2021年高考真题物理（山东卷)（原卷版）下载

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。 210 Pb 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 ，其衰变 210 Pb 210 Bi  X 方程为 82 。以下说法正确的是（　　） 83 A. 衰变方程中的 X 是电子 210 Pb B. 升高温度可以加快 82 的衰变 210 Pb 210 Bi 的质量差等于衰变的质量亏损 C. 与 83 82 210 Pb 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（　　） 第 1 页 共 12 页 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（　　） mv02 mv02 mv02 mv02 A. B. C. D. 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 3 的外界空气充入臂带中，经 5 次充气后，臂带内气 60cm 150mmHg 750mmHg 体体积变为5V ，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 C. 60cm3 D. A. B. 第 2 页 共 12 页 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Q 区间，x 轴上电势 的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为 的点电荷 P 0  x  a2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 2A，释放后 P 将向右运动 ，释放后 P 将向左运动 ，释放后 P 将向右运动 Q  Q  Q  Q  qq2 1 2B. C. D. 2 21 q42 21 ，释放后 P 将向左运动 q4第 3 页 共 12 页 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 L L H 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 ，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（　　） 第 4 页 共 12 页 GM fr GM fr A. C. B. D. BL BL BL BL R  H BL R  H BL GM BL fr GM BL fr R  H R  H 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 。开关 S 接 1 10Ω 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. C. B. D. r 10Ω r  5Ω P  45W P  22.5W t  2s t  5s 10. 一列简谐横波沿 x 轴传播，如图所示，实线为 时的波形图，虚线为 时的波 12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（　　） 第 5 页 共 12 页 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 m2Hv02  H 2 C. d  1 Mg第 6 页 共 12 页 22Hv02 mH 2 D. d   1 gM12. 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。 第 7 页 共 12 页 碰撞次序 12345671 58 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 k  碰撞前动能的___________倍（用 k 表示），第 3 次碰撞过程中 ___________（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）； 1.5V 0.5Ω ）； 电源 E（电动势 ，内阻 r 约为 电阻箱 R（阻值范围 ）； 0 ~ 9999.99Ω 滑动变阻器 R 1（最大阻值 20Ω ）； R滑动变阻器 （最大阻值 ）； 2000Ω 2100μA 微安表（量程 ，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： 第 8 页 共 12 页 ①按图示连接电路； SS2 ，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，使微安表指针满偏； ②闭合 、1S③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： （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 1R“ ”）。 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 ，该温度下热敏电阻的测量值为 6000.00 ___________ 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 ，d  100.0mm 31 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 和。取 n1  2 n2  4第 9 页 共 12 页 53545 1.890 。sin37  cos37  ，，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 ，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   37 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 v 15m/s 打碎硬壳。一只海鸥叼着质量 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 ，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平 的鸟蛤，在 H  20m 的高度、以 的水平 0t  0.005s 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 的岩石，以岩石 ，速度大小在 L  6m 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 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。 15m/s ~ 17m/s 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 xOy B点 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， 第 10 页 共 12 页 OO左边界与 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 O电场。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于 OC 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。（弹簧的弹性 1E  kx2 势能可表示为： ，k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量） p2xE；k（1）求 B、C 向左移动的最大距离 0 和 B、C 分离时 B 的动能 F（2）为保证 A 能离开墙壁，求恒力的最小值 ；min 第 11 页 共 12 页 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  5 f （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。 第 12 页 共 12 页