物理高考真题山东卷解析版.docx
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物理高考真题山东卷解析版
2021年高考真题——山东卷
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
，其衰变方程为
。
以下说法正确的是（ ）
A.衰变方程中的X是电子
B.升高温度可以加快
的衰变
C.
与
的质量差等于衰变的质量亏损
D.方程中的X来自于
内质子向中子的转化
【答案】A
【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；
B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；
C．
与
和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；
D．方程中的X来自于
内中子向质子的转化，D错误。
故选A。
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
【答案】B
【解析】A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误；
B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程
气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；
CD．由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律
由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。
故选B。
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
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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理
可得摩擦力的大小
故选B。
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
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
，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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据玻意耳定律可知
已知
，
，
代入数据整理得
故选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∶1B.9∶2C.36∶1D.72∶1
【答案】B
【解析】悬停时所受平台的作用力等于万有引力，根据
可得
故选B。
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
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（ ）
A.
，释放后P将向右运动
B.
，释放后P将向左运动
C.
，释放后P将向右运动
D.
，释放后P将向左运动
【答案】C
【解析】对y轴正向的点电荷，由平衡知识可得
解得
因在
区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动后释放，P受到向右的电场力而向右运动。
故选C。
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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为△x=2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为
λ，在图中相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，则薄膜层的厚度之间变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小。
故选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
，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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据
可得卫星做圆周运动的线速度
根据右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源，其大小为
因导线绳所受阻力f与安培力F平衡，则安培力与速度方向相同，可知导线绳中的电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切割磁感线产生的电动势，可得
解得
故选A。
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
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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】当开关S接1时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R上的功率
故选BD。
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.
【答案】AC
【解析】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。
AB．若机械波沿
轴正方向传播，在
时
点振动方向竖直向上，则传播时间
满足
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
当
时，解得周期
A正确，B错误；
CD．若机械波沿
轴负方向传播，在
时
点处于波谷，则
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
当
时，解得周期
C正确，D错误。
故选AC。
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
B.投出物资后热气球所受合力大小为
C.
D.
【答案】BC
【解析】AB．热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0，初动量为0，水平投出重力为
的物资瞬间，满足动量守恒定律
则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度
，热气球所受合外力恒为
，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，A错误，B正确；
CD．热气球和物资的运动示意图如图所示
热气球和物资所受合力大小均为
，所以热气球在竖直方向上加速度大小为
物资落地
过程所用的时间
内，根据
解得落地时间为
热气球在竖直方向上运动
位移为
热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为
根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为
C正确，D错误。
故选BC
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
【答案】ABD
【解析】AB．在I区域中，磁感应强度为
，感应电动势为
感应电动势恒定，所以导体棒上的感应电流恒为
导体棒进入Ⅱ区域后，导体切割磁感线，感应电动势
导体棒上的电流为
Ⅰ区域产生的电流对导体棒的安培力始终沿斜面向上，大小恒定不变，因为导体棒到达
点后又能上行，说明加速度始终沿斜面向上，下行和上行经过
点的受力分析如图
下行过程中，根据牛顿第二定律可知
上行过程中，根据牛顿第二定律可知
比较加速度大小可知
由于
段距离不变，下行过程中加速度大，上行过程中加速度小，所以金属板下行过经过
点时的速度大于上行经过
点时的速度，AB正确；
CD．Ⅰ区域产生的安培力总是大于沿斜面向下的作用力，所以金属棒一定能回到无磁场区域，由于整个过程中电流通过金属棒产生焦耳热，金属棒的机械能减少，所以金属棒不能回到
处，C错误，D正确。
故选ABD。
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
1.58
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
）。
（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
___________（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”
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