2014年高考真题 物理（山东卷)（含解析版）.pdf

2014 年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）理科综合理科综合 物理试题（物理试题（110 分分/300 分）分）第第卷（必做，共卷（必做，共 42 分）分）二、选择题(本题包括 7 小题，每小题给出四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)14（2014 山东高考 14）如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍能保持等长且悬挂点不变。木板静止时，1F表示木板所受合力的大小，2F表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 A1F不变，2F变大 B1F不变，2F变小 C1F变大，2F变大 D1F变小，2F变小（2014 山东高考 15）一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图。在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有 A1t B2t C3t D4t 16（2014 山东高考 16）如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过NM、两区的过程中，导体棒所受安培力分别 用MF、NF表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是 AMF向右 BNF向左 CMF逐渐增大 DNF逐渐减小 17（2014 山东高考 17）如图，将额定电压为 60V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为 220V 和 2.2A。以下判断正确的是 A变压器输入功率为 484W B通过原线圈的电流的有效值为 6.6A C通过副线圈的电流的最大值为 2.2A D变压器原、副线圈的电流匝数比3:11:21nn 18（2014 山东高考 18）如图，场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由ca、两点先后沿ab和cd方向以速率0v进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则0v等于 AmhqEs22 BmhqEs2 CmhqEs24 DmhqEs4 19（2014 山东高考 19）如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷（不计重力）才球心以初动能0kE沿 OA 方向射出。下列关于试探电荷的动能kE与离开球心的距离r的关系图像，可能正确的是 20（2014 山东高考 20）2013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球半径为R，月面的重力加速度为月g。以月面为零势能面，“玉兔”在h高度的引力势能可表示为hRRGMmhEP，其中G为引力常量，M为月球质量。若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 ARhhRRmg2月 BRhhRRmg2月 C RhhRRmg22月 DRhhRRmg21月 第第卷卷 （必做（必做 56分分+选做选做12 分，共分，共68 分）分）【必做部分】【必做部分】21.（2014 山东高考 21）（8 分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：NG/1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 NF/0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量DC、间的距离s。完成下列作图和填空：根据表中数据在给定坐标纸上作出GF 图线。由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_（保留 2 位有效数字）。滑块最大速度的大小_v（用、sh和重力加速度g表示）。22（2014 山东高考 22）(10 分)实验室购买了一捆标称长度为 100m 的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为20.1 mm，查得铜的电阻率为m8107.1，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻xR，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程A6.0，内阻约2.0；电压表：量程V3，内阻约k9；滑动变阻器1R：最大阻值5；滑动变阻器2R：最大阻值20；定值电阻：30R 电源：电动势V6，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：实验中滑动变阻器应选 （填“1R”或“2R”），闭合开关 S 前应将滑片移至 端（填“a”或“b”）。在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。调节滑动变阻器，当电流表的读数为A50.0时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。导线实际长度为 m（保留 2 位有效数字）。23（2014 山东高考 23）(18 分)研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）st4.00，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以hkmv/720的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离mL39。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小2/10smg。求：减速过程汽车加速度的大小及所用时间；饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；减速过程汽车队志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。24（2014 山东高考 24）(20 分)如图甲所示，间距为d、垂直于纸面的两平行板QP、间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。0t时刻，一质量为m、带电量为q的粒子（不计重力），以初速度0v由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当0B和BT取某些特定值时，可使0t时刻入射的粒子经t时间恰能垂直打在P板上（不考虑粒子反弹）。上述0vdqm、为已知量。若BTt21，求0B；若BTt23，求粒子在磁场中运动时加速度的大小；若qdmvB004，为使粒子仍能垂直打在P板上，求BT。【选做部分】【选做部分】（2014 山东高考 36）(12 分)【物理物理 33】(1)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体 。（双选，填正确答案标号）a内能增加 b对外做功 c压强增大 d分子间的引力和斥力都增大 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量kgM3103、体积305.0 mV 的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内冲入一定质量的气体，开始时筒内液面到水面的距离mh401，筒内气体体积311mV。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为2h时，拉力减为零，此时气体体积为2V，随后浮筒和重物自动上浮。求2V和2h。已知大气压强aPP50101，水的密度33/101mkg，重力加速度的大小2/10smg。不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。(2014 山东高考 38)（1）一列简谐波沿直线传播，以波源 O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A的振动图象如图所示，已知 O，A 的平衡位置相距 0.9m，以下判断正确的是（）（2）如图，三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点，位于 面所在平面内的一束光线自 O 以角 I 入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反射，已知=15，BC 边长为 2L，该介质的折射率为，求：2（i）入射角 i；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到或 sin15=2-）3 (2014 山东高考 39)（1）氢原子能级如图，当氢原子从 n=3 跃迁到 n=2 的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（）（2）如图二所示，光滑水平直轨道上两滑块 A、B 用橡皮筋连接，A 的质量为 m，开始时橡皮筋松弛，B 静止，给 A 向左的初速度 v0，一段时间后，B 与 A 同向运动发生碰撞并黏在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间 A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间 B 的速度的一半，求：（i）B 的质量；（ii）碰撞过程中 A、B 系统机械能的损失 14、【答案】A【解析】木板静止，所受合力为零，所以 F1不变，将两轻绳各减去一小段，木板再次静止，两绳之间的夹角变大，木板重力沿绳方向的分力变大，故 F2变大，正确选项 B。15、【答案】AC【解析】当物体做加速运动时，加速度的方向和速度方向相同，合外力的方向与加速度的方向相同，图中 t1和t3时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同，正确选项 AC。16、【答案】BCD【解析】由安培定则可知，通电导线在 M、N 区产生的磁场方向分别为垂直纸面向外、垂直纸面向里，导体棒向右通过 M 区时，由右手定则可知产生的电流方向向下，由左手定则可知，FM向左，同理可以判断，FN向左，越靠近通电导线磁场越强，导体棒匀速运动，由可知，FM逐渐增大，FN逐渐减=EE BLVIF BILR、=、小，正确选项 BCD。17、【答案】BD【解 析】用 电 器 正 常 工 作，输 出 变 压 器 输 出 电 压 为 60V，理 想 变 压 器 输 入 功 率 等 于 输 出 功 率：；通过原线圈的电流为：；通过副线圈的电流最122 2602.2132PPU IWW111132A=0.6A220PIU大值为：；变压器原副线圈匝数比为：，正确选项为 BD。2.223.1AA112222011603nUnU18、【答案】B【解析】粒子轨迹恰好相切，由对称性可知，切点为矩形的几何中心，由，可得，201,=222hqEstv tm，正确选项 B。02sqEvmh19、【答案】A【解析】壳内场强处处为零，试探电荷在壳内运动时动能不变，排除选项 CD；假设试探电荷在匀强电场中由静止开始运动，由动能定理可得，则，Ek图像的斜率数值上等于电场力的大小，距离球壳越远kFrE=FkEr试探电荷所受电场力越小，图像的斜率越小，正确选项为 A。20、【答案】D【解析】设玉兔在 h 高度的速度为 v，则由可知，玉兔在该轨道上的动能为：22()()MmmvGRhRh，由能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：，结合在1=2()kGMmERh1=2()()PKGMmGMmhWEERhR Rh月球表面：，整理可知正确选项为 D。2=MmGmgR月21、【答案】(1)如右图所示：（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42 均正确）（3）2 g(s-h)【解析】（1）如图 （2）由可知，FG1.60.4=0.404.01.0FG(3)滑块运动 h 达到最大速度 v，之后继续滑行直到停到 D 点，由动能定理可得：解21()2mg shmv 得：。2 g(s-h)v22、【答案】（1）R2；a（2）如图所示 （3）2.30（2.29、2.31 均正确）（4）94（93、95 均正确）【解析】（1）由（3）中电流表的读数为 0.50A 时，电压表的读数为 2.30v 可知，Rx和 R0的总阻值约为 4.60 欧姆，若选用滑动变阻器 R1，电源电压为 6 伏特，电流表的量程只有 0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选 R2。（2）如图 （3）2.30v（4）Rx的阻值为 1.60 欧姆，由可知，。lRs681.6 1.0 10=941.7 10RSlmm23、【答案】（1）；t=2.5s（2）（3）28/am s0.3ts 415【解析】解：（1）设减速过程汽车加速度的大小为 a，所用时间为 t，由题可得初速度 v0=20m/s，末速度vt=0，位移 s=25m，由运动学公式得：202vas 0vta联立 式，代入数据得：28/am st=2.5s （2）设志愿者反应时间为，反应时间的增量为，由运动学公式得 tt 0Lv ts 0ttt 联立式，代入数据得 0.3ts（3）设志愿者所受合外力的大小为 F，汽车对志愿者作用力的大小为 F0，志愿者质量为 m，由牛顿第二定律得 F=ma 由平行四边形定则得：2220()FFmg联立式，代入数据得：041=5Fmg24、【答案】（1）（2）（3）；00=mvBqd203vad0d=3BTv01d=arcsin24 2vBT（）【解析】解：（1）设粒子做圆周运动的半径为 R，由牛顿第二定律得 200mvqv BR据题意由几何关系得 R1=d 联立式得 00=mvBqd（2）设粒子做圆周运动的半径为 R2，加速度大小为 a，由圆周运动公式得 202vaR据题意由几何关系得 23Rd联立式得 203vad（3）设粒子做圆周运动的半径为 R，周期为 T，由圆周运动公式得 02 RTv由牛顿第二定律得 2000mvqv BR由题意知，代入式得 004=mvBqdd=4R 粒子运动轨迹如图所示，O1、O2为圆心，连线与水平方向的夹角为，在每个 TB内，只有 A、B 两个位置才有可能垂直击中 P 板，且均要求，由题意可知 02 2=22BTT设经历完整 TB的个数为 n（n=0,1,2,3）若在 A 点击中 P 板，据题意由几何关系得 2(sin)RRRnd11当 n=0 时，无解 12当 n=1 时，联立式得 11 1=(sin=)62或13联立式得 13 0d=3BTv14当时，不满足的要求 2n 009015若在 B 点击中 P 板，据题意由几何关系得 2 sin2(sin)RRRRnd16当 n=1 时，无解 17当 n=1 时，联立式得 16 11arcsin(sin=)44或18联立式得 18 01d=arcsin24 2vBT（）19当时，不满足的要求 2n 00902037、【答案】（1）ab（2）h2=10m【解析】（1）当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项 ab。（2）解：当 F=0 时，由平衡条件得 02()Mgg VV代入数据得 322.5Vm设筒内气体初态、末态的压强分别为 P1、P2，由题意得 101PPgh 202PPgh在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得 1 122PVPV联立式代入数据得 h2=10m 38、【答案】（1）ab（2）（i）i=450 (ii)622tLc【解析】（1）由 A 的振动图像可知，A 经过 3s 开始振动，OA 间距 0.9m，波速；振0.9=/=0.3/3xvm sm st动的周期 T=4s，所以波长；介质中质点的起振方向和波源的起振方向相同，由 A 质点=0.341.2vTmm的起振方向可以判断波源的起振方向沿 y 轴的正方向；t=4s 时 A 距离平衡位置最远，速度最小，动能最小，正确选项 ab。（2）解：（i）根据全反射规律可知，光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得 1sinCn代入数据得 C=450 设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得 r=300 由折射定律得 sinsininr联立式，代入数据得 i=450 (ii)在中，根据正弦定律得 OPB 00sin75sin45OPL设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得 OPvt cvv联立式，代入数据得 622tLc39、【答案】（1）cd（2）（i）（ii）2Bmm 2016Emv【解析】（1）能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a 错误；由可知，b 错误，d 正确；根据可知，辐射的光子频率最多 3 种 c 正确；正确mnEEhv23=3C选项 cd。（2）解（i）以初速度的方向为正方向，设 B 的质量为，A、B 碰撞后的共同速度为 v，由题意知：碰撞0vBm前瞬间 A 的速度为，碰撞瞬间 B 的速度为 2v，由动量守恒定律得 2v 2()2BBvmm vmmv由式得 2Bmm（ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 0()Bmvmmv设碰撞过程 A、B 系统机械能的损失为,则 E 222111=()(2)()2222BBvEmmvmmv联立式得 2016Emv