2014年高考真题物理（山东卷）（解析版）_全国卷+地方卷_4.物理_1.物理高考真题试卷_2008-2020年_地方卷_山东高考物理08-21_山东高考物理_A4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，F 表示木 1 板所受合力的大小， 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 F 2 A．F 不变，F 变大 B．F 不变，F 变小 1 2 1 2 C．F 变大，F 变大 D．F 变小，F 变小 1 2 1 2 （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．t B．t C． t D．t 1 2 3 4 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 M、N 两区 的过程中，导体棒所受安培力分别用 F 、 F 表示。不 M N 计轨道电阻，以下叙述正确的是 A．F 向右 B． F 向左 M N C．F 逐渐增大 D． F 逐渐减小 M N 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6.6A 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n :n 11:3 1 2 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a、c两点先后沿ab和cd 方向以速率 v 进入矩形区（两粒子不 0 v 同时出现在电场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则 等于 0 s 2qE s qE s 2qE s qE A ． B ． C ． D ． 2 mh 2 mh 4 mh 4 mh 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 E E 电的试探电荷（不计重力）才球心以初动能 沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能 与离 k0 k 开球心的距离 的关系图像，可能正确的是 r20．（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 m 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 ， g 月球半径为R，月面的重力加速度为 月。以月面为零势能面，“玉兔”在h高度的引力势能 可表示为 ，其中 为引力常量， 为月球质量。 若 GMmh E  P RRh G M 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 A． mg 月 R h2R B． mg 月 R h 2R  C． mg 月 R    h 2 R    D． mg 月 R   h 1 R  Rh Rh Rh  2  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/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61④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 R 图甲所示电路测出铜导线的电阻 ，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有： x 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R ：最大阻值5； 1 滑动变阻器R ：最大阻值20； 2R 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： ⑴ 实验中滑动变阻器应选 （填“R ”或“R ”），闭合开关S前应将 1 2 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 t 0.4s 间） ，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 0 v 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。 0 s v 减速过程中汽车位移 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。 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 v 由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直 0 于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当 B 和T 取某些特定值时，可使t 0时刻入射的粒子经 0 B m、q、d、v t时间恰能垂直打在P板上（不考虑粒子反弹）。上述 0 为已知量。 1 ⑴ 若t  2 T B ，求B ； 03 ⑵ 若t  T ，求粒子在磁场中运动时加速度的大小； 2 B 4mv B  0 ⑶ 若 0 qd ，为使粒子仍能垂直打在 P 板上，求 T 。 B 【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 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103kg、体积 V 0.5m3 的重物 0 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h 40m， 1 筒内气体体积V 1m3 。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为h 时，拉力减为零，此 1 2 时气体体积为V ，随后浮筒和重物自动上浮。求V 和h 。 已知大气压强P 1105P ，水的密度 2 2 2 0 a 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 ，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- ） (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v ，一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并黏在一起，碰撞后 0 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F 不变，将两轻绳各减去一小段，木板再次静止，两绳之 1 间的夹角变大，木板重力沿绳方向的分力变大，故F 变大，正确选项B。 2 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t 和t 时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同，正确选项AC。 1 3 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，F 向左，同 M 理可以判断，F 向左，越靠近通电导线磁场越强，导体棒匀速运动，由 可 N 知，F 逐渐增大，，F 逐渐减小，正确选项BCD。 M N 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 的电流最大值为： ；变压器原副线圈匝数比为： ，正确选项 为BD。 18、【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， ，正确选项B。 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 电场中由静止开始运动，由动能定理可得， ，则 ，E 图像的斜率数值上等于电场力 k 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】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： ， 由 能 的 转 化 和 守 恒 定 律 可 知 对 玉 兔 做 的 功 为 ：，结合在月球表面： ，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） 【解析】（1）如图 （2）由 可知， (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： 解得： 。 22、【答案】（1）R ；a 2 （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，R 和R 的总阻值约 x 0 为4.60欧姆，若选用滑动变阻器R ，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， 1故滑动变阻器应该选R 。 2 （2）如图 （3）2.30v （4）R 的阻值为1.60欧姆，由 可知， 。 x 23、【答案】（1） ； t=2.5s （2） （3） 【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v=20m/s，末 0 速度v=0，位移s=25m，由运动学公式得： t ① ② 联立① ②式，代入数据得： ③ t=2.5s ④ （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 ⑤ ⑥ 联立⑤⑥式，代入数据得 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F ，志愿者质量为m，由牛顿 0 第二定律得 F=ma ⑧ 由平行四边形定则得： ⑨ 联立③⑧⑨式，代入数据得： 24、【答案】（1） （2） （3） ； 【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 ① 据题意由几何关系得 R =d ② 1 联立①②式得 ③ （2）设粒子做圆周运动的半径为R ，加速度大小为a，由圆周运动公式得 2④ 据题意由几何关系得 ⑤ 联立④⑤式得 ⑥ （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 ⑦ 由牛顿第二定律得 ⑧ 由题意知 ，代入⑧式得 d=4R ⑨ 粒子运动轨迹如图所示， O、O 为圆心，连线与水平方向的夹角为 ，在每个T 内，只有A、B两个位置才有可能垂直击中P 1 2 B 板，且均要求 ，由题意可知 ⑩ 设经历完整T 的个数为n（n=0,1,2,3……） B 若在A点击中P板，据题意由几何关系得 当n=0时，无解 当n=1时，联立⑨式得 联立⑦⑨⑩式得 当 时，不满足 的要求若在B点击中P板，据题意由几何关系得 当n=1时，无解 当n=1时，联立⑨式得 联立⑦⑨⑩式得 当 时，不满足 的要求 37、【答案】（1）ab （2）h=10m 2 【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 ① 代入数据得 ② 设筒内气体初态、末态的压强分别为P、P，由题意得 1 2 ③ ④ 在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得 ⑤ 联立②③④⑤式代入数据得 h=10m ⑥ 2 38、【答案】（1）ab （2）（i）i=450 (ii) 【 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 ① 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 ③ 由折射定律得 ④ 联立③④式，代入数据得 i=450 ⑤ (ii)在 中，根据正弦定律得 ⑥ 设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得 ⑦⑧ 联立⑥⑦⑧式，代入数据得 ⑨ 39、【答案】（1）cd（2）（i） （ii） 【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 ① 由①式得 ② （ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 ③ 设碰撞过程A、B系统机械能的损失为 ,则 ④ 联立②③④式得 ⑤