2021年高考真题物理（山东卷）（原卷版）_全国卷+地方卷_4.物理_1.物理高考真题试卷_2008-2020年_地方卷_山东高考物理08-21_山东高考物理_A4版_pdf版

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。 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210Pb，其衰 82 变方程为210Pb210 BiX。以下说法正确的是（ ） 82 83 A. 衰变方程中的X是电子 B. 升高温度可以加快210Pb的衰变 82 C. 210Pb与210Bi的质量差等于衰变的质量亏损 82 83 D. 方程中的X来自于210Pb内质子向中子的转化 82 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 D. 增加的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 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v 出发，恰好能完成一 0 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 A. 0 B. 0 C. 0 D. 0 2L 4L 8L 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，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂 带内气体体积变为5V ，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体 温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（ ） A. 30cm3 B. 40cm3 C. 50cm3 D. 60cm35. 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 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q的点电荷；在 2 0 x a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 2 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 A Q  q，释放后P将向右运动 . 2 2 1 B. Q  q，释放后P将向左运动 2 2 21 C. Q q，释放后P将向右运动 4 2 21 D. Q q，释放后P将向左运动 47. 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（ ） A . B. 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 A. BL  B. BL  RH BL RH BL GM BL GM BL C. BL  D. BL  RH fr 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。 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7.5V 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10Ω。开关S接1 时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为 1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（ ） A. r 10Ω B. r 5Ω C. P45W D. P 22.5W 10. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t 2s时的波形图，虚线为t 5s时的 1 2 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 对地面的速度v 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 0 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 B. 投出物资后热气球所受合力大小为mg  m  2Hv2 C. d   1  0 H2  M  g2Hv2  m  2 D. d  0  1 H2   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 7 158 碰撞时刻（s） 1.12 . 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位有效数字，当地重力加速度g 9.80m/s2）。 （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： 待测热敏电阻R （实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； T 电源E（电动势1.5V，内阻r约为0.5Ω）； 电阻箱R（阻值范围0~9999.99Ω）； 滑动变阻器R （最大阻值20Ω）； 1 滑动变阻器R （最大阻值2000Ω）； 2 微安表（量程100μA，内阻等于2500Ω）； 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； ②闭合S 、S ，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； 1 2 ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S ，调节电阻箱，使微安表指针半偏； 2 ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （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“R ”或“ 1 R ”）。 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 __________。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00，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。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。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 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n  2和 1 31 3 4 5 n  。取sin37 ，cos37 ， 1.890。 2 4 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； （2）若37，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L（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 击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m0.1kg的鸟蛤，在H 20m的高度、以v 15m/s的 0 水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g 10m/s2，忽略空气 阻力。 （1）若鸟蛤与地面的碰撞时间t 0.005s，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） （2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地 面平齐、长度L6m的岩石，以岩石 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20m，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O，其内充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ；Ⅱ区宽度为L， 0 左边界与x轴垂直交于O 点，右边界与x轴垂直交于O 点，其内充满沿y轴负方向的匀 1 2强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与O 点重合。从离子源不断飘出电 2 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 于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到O 的距离s。 1 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。 1 （弹簧的弹性势能可表示为：E  kx2，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量） p 2 （1）求B、C向左移动的最大距离x 和B、C分离时B的动能E ； 0 k （2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值F ； min （3）若三物块都停止时B、C间的距离为x ，从B、C分离到B停止运动的整个过程， BC B克服弹簧弹力做的功为W，通过推导比较W与 fx 的大小； BC（4）若F 5f ，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。