2014年高考真题 物理（山东卷)（含解析版）

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，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后A．F1不变，F2变大B．F1不变，F2变小C．F1变大，F2变大D．F1变小，F2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A．t1B．t2C．t3D．t416．（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，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是A．FM向右B．FN向左C．FM逐渐增大D．FN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484WB．通过原线圈的电流的有效值为6.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈的电流匝数比n1:n211:318．（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a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0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v0等于s2qEsqEs2qEsqEA．B．C．D．2mh2mh4mh4mh19．（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Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek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g月。以月面为零势能面，“玉兔”GMmh在h高度的引力势能可表示为EP，其中G为引力常量，M为月球质量。R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mgRmgRmgR2月月月A．h2RB．h2RC．hRD．RhRhRh2mg月R1hRRh2第Ⅱ卷（必做56分+选做12分，共68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：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A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；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：G/N1.502.002.503.003.504.000.590.830.991.221.371.61F/N④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；⑤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C、D间的距离s。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_________（保留2位有效数字）。⑶滑块最大速度的大小v__________（用h、s、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1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7108m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R03电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：⑴实验中滑动变阻器应选（填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至端（填“a”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）t00.4s，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v072km/h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L39m。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。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P、Q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。t0时刻，一质量为m、带电量为q的粒子（不计重力），以初速度v0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B0和TB取某些特定值时，可使t0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m、q、d、v0为已知量。1⑴若tT，求B；2B03⑵若tT，求粒子在磁场中运动时加速度的大小；2B4mv0⑶若B0，为使粒子仍能垂直打在P板上，求T。qdB【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c．压强增大d．分子间的引力和斥力都增大33⑵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10kg、体积V00.5m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h140m3，筒内气体体积V11m。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为h2时，拉力减为零，5此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮。求V2和h2。已知大气压强P0110Pa，水的密度1103kg/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；（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E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E=BLV、I=、F=BIL可R知，FM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：P1132P1P2U2I2602.2W132W；通过原线圈的电流为：I1A=0.6A；通过副线圈U1220nU22011的电流最大值为：2.22A3.1A；变压器原副线圈匝数比为：11，正确选项n2U2603为BD。18、【答案】Bh1qEs【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,=vt，可22m20sqE得，v，正确选项B。02mh19、【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E，则=F，Ek图像的斜率数值上等于电场力kr的大小，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】DMmmv2【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：(Rh)2(Rh)1GMmE=，由能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：k2(Rh)1GMmGMmhMmWEE=，结合在月球表面：G=mg，整理可知正确选项为D。PK2(Rh)R(Rh)R2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F1.60.4（2）由FG可知，=0.40G4.01.0(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：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）2.30vlRS1.61.0106（4）Rx的阻值为1.60欧姆，由R可知，l=m94m。s1.71084123、【答案】（1）a8m/s2；t=2.5s（2）t0.3s（3）5【解析】解：（1）设