精品解析：2021年江苏省普通高中学业水平选择性考试物理试题（江苏新高考）（解析版）

学科网（北京）股份有限公司江苏省2021年普通高中学业水平选择性考试物理一、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147N产生146C和另一种粒子X，则X是（）A.质子B.粒子C.粒子D.正电子【答案】A【解析】【详解】该核反应方程为1411417061N+nCH可知X是质子。故选A。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8110F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（）A71.510AB.7210AC.73.510AD.7510A【答案】D【解析】【详解】根据Q=CU可知∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C则该过程中跨膜电流的平均值为97310A510A210QIt故选D。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.学科网（北京）股份有限公司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【答案】B【解析】【详解】AB．第一宇宙速度是指绕地球表面做圆周运动的速度，是环绕地球做圆周运动的所有卫星的最大环绕速度，该卫星的运转半径远大于地球的半径，可知运行线速度小于第一宇宙速度，选项A错误B正确；CD．根据2224MmGmrrT可知2324GMTr因为该卫星的运动周期与地球自转周期相同，等于“静止”在赤道上空的同步卫星的周期，可知该卫星的轨道半径等于“静止”在赤道上空的同步卫星的轨道半径，选项CD错误。故选B。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。0t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（）A.sin()2xRtB.sin()2xRtC.2sin()2xRtD.2sin()2xRt【答案】B【解析】【详解】由图可知，影子P做简谐运动的振幅为R，以向上为正方向，设P的振动方程为学科网（北京）股份有限公司sin()xRt由图可知，当0t时，P的位移为R，所用时间为t代入振动方程解得2则P做简谐运动的表达式为sin()2xRt故B正确，ACD错误。故选B。5.在光滑桌面上将长为L的软导线两端固定，固定点的距离为2L，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（）A.BILB.2BILC.BILD.2BIL【答案】A【解析】【详解】从上向下看导线的图形如图所示导线的有效长度为2L，则所受的安培力大小2FBIL设绳子的张力为T，由几何关系可知2TF解得TBIL故A正确，BCD错误。故选A.学科网（北京）股份有限公司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（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。故选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AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC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.1.2B.1.4C.1.6D.1.8【答案】A【解析】【详解】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示学科网（北京）股份有限公司全反射的条件1sinn由几何关系知5sin6联立解得1.2n故A正确，BCD错误.故选A.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12，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值kmE随电压U变化关系的图像是（）A.B.C.D.学科网（北京）股份有限公司【答案】C【解析】【详解】光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值kmEUehh截止可知-kmEU图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因12，则图像C正确，ABD错误。故选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【答案】D【解析】【详解】AB．若研究两个过程的逆过程，可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的AB两点，则A上升的高度较大，高度决定时间，可知A运动时间较长，即B先落入篮筐中，故AB错误；C．因为两球抛射角相同，A的射程较远，则A球的水平速度较大，即在最高点的速度比B在最高点的速度大，故C错误；D．由斜抛运动的对称性可知，当A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同，故D正确。故选D。学科网（北京）股份有限公司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，OAOB，现垂直于AB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【答案】A【解析】【详解】A．由于球壳内部的场强为零，补全以后可知在左右侧球壳在C点的合场强为零，因左右球壳的场强具有对称性，要想合场强为零只能是两部分球壳在C点的场强都是水平方向，则可以知道右侧球壳在C点的合场强水平向左，同理OC上其他点的场强都是水平向左，因此OC是等势线，故A正确；BD．将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在A点产生的电场强度大小分别为E1和E2；由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知E1=E2根据对称性，左右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和E1，且E1=E2在图示电场中，A的电场强度大小为E2，方向向左，B的电场强度大小为E1，方向向左，所以A点的电场强度与B点的电场强度相同，沿直线从A到B电场强度不可能逐渐增大，故BD错误；C．根据电场叠加原理可知，在AB连线上电场线方向向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则沿直线从A到B电势升高，故C错误；故选A。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.小明利用如图1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200.0gM，槽码和挂钩的总质量50.0gm。实验时，将滑块系在的学科网（北京）股份有限公司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1t和2t，以及这两次开始遮光的时间间隔t，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变化量v。（1）游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度d___________mm；（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t和v的数据如下表请根据表中数据，在方格纸上作出vt图线___________。/st0.7210.7900.8540.9130.968学科网（北京）股份有限公司1Δ/msv1.381.521.641.751.86（4）查得当地的重力加速度29.80m/sg，根据动量定理，vt图线斜率的理论值为___________2m/s；（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．选用槽码质量偏小B．细线与气垫导轨不完全平行C．每次释放滑块的位置不同D．实验中t的测量值偏大【答案】①.10.20②.将气垫导轨调至水平③.④.1.96⑤.BD##DB【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为10mm40.05mm=10.20mm；（2）[2]滑块保持稳定，说明气垫导轨水平；（3）[3]根据表格中数据描点并用直线连接的学科网（北京）股份有限公司（4）[4]根据动量定理FtMv变形得()mgtMmv则vt图线斜率的理论值22m/s1.96m/s+mgkMm（5）[5]根据动量定理FtMv变形得vFtMA．槽码质量偏小，而实际的槽码质量偏大，则合外力F偏大，所以图线斜率的实验值偏大，A错误；B．细线与气垫导轨不平行，滑块实际所受合外力为F水平分力，所以图线斜率的实验值偏小，B正确；C．滑块释放的位置与斜率相关的参量无关，C错误；D．t偏大，则vt偏小，图线斜率偏小，D正确。故选BD。12.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0.20T，线圈的匝数为100、面积为20.5m，电阻为0.6Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s，线圈中产生的感应电流为50A。求：（1）线圈中感应电动势的有效值E；（2）线圈的输出功率P。【答案】（1）26.410VE；（2）43.110WP【解析】【详解】（1）电动势的最大值mENBS的学科网（北京）股份有限公司有效值m2EE解得2NBSE带入数据得26.410VE（2）输出电压UEIr输出功率PIU解得()PIEIr代入数据得43.110WP13.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0p和0t。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（1）内能的增加量U；（2）最终温度T。【答案】（1）0UQpSfL；（2）0002pSfTtpS【解析】【详解】（1）活塞移动时受力平衡10pSpSf气体对外界做功学科网（北京）股份有限公司1WpSL根据热力学第一定律UQW解得0UQpSfL（2）活塞发生移动前，等容过程0101pptt活塞向右移动了L，等压过程121VVtT且212VV解得0002pSfTtpS14.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2L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37，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53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sin370.6，cos370.8，求：（1）装置静止时，弹簧弹力的大小F；（2）环A质量M；（3）上述过程中装置对A、B所做的总功W。【答案】（1）38mg；（2）964m；（3）31