2021年山东省高考物理试卷答案与解析.docx
2021年山东省高考物理试卷答案与解析2021年山东省高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题〔共7小题，每题3分，满分21分〕1．〔3分〕〔2021?山东〕下面叙述正确的是〔〕A．法拉第发现了电磁感应现象B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D．感应电流遵从楞次定律所描绘的方向，这是能量守恒定律的必然结果【考点】物理学史．【分析】解答此题应把握：法拉第发现了电磁感应现象；惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因；感应电流遵从楞次定律所描绘的方向，符合能量守恒定律．【解答】解：A、1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象．故A正确．B、惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度，与速度大小无关．故B错误．C、伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因．故C错误．D、感应电流遵从楞次定律所描绘的方向，由于在电磁感应现象中，安培力是阻力，外界通过克制安培力做功，将机械能转化为电能，故楞次定律所描绘的感应电流方向，这是能量守恒定律的必然结果．故D正确．故选AD【点评】此题考察了物理学史、惯性、楞次定律等等，要捉住惯性由物体的质量来量度，与速度无关，楞次定律符合能量守恒定律．2．〔3分〕〔2021?山东〕2020年11月3日，“神舟八号〞飞船与“天宫一号〞目的飞行器成功施行了初次交会对接．任务完成后“天宫一号〞经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号〞交会对接．变轨前和变轨完成后“天宫一号〞的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2．则等于〔〕A．B．C．D．【考点】万有引力定律及其应用．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】天宫一号绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律比拟线速度的大小关系．【解答】解：“神舟八号〞飞船与“天宫一号〞绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供向心力：得：，故．故B正确、ACD错误．故选：B【点评】此题的关键根据万有引力提供向心力，解出线速度与轨道半径的关系．3．〔3分〕〔2021?山东〕将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的经过中，v﹣t图象如下图．下面判定正确的是〔〕A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度一样D．第3s末至第5s末的经过中，货物的机械能守恒【考点】机械能守恒定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】根据v﹣t图象可知道物体的运动经过和性质，可以求出对应的加速度，前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上．匀变速直线运动平均速度，只要重力或弹力做功机会械能守恒．【解答】解：A、前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上，所以处于超重状态，故A正确；B、最后2s内货物的加速度a=＜g，所以还遭到绳子的拉力，故B错误；C、前3s内的平均速度，最后2s内货物的平均速度，所以前3s内与最后2s内货物的平均速度一样，故C正确；D、第3s末至第5s末的经过中，货物匀速运动，绳子的拉力等于重力，绳子的拉力做正功，机械能不守恒，故D错误．故选：AC【点评】该题考察了匀变速直线运动的速度时间图象、平均速度公式、机械能守恒条件等知识点．此题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动经过分析和受力分析，难度适中．4．〔3分〕〔2021?山东〕如下图，两一样轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，O点悬挂一重物M，将两一样木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则〔〕A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】先对三个物体以及支架整体受力分析，根据平衡条件得到静摩擦力的变化情况；然后将细线对O的拉力根据效果正交分解，再将杆对物体m的弹力根据效果正交分解即可．【解答】解：A、B、先对三个物体以及支架整体受力分析，受重力〔2m+M〕g，2个静摩擦力，两侧墙壁对整体有一对支持力，根据平衡条件，有：2Ff=〔M+2m〕g，解得，故静摩擦力不变，故A错误，B正确；C、D、将细线对O的拉力根据效果正交分解，如图设两个杆夹角为θ，则有；再将杆对滑块m的推力F1根据效果分解，如图根据几何关系，有Fx=F1?sinθ故，若挡板间的距离稍许增大后，角θ变大，Fx变大，故滑块m对墙壁的压力变大，故C错误，D正确；故选：BD．【点评】此题关键是灵敏地选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列方程求解出表达式再进行讨论．5．〔3分〕〔2021?山东〕图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为沟通电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．下面判定正确的是〔〕A．电压表的示数等于5VB．电压表的示数等于C．实现点火的条件是D．实现点火的条件是【考点】变压器的构造和原理．【专题】沟通电专题．【分析】根据图乙得到原线圈电压的最大值，根据有效值与最大值的关系求出电压表的示数，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会点火，根据电压与线圈匝数比的关系即可求解．【解答】解：A、根据图乙得到原线圈电压的最大值为5V，所以电压表的示数为：，故A错误，B正确；C、根据，且U1=5V，U2≥5000V得：实现点火的条件是，故C正确，D错误．故选BC【点评】把握住理想变压器的电压、电流之间的关系，知道电压表的示数为有效值，此题即可得到解决．6．〔3分〕〔2021?山东〕图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子〔〕A．带负电B．在c点受力最大C．在b点的电势能大于在c点的电势能D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化【考点】电势能；动能定理的应用．【专题】压轴题．【分析】电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．【解答】解：A：根据轨迹弯曲方向判定出，粒子在a→b→c的经过中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷互相排挤，故粒子带正电荷，A错误；B：点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在C点遭到的电场力最小，故B错误；C：根据动能定理，粒子由b到c，电场力做正功，动能增加，故粒子在b点电势能一定大于在c点的电势能，故C正确；D：a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b电场力做功为多，动能变化也大，故D正确．故选：CD．【点评】此题中，点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，把握住电场线和等势面的特点，即可解决此题．属于基础题目．7．〔3分〕〔2021?山东〕如下图，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．将质量为m的导体棒由静止释放，当速度到达v时开场匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g．下列选项正确的是〔〕A．P=2mgvsinθB．P=3mgvsinθC．当导体棒速度到达时加速度大小为D．在速度到达2v以后匀速运动的经过中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功率、平均功率和瞬时功率；电磁感应中的能量转化．【专题】压轴题；电磁感应——功能问题．【分析】导体棒最终匀速运动受力平衡可求拉力F，由P=Fv可求功率，由牛顿第二定律求加速度，由能量守恒推断能之间的互相转化．【解答】解：A、当导体棒以v匀速运动时受力平衡，则mgsinθ=BIl=，当导体棒以2v匀速运动时受力平衡，则F+mgsinθ=BIl=，故F=mgsinθ，拉力的功率P=Fv=2mgvsinθ，故A正确B、同理，B错误C、当导体棒速度到达时，由牛顿第二定律，mgsinθ﹣=ma，解得a=，故C正确D、由能量守恒，当速度到达2v以后匀速运动的经过中，R上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功，故D错误故选：AC【点评】考察了电磁感应定律结合闭合电路，注意平衡条件得应用，能量、功率关系．二、解答题〔共3小题，满分46分〕8．〔13分〕〔2021?山东〕〔1〕某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开场运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上〔尚未到达滑轮处〕．从纸带上便于测量的点开场，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz．①通过分析纸带数据，可判定物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开场减速．②计数点5对应的速度大小为1。00m/s，计数点6对应的速度大小为1。20m/s．〔保留三位有效数字〕③物块减速运动经过中加速度的大小为a=2。00m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数〔g为重力加速度〕，则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大〔填“偏大〞或“偏小〞〕．〔2〕在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx〔阻值约4Ω，额定电流约0。5A〕；电压表：V〔量程3V，内阻约3kΩ〕；电流表：A1〔量程0。6A，内阻约0。2Ω〕；A2〔量程3A，内阻约0。05Ω〕；电源：E1〔电动势3V，内阻不计〕；E2〔电动势12V，内阻不计〕；滑动变阻器：R〔最大阻值约20Ω〕；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示，读数为1。775mm．②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量准确，电流表应选A1、电源应选E1〔均填器材代号〕，在虚线框内〔如图丁〕完成电路原理图．【考点】测定金属的电阻率；探究小车速度随时间变化的规律．【专题】实验题；恒定电流专题．【分析】〔1〕①由纸带两个点之间的时间一样，若位移逐步增大，表示物体做加速运动，若位移逐步减小，则表示物体做减速运动；②用平均速度代替瞬时速度的方法求解瞬时速度；③用作差法求解减速经过中的加速度；〔2〕螺旋测微器准确度为0。
01mm，需要估读，读数时注意半毫米刻度线能否露出．在不要求电流或电压从零调或变阻器的阻值不是太小的情况下，滑动变阻器优先选择限流式接法，因限流式调节方便且节能．【解答】解：〔1〕①从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐步增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐步减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开场减速；②v5==1。00m/s由可得加速时加速度，则计数点6的速度v6=v5+a1T=1。00+2×0。10=1。20m/s．③由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据作差法得：a==﹣2。00m/s2．所以大小为2。00m/s2．测量值与真实值比拟，测量值偏大，由于实验中存在阻力，比方：没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦；没有考虑空气阻力等．〔2〕①从图中读出金属丝的直径为d=1。5mm+27。5×0。01mm=1。775mm②因测量金属丝的电阻率电流不能太大，电流表应选A1；待测电阻的电压约为2V，所以电源选择E1，电路图如下图故答案为：〔1〕①6，7；②1。00，1。20；③2。00，偏大〔2〕①1。775〔1。773～1。775均正确〕；②A1，E1，电路如下图【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平常练习中要加强基础知识的理解与应用．电流表量程的选择需要根据电路估算，难度适中．9．〔15分〕〔2021?山东〕如下图，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=1。
0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0。5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m=0。2kg，与BC间的动摩擦因数μ1=0。4．工件质量M=0。8kg，与地面间的动摩擦因数μ2=0。1．〔取g=10m/s2〕〔1〕若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h．〔2〕若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．①求F的大小．②当速度v=5m/s时，使工件立即停止运动〔即不考虑减速的时间和位移〕，物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．【专题】压轴题；动能定理的应用专题．【分析】〔1〕物块从P点下滑经B点至C点的整个经过，根据动能定理求解〔2〕对物体、工件和物体整体分析，根据牛顿第二定律求解〔3〕根据平抛运动的规律和几何关系求解．【解答】解〔1〕物块从P点下滑经B点至C点的整个经过，根据动能定理得：mgh﹣μ1mgL=0代入数据得：h=0。2m…①〔2〕①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得cosθ=…②根据牛顿第二定律，对物体有mgtanθ=ma…③对工件和物体整体有F﹣μ2〔M+m〕g=〔M+m〕a…④联立①②③④式，代入数据得F=8。
5N…⑤②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为x2，由运动学公式可得h=…⑥x1=vt…⑦x2=x1﹣Rsinθ…⑧联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得x2=0。4m答：〔1〕P、C两点间的高度差是0。2m；〔2〕F的大小是8。5N；〔3〕物块的落点与B点间的距离是0。4m．【点评】该题考察了动能定理、牛顿第二定律、平抛运动的规律多个知识点，关键要对物体进行受力和经过分析．10．〔18分〕〔2021?山东〕如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为一样的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U0，周期为T0．在t=0时刻将一个质量为m电量为﹣q〔q＞0〕的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区．〔不计粒子重力，不考虑极板外的电场〕〔1〕求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d；〔2〕为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应知足的条件．〔3〕若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该经过中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】压轴题；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】〔1〕粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，电场力做功等于粒子动能的增加；〔2〕使粒子不与极板相撞，则运动的半径大于；〔3〕粒子在t=3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，则从s1再次进入电场时的时刻是，粒子从左向右应是水平匀速穿过无场区，距离为d，根据匀速运动的规律求得时间，粒子在左右磁场中的时间是相等的，粒子在左右磁场中的时间是相等的且都是半个周期，所以粒子运动的总时间是一个周期，即t′=T；然后根据洛伦兹力提供向心力，即可求得磁感应强度．【解答】解：〔1〕粒子在匀强电场中电场力做功等于粒子动能的增加，得：代入数据，得：又：，联立以上两式，得：〔2〕粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：，得：使粒子不与极板相撞，则运动的半径联立以上两式，得：〔3〕粒子在t=3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，根据运动的对称性，则从s1再次进入电场时的时刻是；粒子从左向右应是水平匀速穿过无场区，距离为d，时间为：粒子在左右磁场中的时间是相等的，粒子在磁场中运动的总时间：粒子在左右磁场中的时间是相等的且都是半个周期，所以粒子运动的总时间是一个周期，即t′=T；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，得：，vT=2πr联立以上公式得：．答：〔1〕粒子到达S2时的速度和极板间距；〔2〕磁感应强度的大小应知足的条件；〔3〕粒子在磁场内运动的时间，磁感应强度的．【点评】该题中粒子在左右磁场中的时间是相等的，在电场中加速和减速的时间也是相等的，是这解题的关键．该题解题的经过复杂，公式较多，容易在解题的经过中出现错误．属于难度大的题目．选修3-311．〔3分〕〔2021?山东〕下面讲法正确的是〔〕A．水的饱和汽压随温度的升高而增大B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．一定质量的理想气体，在等压膨胀经过中，气体分子的平均动能减小【考点】热力学第一定律；分子间的互相作用力；*液体的外表张力现象和毛细现象．【专题】压轴题；热力学定理专题．【分析】A、水的饱和气压随温度的升高而增大；B、扩散现象证实了组成物质的分子永不停息地做无规则运动；C、随分子间距离的增大，分子间引力与斥力都要减小；D、温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小．【解答】解：A、水的饱和气压随温度的升高而增大，故A正确；B、扩散现象证实了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故B正确；C、当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，故C错误；D、一定质量的理想气体，在等压膨胀经过中，体积变大，由理想气体方程可知，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故D错误；故选AB．【点评】熟练把握基础知识即可正确解题，此题难度不大，对与物理选修内容要注意基础知识的把握．12．〔5分〕〔2021?山东〕如下
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