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 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 82 210 变方程为 82 Pb ，其衰 210 Pb �83 Bi  X 。以下说法正确的是（　　） A. 衰变方程中的 X 是电子 210 B. 升高温度可以加快 82 C. 210 82 Pb 的衰变 210 Pb 与 83 Bi 的质量差等于衰变的质量亏损 210 D. 方程中的 X 来自于 82 Pb 内质子向中子的转化 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】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． 210 82 Pb 与 210 83 Bi 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 210 82 Pb 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】 【分析】 【详解】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 pV C T 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 U  W  Q 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 v0 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 A. 2 L mv02 B. 4 L mv02 C. 8 L mv02 D. 16 L 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】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 1 f � 2 L  0  mv02 2 可得摩擦力的大小 mv02 f  4 L 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 60cm 3 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. 30cm 3 B. 40cm 3 C. 50cm 3 D. 60cm3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据玻意耳定律可知 p0V  5 p0V0  p1 �5V 已知 p0  750mmHg ， V0  60cm3 ， p1  750mmHg+150mmHg  900mmHg 代入数据整理得 V  60cm 3 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∶1 B. 9∶2 C. 36∶1 D. 72∶1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】悬停时所受平台的作用力等于万有引力，根据 F G mM R2 可得 M 月m F祝融火玉兔 M m祝融 =G : G F玉兔火 R 2 R月2 = 9 9 �2= 2 2 2 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 0 �x  q 的点电荷；在 2 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（　　） A. Q  2 1 q ，释放后 P 将向右运动 2 B. Q  2 1 q ，释放后 P 将向左运动 2 C. Q  2 2 1 q ，释放后 P 将向右运动 4 D. Q  2 2 1 q ，释放后 P 将向左运动 4 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】对 y 轴正向的点电荷，由平衡知识可得 2k 解得 Q  q2 q2  k k a2 ( 2a ) 2 Qq 2 2 ( a) 2 2 2 1 q 4 2 因在 0 �x  2 a 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】 【分析】 【详解】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 1 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， 2 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 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 BL A. BL R  H  BL GM fr GM BL B. BL R  H  BL C. BL R  H  fr D. BL R  H  fr 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据 G Mm v2  m ( R  H )2 (R  H ) 可得卫星做圆周运动的线速度 v GM RH 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 E '  BLv 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 f B E  E' L r 解得 E  BL GM fr  R  H BL 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 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 右侧变压器原、副线圈匝数比为 2∶1，R 上的功率为 10W 10Ω C. r  10Ω B. P  45W D. 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】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 U 4  PR  10V 的 。开关 S 接 1 时， ；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. 7.5V r  5Ω P  22.5W 电流 I4  U4  1A R 则右侧变压器初级电压 2 U 3  �10V  20V 1 电流 1 I 3  �1A=0.5A 2 则 r U2 U3  5Ω I3 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 U 2  Ir 0.5 IR  n3 n4 解得 I=3A 则 R 上的功率 P  (0.5I ) 2 R  22.5W 故选 BD。 10. 一列简谐横波沿 x 轴传播，如图所示，实线为 t1  2s 时的波形图，虚线为 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（　　） t2  5s 时的 A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】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 x 轴正方向传播，在 t  t2  t1  3s t1  2s 时 O 点振动方向竖直向上，则传播时间 满足 3 t  T  nT （n=0，1，2，3…） 4 解得 T 当 n0 12 s （n=0，1，2，3…） 4n  3 时，解得周期 T  4s A 正确，B 错误； CD．若机械波沿 x 轴负方向传播，在 t2  5s 时 O 点处于波谷，则 1 t  T 