截止頻率心（心，則用

材料1完成實驗時極板上產生光電子的最大初動能較大。結合題圖可知，光電子在兩極板間加速，則光電

子到達A極時動能的最大值&w=eU+&,易知兩顯-〃圖線的斜率相同，且相同電壓時用材料1完成實驗的

星較大，C正確，/劭錯誤。

9.D必備知識:斜拋運動、運動的合成與分解。

解題思路:設籃球落入籃筐時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,運動時間為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錯誤；由于籃球在豎直方向上做豎直上拋運動，又拋出點高度相同，故為>人"，B

錯誤；經以上分析可知，VA>VH,則在最高點的速度Etsin，）Kssin0,C錯誤；由逆向思維可把兩球看成

由籃筐開始的斜拋運動，且拋出點的速度方向相同，當兩球運動到與籃筐等高的位置時，由對稱性可知，

兩球的速度方向一定相同，D正確。

10.A必備知識：電場強度的疊加、電勢。

關鍵能力:模型建構能力、推理論證能力。

解題思路:將題中半球殼補成一個完整的球殼，且帶電均勻，設左、右半球在/點產生的電場強度大小分

別為笈和名，由題知，均勻帶電球殼內部電場強度處處為零，則知氐名，根據對稱性，左、右半球在6

點產生的電場強度大小分別為反和后，且笈名，故在圖示電場中，/的電場強度大小為后，方向向左，B

的電場強度大小為方向向左，所以4點的電場強度與8點的電場強度相同，BD錯誤。由電場強度的疊

加可知，8點左側的電場方向均向左，沿電場線方向電勢逐漸降低，則沿直線從/到8電勢一直升高，C

錯誤。由排除法可知，A正確。

11.（1）10.20（3分）（2）將氣墊導軌調至水平（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

關鍵能力:實驗探究能力、實驗數據處理能力。

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

氣墊導軌上保持靜止，說明氣墊導軌已調至水平。（3）根據表中的數據描點連線，如答圖所示。（4）對整體

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

?M+m55o

（5）結合（4）的分析可知，得到的圖線斜率實驗值偏小的原因可能是At偏大，也可能是細線與氣墊導軌不

完全平行，BD正確；槽碼的質量大小與每次釋放滑塊的位置對本實驗無影響，AC錯誤。

12.（1）45072V（2）30320W

必備知識:交流電的產生、交流電四值的計算、電功率。

解題過程：（1）線圈中產生的感應電動勢的最大值為J=NBS3a分）

又線圈中產生的感應電動勢按正弦規律變化，則線圈中產生的感應電動勢的有效值/（1分）

代入數據得￡250企V（1分）

（2）線圈內阻消耗的功率為￡=/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:平衡條件、熱力學第一定律、氣體實驗定律。

解題過程:活塞移動時受力平衡，則有

PiS=ptiS+f（l分）

氣體對外界做的功w=pM分）

根據熱力學第一定律有

△U=QTK1分）

解得△〃=0-（nS"）￡（l分）

（2）活塞發生移動前，氣體發生等容變化，則有黑哼（1分）

10

活塞向右移動上的過程中，氣體發生等壓變化，則有?岑（1分）

?17

且小2s￡（1分）

解得產吁）點］分）

PoS

14.（1）即里（2）2勿&）-mgL

86430

必備知識:平衡條件、圓周運動、能量守恒定律。

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

對6由平衡條件得

百cos37°+Fzcos37°=mg（l分）

內sin37°/sin37。（1分）

聯立解得盧署（1分）

O

（2）設裝置轉動的角速度為。時，細線與豎直方向的夾角為53°,則

對/有?2Zcos37°（1分）

對6有磔tan53°"sin53°（1分）

聯立解得,巧成2分）

64

（3）由幾何關系可知，8上升的高度

h=Lcos37°-Asin37°（1分）

當細線與豎直方向的夾角為53°時，A,6的動能分別為

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：圓周運動、動能定理、幾何知識。

關鍵能力:推理論證能力和應用數學知識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動時間，其關鍵就是弄清回旋加速器的工作原理，根據粒子

在磁場中的運動求出到