2021年高考真题山东卷物理及答案

2021年山东省普通高中学业水平等级考试物理注意事项：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 云南省高中会考试卷哪里下载南京英语小升初试卷下载电路下试卷下载上海试卷下载口算试卷下载 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。．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210，其衰变182Pb方程为210210。以下说法正确的是（）82Pb83BiX．衰变方程中的是电子．升高温度可以加快210的衰变AXB82Pb．210与210的质量差等于衰变的质量亏损．方程中的来自于210内质子向C82Pb83BiDX82Pb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转动，另一端与质量为的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整Omv0的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（）mv2mv2mv2mv2A．0B．0C．0D．02L4L8L16L4．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．30cm3B．40cm3C．50cm3D．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”所受着陆平台的作用力大小之比为（）A．9∶1B．9∶2C．36∶1D．72∶16．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20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P2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121A．Qq，释放后P将向右运动B．Qq，释放后P将向左运动22221221C．Qq，释放后P将向右运动D．Qq，释放后P将向左运动447．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。已知卫星离地平均高度为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（）GMfrGMfrGMBLA．BLB．BLC．BLRHBLRHBLRHfrGMBLD．BLRHfr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10。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10B．r5C．P45WD．P22.5W．一列简谐横波沿轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波10xt12st25s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水平投出，落地时物资与热气球的距离为。已知投出物资后热气球的总质量v0d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mg222m2Hv022Hvm2C．d1HD．d01HMgg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．（6分）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1234567碰撞时刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据，回答下列问题：（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．（8分）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（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；RT电源E（电动势1.5V，内阻r约为0.5）；电阻箱R（阻值范围0~9999.99）；滑动变阻器（最大阻值）；R120滑动变阻器（最大阻值）；R22000微安表（量程100μA，内阻等于2500）；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、，调节滑动变阻器滑片的位置，使微安表指针满偏；S1S2P③保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；PS2④记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题：（）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用（填“”或“”）。1________R1R2（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_______（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．（7分）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，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d100.0mmn1231345n。取sin37，cos37，1.890。24557（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．（9分）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。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以m0.1kgH20mv015m/s的水平速度飞行时，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．（14分）某离子束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轴垂直交于坐标原点，其内充满垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为；Ⅱ区宽度OxOyB0为，左边界与轴垂直交于点，右边界与轴垂直交于点，其内充满沿轴负方向的LxO1xO2y匀强电场。测试板垂直轴置于Ⅱ区右边界，其中心与点重合。从离子源不断飘出电荷xCO2量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向过O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，需沿轴移动测试板，求移动后到的距离。xCO1s18．（16分）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1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）p2（）求、向左移动的最大距离和、分离时的动能；1BCx0BCBEk（）为保证能离开墙壁，求恒力的最小值；2AFmin（）若三物块都停止时、间的距离为，从、分离到停止运动的整个过程，3BCxBCBCBB克服弹簧弹力做的功为，通过推导比较与的大小；WWfxBC（4）若F5f，请在所给坐标系（见答题卡）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。机密★启用前山东省2021年普通高中学业水平等级考试物理试题参考答案一、单项选择题1．A2．B3．B4．D5．B6．C7．D8．A二、多项选择题9．BD10．AC11．BC12．ABD三、非选择题13．（1）0.20（2）1k2，0.95（3）高于．（）141R1（2）如图所示（3）3500，大于（4）减小15．解：（1）设C是全反射的临界角，光线在第一个三棱镜右侧斜面上恰好发生全反射时，根据折射定律得1sinC①n代入较大的折射率得C45②所以顶角的范围为045（或45）③（）脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为和，由折射212定律得sinn1④1sinsinn2⑤2sin设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则L1L2d⑥L1cos1d⑦L2cos2⑧ΔL2L1L2联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得ΔL14.4mm⑨．（）设平抛运动的时间为，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为，竖直方向分速度大小为，161tvvy根据运动的合成与分解得1Hgt2①2②vygt22③vv0vy在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度v的方向为正方向，由动量定理得FΔt0mv④联立①②③④式，代入数据得F500N⑤（）若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的坐标为，击中右2v115m/sxx1端时，释放点的坐标为，得xx2⑥x1v1t⑦x2x1L联立①⑥⑦式，代入数据得⑧x130m,x236m若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的坐标为，击中右端v217m/sxx1时，释放点的坐标为，得xx2⑨x1v2t⑩x2x1L联立①⑨⑩式，代入数据得x134m,x240m综上得x坐标区间⑪[34m,36m]或(34m,36m)17．解：（1）设离子在Ⅰ区内做匀速圆周运⑫动的半径为r，由牛顿第二定律得v2qvBm①0r根据几何关系得dsin②r联立①②式得qBdv0③msin（2）离子在Ⅱ区内只受电场力，x方向做匀速直线运动，y方向做匀变速直线运动，设从进入电场到击中测试板中心的时间为，方向的位移为，加速度大小为，由牛顿第二定律Ctyy0a得qEma④由运动的合成与分解得Lvtcos⑤⑥y0r(1cos)1yvtsinat2⑦02联立①②④⑤⑥⑦式得2qB2d2ddE0Ltan⑧mL2tan2sintan（3）Ⅱ区内填充磁场后，离子在垂直y轴的方向做匀速圆周运动，如图所示。设左侧部分的圆心角为，圆周运动半径为r，运动轨迹长度为l，由几何关系得⑨3πl2πr22πr⑩2π2π离子在Ⅱ区内的运动时间不变，故有lLvcosvcos⑪到的距离CO1s2rsinr联立⑨⑩式得⑫6(3⑪1⑫)sL7π⑬18．解：（1）从开始到B、C向左移动到最大距离的过程中，以B、C和弹簧为研究对象，由功能关系得1Fx2fxkx2①0020弹簧恢复原长时B、C分离，从弹簧最短到B、C分离，以B、C和弹簧为研究对象，由能量守恒得1kx22fx2E②200k联立①②式得2F4fx③0kF26fF8f2E④kk（2）当A刚要离开墙时，设弹簧的伸长量为x，以A为研究对象，由平衡条件得kxf⑤若刚要离开墙壁时的速度恰好等于零，这种情况下恒力为最小值，从弹簧恢复原长ABFmin到A刚要离开墙的过程中，以B和弹簧为研究对象，由能量守恒得1Ekx2fx⑥k2联立①②⑤⑥式得10⑦Fmin3f2根据题意舍去10，得Fmin3f210⑧Fmin3f2（）从、分离到停止运动，设的路程为，的位移为，以为研究对象，由3BCBBxBCxCB动能定理得⑨WfxB0Ek以C为研究对象，由动能定理得⑩fxC0Ek由B、C的运动关系得xBxCxBC联立⑨⑩式得⑪⑪WfxBC⑫（4）