机密★启用前
2021年江苏省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
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．
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
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．
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．
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．
7．某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于面入射，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
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．
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运动的最大高度相等
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
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
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变化量．
（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，待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是_______．
（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
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．
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力为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，求该过程中气体
（1）内能的增加量；
（2）最终温度T．
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．
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，偏转器的两极板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，使粒子恰好能通过狭缝，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点所需的时间t；
（2）极板N的最大厚度；
（3）磁场区域的最大半径．
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
代入数据得
（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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