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2021年高考物理真题名师评析（江苏卷）
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（ ）
A、质子 B、粒子 C、粒子 D、正电子
【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（ ）
A． B． C． D．
【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（ ）
A． B．
C． D．
【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（ ）
A． B． C． D．
【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（ ）
A． B． C． D．
【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（ ）
A． B． C． D．
【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
C．每次释放滑块的位置不同 D．实验中的测量值偏大
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
【解法二】（1）电动势的最大值
有效值
解得
带入数据得
（2）输出电压
输出功率
解得
代入数据得
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
（1）内能的增加量；
（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。
（2）T0=273+t0，由理想气体状态方程，=，
解得T=2（1+）T0。
【解法二】．（1）活塞移动时受力平衡
气体对外界做功
根据热力学第一定律
解得
（2）活塞发生移动前，等容过程
活塞向右移动了L，等压过程
且
解得
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°，
联立解得：ω2=
此时OA之间距离x=2Lcos37°=1.6L
对A，由牛顿第二定律，F=M ω2x，
联立解得：M=mg
（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
【解法二】．（1）设、的张力分别为、
A受力平衡
B受力平衡；
解得
（2）设装置转动的角速度为
对A
对B
解得
（3）B上升的高度
A、B的动能分别为；
由
解得
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；
（2）极板N的最大厚度；
（3）磁场区域的最大半径．
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】
（1）设粒子在P的速度大小为，则
根据动能定理
由，周期
解得
（2）由粒子的运动半径，动能
解得，则粒子加速到P前最后两个半周的运动半径为
；
由几何关系，且
解得
（3）设粒子在偏转器中的运动半径为
则
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
由几何关系
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．
12．（1）电动势的最大值
有效值
解得
带入数据得
（2）输出电压
输出功率
解得
代入数据得
评分建议：本题共8分，每问4分
13．（1）活塞移动时受力平衡
气体对外界做功
根据热力学第一定律
解得
（2）活塞发生移动前，等容过程
活塞向右移动了L，等压过程
且
解得
评分建议：本题共8分，每问4分
14．（1）设、的张力分别为、
A受力平衡
B受力平衡；
解得
（2）设装置转动的角速度为
对A
对B
解得
（3）B上升的高度
A、B的动能分别为；
由
解得
评分建议：本题共13分，其中第（1）（2）问各4分：第（3）问5分
15．（1）设粒子在P的速度大小为，则
根据动能定理
由，周期
解得
（2）由粒子的运动半径，动能
解得，则粒子加速到P前最后两个半周的运动半径为
；
由几何关系，且
解得
（3）设粒子在偏转器中的运动半径为
则
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
由几何关系
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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