2014年高考真题物理（山东卷)（含解析版）下载

2014 年普通高等学校招生全国统一考试 （山东卷） 理科综合 物理试题（110 分/300 分） 第Ⅰ卷（必做，共 42 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 F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， 1 表示木板所 F受合力的大小， 2 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 FFF F B． 1 不变， 2 变小 A． 1 不变， 2 变大 FFF F D． 1 变小， 2 变小 C． 1 变大， 2 变大 vt（2014 山东高考 15）一质点在外力作用下做直线运动，其速度 随时间 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 ttttD． 4A． B． C． 31216．（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 M、N 两区的过程中，导体棒 F、 N 表示。不计轨道电阻，以下 F所受安培力分别用 叙述正确的是 MFF向右 B． N 向左 A．MFFC． 逐渐增大 D． N 逐渐减小 M17．（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 第 1 页 共 14 页 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 n : n 11:3 D．变压器原、副线圈的电流匝数比 1218．（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  q  q sma、c 两点先后 平边 ab 长为 ，竖直边ad 长为 h.质量均为 、带电量分别为 和的两粒子，由 v沿ab 和 cd 方向以速率 0 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 v相切，则 0 等于 s 2qE A． sqE s 2qE sqE B． C． D． 2mh 2 mh 4mh 4 mh 19．（2014 山东高考 19）如图，半径为 的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔 。已知壳内的场强处 RA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 EE试探电荷（不计重力）才球心以初动能 k0 沿 OA 方向射出。下列关于试探电荷的动能 k 与离开球心 r的距离 的关系图像，可能正确的是 第 2 页 共 14 页 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。 m设“玉兔”质量为 ，月球半径为 ，月面的重力加速度为月。以月面为零势能面，“玉兔”在 gh高RGMmh EP  度 的 引 力 势 能 可 表 示 为 ， 其 中 G为 引 力 常 量 ， 为 月 球 质 量 。 MRR  h 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 mg月R mg R 21mg月R mg月R 月h  Rh  R A． B． C． D． h  2R h  2R R  h 2R  h 2R  h R  h 第Ⅱ卷 （必做56 分+选做 12 分，共 68 分） 【必做部分】 第 3 页 共 14 页 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： ① 用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作 G ； ② 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 端向 A右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作 ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； 实验数据如下表所示： ；F1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 G / N F / N ④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 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 连接，保持 滑块静止，测量重物 离地面的高度 CPh；P⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的 点Ds（未与滑轮碰撞），测量C、D 间的距离 。 完成下列作图和填空： ⑴ 根据表中数据在给定坐标纸上作出 F  G 图线。   _________ ⑵ 由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 v  __________ （保留 2 位有效数字）。 g和重力加速度 表示）。 h、s、 ⑶ 滑块最大速度的大小 （用 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 8 其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为 2 ，查得铜的电阻率为 ，再利用图 1.0mm 1.710 m R甲所示电路测出铜导线的电阻 x ，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有： 第 4 页 共 14 页 电流表：量程 0.6A ，内阻约 0.2 电压表：量程3V ，内阻约9k ；；R滑动变阻器 1 ：最大阻值5 ；R滑动变阻器 2 ：最大阻值 20 ；R  3 定值电阻： 0电源：电动势 6V ，内阻可不计；开关、导线若干。 回答下列问题： RR2⑴ 实验中滑动变阻器应选 （填“ ”或“ ”），闭合开关 S 前应将滑片移至 端1a（填“ ”或“b ”）。 ⑵ 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。 ⑶ 调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50A 时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。 ⑷ 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） t  0.4s v  72km/ h ，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 的速 00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 L  39m 。减速过程中汽车位 sv移 与速度 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 g 10m/ s2 。求： ⑴ 减速过程汽车加速度的大小及所用时间； ⑵ 饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少； ⑶ 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。 第 5 页 共 14 页 P、Q 间存在匀强磁 24．（2014 山东高考 24）(20 分)如图甲所示，间距为 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。t  0 时刻，一质  q d、垂直于纸面的两平行板 mvQ的粒子（不计重力），以初速度 0 由 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场 量为 、带电量为 BT且平行于板面的方向射入磁场区。当 0 和 B 取某些特定值时，可使t  0 时刻入射的粒子经 t 时间恰 m、q、d、v 能垂直打在 板上（不考虑粒子反弹）。上述 P0 为已知量。 1B；0t  T ⑴ 若 ⑵ 若 ⑶ 若 B ，求 23t  T B ，求粒子在磁场中运动时加速度的大小； 24mv0 B  T，为使粒子仍能垂直打在 板上，求 P。0Bqd 【选做部分】 （2014 山东高考 36）．(12 分)【物理——物理 3—3】 (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 第 6 页 共 14 页 c．压强增大 d．分子间的引力和斥力都增大 V  0.5m3 ⑵ 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量 M  3103 kg 、体积 的重物捆 0h  40m 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 ，筒 1内气体体积V 1m3 。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为 2 时，拉力减为零，此时气 h1VVh体体积为 2 ，随后浮筒和重物自动上浮。求 2 和 2 。 已知大气压强 P 1105 P a ，水的密度 0 1103 kg / m3 ，重力加速度的大小 g 10m/ s2 。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θ=15°，BC 边长为 2L，该 介质的折射率为 2，求： （i）入射角 i； 第 7 页 共 14 页 （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 E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 E=BLV、I= 、F=BIL 可知，FM R逐渐增大，，FN 逐渐减小，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： P132 1P  P U2I2  60 2.2W 132W ；通过原线圈的电流为： I1  A=0.6A ；通过副线圈 12U1 220 n1 U1 220 11 的电流最大值为： 2.2 2A  3.1A；变压器原副线圈匝数比为： 为 BD。 ，正确选项 n2 U2 60 3第 8 页 共 14 页 18、【答案】B h1 qE 2 m s【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 t2, =v0t ，可得， 22s qE v0  ，正确选项 B。 2 mh 19、【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 Ek 电场中由静止开始运动，由动能定理可得， Fr  Ek ，则 =F ，Ek 图像的斜率数值上等于电场力的 r大小，距离球壳越远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 Mm (R  h)2 (R  h) mv2 【解析】设玉兔在 h 高度的速度为 v，则由 G可知，玉兔在该轨道上的动能为： 1 GMm 1 GMm GMmh Ek = ，由能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：W  EP  EK = ，2 (R  h) 2 (R  h) R(R  h) Mm R2 结合在月球表面： G=mg月，整理可知正确选项为 D。 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 F 1.6  0.4 G 4.0 1.0 （2）由 F  G 可知，   =0.40 (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 ： 第 9 页 共 14 页 1mg(s  h)  mv2 解得： v  2g(s-h) 。222、【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 lRS 1.61.0106 （4）Rx 的阻值为 1.60 欧姆，由 R   可知，l  =m  94m 。s1.7108 41 23、【答案】（1） a  8m / s2 ； t=2.5s （2） t  0.3s （3） 5【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： 2v0  2as ①v0 t  ②a联立① ②式，代入数据得： a  8m / s2 t=2.5s ③④t ，反应时间的增量为 t ，由运动学公式得 （2）设志愿者反应时间为 L  v0t  s ⑤t  t  t0 联立⑤⑥式，代入数据得 ⑥t  0.3s ⑦（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 第 10 页 共 14 页 二定律得 F=ma ⑧由平行四边形定则得： F 2  F2  (mg)2 联立③⑧⑨式，代入数据得： ⑨0F41 50=mg 2mv0 qd 3v0 d 3v0 21d24、【答案】（1） B0 = （2） a  （3）TB = ；TB =（  arcsin ） 4 2v0 d【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 2mv0 qv0B  ①R据题意由几何关系得 R1=d 联立①②式得 ②mv0 B0 = ③qd （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 2v0 a  ④R2 据题意由几何关系得 3R2  d 联立④⑤式得 ⑤23v0 a  ⑥d（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 2 R v0 由牛顿第二定律得 T  ⑦2mv0 qv0B0  ⑧R4mv0 由题意知 B0 = ，代入⑧式得 qd d=4R ⑨ 粒子运动轨迹如图所示， 第 11 页 共 14 页 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 2板，且均要求 0   ，由题意可知 2 TB T= ⑩2 2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 11 ○R  2(R  Rsin)n  d 12 ○当 n=0 时，无解 当 n=1 时，联立⑨ 式得 11 ○113 ○ = (或sin = ) 62联立⑦⑨⑩ 式得 13 ○d 3v0 14 ○TB = n  2 时，不满足 0   900 的要求 15 ○当若在 B 点击中 P 板，据题意由几何关系得 16 ○R  2Rsin  2(R  Rsin)n  d 17 ○当 n=1 时，无解 当 n=1 时，联立⑨ 式得 16 ○1118 ○  arcsin (或sin = ) 4418 ○联立⑦⑨⑩ 式得 21d19 ○TB =（  arcsin ） 4 2v0 n  2 时，不满足 0   900 的要求 20 ○当37、【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 Mg  g(V0 V2 ) 代入数据得 ①第 12 页 共 14 页 V2  2.5m3 ②设筒内气体初态、末态的压强分别为 P1、P2，由题意得 P  P  gh ③101P  P  gh2 在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得 ④20PV  PV2 ⑤112联立②③④⑤式代入数据得 h2=10m ⑥38、【答案】（1）ab 6  2 2c （2）（i）i=450 (ii) t  L【 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 x 0.9 v= = m / s=0.3m / s ；振动的周期 T=4s，所以波长 =vT=0.3 4m 1.2m；介质中质点的起 t3振方向和波源的起振方向相同，由 A 质点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 1sinC  ①n代入数据得 C=450 ②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 ③sini n  ④sin r 联立③④式，代入数据得 i=450 (ii)在 OPB 中，根据正弦定律得 ⑤OP L⑥sin750 sin 450 设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得 OP  vt ⑦cv  ⑧v联立⑥⑦⑧式，代入数据得 6  2 2c t  L⑨m1239、【答案】（1）cd（2）（i） mB  （ii） E  mv0 26【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 Em  En  hv 可知，b 错误，d 正确；根据C32 =3可知，辐射的光子频率最多 3 种 c 正确；正确选项 cd。 （2）解（i）以初速度 v0 的方向为正方向，设 B 的质量为 mB ，A、B 碰撞后的共同速度为 v，由题意 v知：碰撞前瞬间 A 的速度为 ，碰撞瞬间B 的速度为 2v，由动量守恒定律得 2第 13 页 共 14 页 vm  2mBv  (m  mB )v ①2由①式得 mmB  ②2（ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 mv0  (m  mB )v ③设碰撞过程 A、B 系统机械能的损失为 E ,则 1v11E= m( )2  mB (2v)2  (m  mB )v2 ④2联立②③④式得 22212E  mv0 ⑤6第 14 页 共 14 页