2021年高考真题品优教学物理（山东卷）（原卷版）_全国卷+地方卷_4.物理_1.物理高考真题试卷_2021年高考-物理_2021山东高考物理

绝密★启用前 2021 年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷） 物 理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号 涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时， 将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项 符合题目要求。 210Pb 1. 在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的82 ，其衰 210Pb210 BiX 变方程为82 83 。以下说法正确的是（ ） A. 衰变方程中的X是电子 210Pb B. 升高温度可以加快82 的衰变 210Pb 210Bi C. 82 与83 的质量差等于衰变的质量亏损 210Pb D. 方程中的X来自于82 内质子向中子的转化 2. 如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小 瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小 瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（ ）A. 内能减少 B. 对外界做正功 C. 增加的内能大于吸收的热量 的 D. 增加 内能等于吸收的热量 3. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑 v 轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度 0出发，恰好能完成一个 完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（ ） mv2 mv2 mv2 mv2 0 0 0 0 A. 2L B. 4L C. 8L D. 16L 4. 血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带， 压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强， 60cm3 体积为V；每次挤压气囊都能将 的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气5V 150mmHg 750mmHg 体体积变为 ，压强计示数为 。已知大气压强等于 ，气体温度不 变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（ ） 30cm3 40cm3 50cm3 60cm3 A. B. C. D. 5. 从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知 火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车 的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时， “祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（ ） A. 9∶1 B. 9∶2 C. 36∶1 D. 72∶1 q 6. 如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为 的点电荷；在 2 0 x a 2 区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为Q的点电荷P 置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略 微移动后，由静止释放，以下判断正确的是（ ）. 2 1 Q  q A 2 ，释放后P将向右运动 2 1 Q  q B. 2 ，释放后P将向左运动 2 21 Q q C. 4 ，释放后P将向右运动 2 21 Q q D. 4 ，释放后P将向左运动 7. 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于 该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（ ） . AB. C. D. 8. 迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫 星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用 下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的 环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫生离地平均高度为H，导体绳长为 LL H  ，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强度大小为B，方向垂直于赤道平 面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为（ ）GM fr GM fr BL  BL  A. B. RH BL RH BL GM BL GM BL BL  BL  C. RH fr D. RH fr 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符 合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7.5V 9. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为 10Ω 的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为 。开关S接1 10W 时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为 ；接2时，匝数比为 1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（ ） r 10Ω r 5Ω A. B. P 45W P 22.5W C. D.t 2s t 5s 10. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为 1 时的波形图，虚线为 2 时的 波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 11. 如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相 v 对地面的速度 0水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总 质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（ ）A. 投出物资后热气球做匀加速直线运动 mg B. 投出物资后热气球所受合力大小为  m  2Hv2 d  1 0 H2 C.    M  g 2Hv2  m  2 d  0  1 H2 D.   g  M  12. 如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均 垂直斜面向上，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒 从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行。运动过程中金属 棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（ ） A. 金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度 B. 金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度 C. 金属棒不能回到无磁场区 D. 金属棒能回到无磁场区，但不能回到a处 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如 下： ①固定好手机，打开录音功能； ②从一定高度由静止释放乒乓球； ③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。 碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7 . 碰撞时刻（s） 1.12 158 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47 根据实验数据，回答下列向题： （1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为___________m（保留2 g 9.80m/s2 位有效数字，当地重力加速度 ）。 （2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k，则每次碰撞损失的动能为 碰撞前动能的___________倍（用k表示），第3次碰撞过程中k ___________（保留2位 有效数字）。 （3）由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度___________（填“高于”或“低于”） 实际弹起高度。 14. 热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化 的规律。可供选择的器材有： R 待测热敏电阻 T（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势1.5V，内阻r约为0.5Ω）；0~9999.99Ω 电阻箱R（阻值范围 ）； R 滑动变阻器 1（最大阻值20Ω）； R 2000Ω 滑动变阻器 2（最大阻值 ）； 100μA 2500Ω 微安表（量程 ，内阻等于 ）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； S S ②闭合 1、 2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； S ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开 2，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： R R （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“ 1”或“ 2 ”）。 （2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 __________。 6000.00 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为 ，该温度下热敏电阻的测量值为 ___________Ω（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。 的 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示 图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随 温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。15. 超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如  图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 。一细束脉冲激光垂直第一 个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一 束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离 n  2 d 100.0mm ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为 1 和 31 3 4 5 n  sin37 cos37 1.890 2 4 。取 5， 5， 7 。  （1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求 的取值范围； 37 L （2）若 ，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差 （保 留3位有效数字）。 16. 海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击m0.1kg H 20m v 15m/s 打碎硬壳。一只海鸥叼着质量 的鸟蛤，在 的高度、以 0 的水 g 10m/s2 平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度 ，忽略空气阻 力。 t 0.005s （1）若鸟蛤与地面的碰撞时间 ，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的 平均作用力的大小F；（碰撞过程中不计重力） L6m （2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地 面平齐、长度 的岩石，以岩石 20m 左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为 ，速度大小在 15m/s~17m/s 之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。 17. 某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标面点 xOy B O，其内充满垂直于 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 0；Ⅱ区宽度为L，左 O O 边界与x轴垂直交于 1点，右边界与x轴垂直交于 2点，其内充满沿y轴负方向的匀强电 O 场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与 2点重合。从离子源不断飘出电荷量为 q、质量为m的正离子，如速后沿x轴正方向过Q点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中  心C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为 。忽略离子间的相互作用， 不计重力。（1）求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v； （2）求Ⅱ区内电场强度的大小E； （3）保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B（数值 未知）方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切 O 于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到 1的距离s。 18. 如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁， 一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均静 止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力，使B、C一起向左运动，当速度为零时， 立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面 间的滑动摩擦力大小均为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹 1 E  kx2 簧的弹性势能可表示为： p 2 ，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量） x E （1）求B、C向左移动的最大距离 0和B、C分离时B的动能 k； F （2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值 min； x （3）若三物块都停止时B、C间的距离为 BC，从B、C分离到B停止运动的整个过程，B fx 克服弹簧弹力做的功为W，通过推导比较W与 BC的大小；F 5f （4）若 ，请在所给坐标系中，画出C向右运动过程中加速度a随位移x变化的图 像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用f、k、m表示），不要求推导 过程。以撤去F时C的位置为坐标原点，水平向右为正方向。