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_pdf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 表示木板 1 所受合力的大小，F 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 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。不计轨道电阻， M N 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（两粒子不同时出现在电场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰 0 好相切，则v 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 电的试探电荷（不计重力）才球心以初动能E 沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能E 与离 k0 k 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 。以月面为零势能面，“玉兔” 月 GMmh 在 h高度的引力势能可表示为 E  ，其中 G为引力常量， M 为月球质量。 P 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 mg R mg R  mg R 2  A． 月 h2R B． 月 h 2R C． 月 h R D．   Rh Rh Rh  2  mg R 1  月 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/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 1.61 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R ，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； 2 定值电阻：R 3 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前应将滑片移至 端 1 2 （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） t 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 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 。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v 由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁 0 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t时 0 B 间恰能垂直打在P板上（不考虑粒子反弹）。上述m、q、d、v 为已知量。 0 1 ⑴ 若t  T ，求B ； 2 B 0 3 ⑵ 若t  T ，求粒子在磁场中运动时加速度的大小； 2 B 4mv ⑶ 若B  0 ，为使粒子仍能垂直打在P板上，求T 。 0 qd 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， 1 2 此时气体体积为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 2 2 2 0 a 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 v ，一段时间后，B 与 A 同向运动发生碰撞并黏 0 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 E 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E=BLV、I= 、F=BIL可 N R 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： P 132 P  P U I 602.2W 132W ；通过原线圈的电流为：I  1  A=0.6A；通过副线圈 1 2 2 2 1 U 220 1 n U 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： 1  1   ，正确选项 n U 60 3 2 2为BD。 18、【答案】B h 1 qE 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, =v t，可 2 2 m 2 0 s qE 得，v  ，正确选项B。 0 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 E 电场中由静止开始运动，由动能定理可得，Fr  E ，则 k =F，E 图像的斜率数值上等于电场力 k r 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 Mm 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： (Rh)2 (Rh) 1 GMm E = ， 由 能 的 转 化 和 守 恒 定 律 可 知 对 玉 兔 做 的 功 为 ： k 2(Rh) 1 GMm GMmh Mm W  E E =  ，结合在月球表面：G =mg ，整理可知正确选项为D。 P K 2(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 F 1.60.4 （2）由F G可知，  =0.40 G 4.0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) 。 2 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 1 坏，故滑动变阻器应该选R 。 2 （2）如图 （3）2.30v l RS 1.61.0106 （4）R 的阻值为1.60欧姆，由R  可知，l  = m94m。 x s  1.7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v =20m/s，末 0 速度v=0，位移s=25m，由运动学公式得： t v 2 2as ① 0 v t  0 ② a 联立① ②式，代入数据得： a 8m/ s2 ③ t=2.5s ④ （2）设志愿者反应时间为t，反应时间的增量为t，由运动学公式得 L v ts ⑤ 0 t tt ⑥ 0 联立⑤⑥式，代入数据得 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： F2  F2 (mg)2 ⑨ 0 联立③⑧⑨式，代入数据得： F 41 0 = mg 5 mv 3v 2 d  1 d 24、【答案】（1）B = 0 （2）a  0 （3）T = ；T =（ arcsin ） 0 qd d B 3v B 2 4 2v 0 0 【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 mv 2 qv B  0 ① 0 R 据题意由几何关系得 R =d ② 1 联立①②式得 mv B = 0 ③ 0 qd （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 2 v 2 a  0 ④ R 2 据题意由几何关系得 3R d ⑤ 2 联立④⑤式得 3v 2 a  0 ⑥ d （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 T  ⑦ v 0 由牛顿第二定律得 mv 2 qv B  0 ⑧ 0 0 R 4mv 由题意知B = 0 ，代入⑧式得 0 qd 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 1 2 B  P板，且均要求0 ，由题意可知 2   T 2 T= B ⑩ 2 2 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 R2(RRsin)nd ○11 当n=0时，无解 ○12 当n=1时，联立⑨○11式得  1 = (或sin= ) ○13 6 2 联立⑦⑨⑩○13式得 d T = ○14 B 3v 0 当n2时，不满足0900的要求 ○15 若在B点击中P板，据题意由几何关系得 R2Rsin2(RRsin)nd ○16 当n=1时，无解 ○17 当n=1时，联立⑨○16式得 1 1 arcsin (或sin= ) ○18 4 4 联立⑦⑨⑩○18式得  1 d T =（ arcsin ） ○19 B 2 4 2v 0 当n2时，不满足0900的要求 ○20 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 Mg g(V V ) ① 0 2 代入数据得V 2.5m3 ② 2 设筒内气体初态、末态的压强分别为P 、P ，由题意得 1 2 P  P gh ③ 1 0 1 P  P gh ④ 2 0 2 在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得 PV  PV ⑤ 1 1 2 2 联立②③④⑤式代入数据得 h =10m ⑥ 2 38、【答案】（1）ab 6  2 （2）（i）i=450 (ii) t  L 2c 【 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 t 3 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 sinC  ① n 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 sini n ④ sinr 联立③④式，代入数据得 i=450 ⑤ (ii)在OPB中，根据正弦定律得 OP L  ⑥ sin750 sin450 设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得 OP vt ⑦ c v  ⑧ v 联立⑥⑦⑧式，代入数据得 6  2 t  L ⑨ 2c m 1 39、【答案】（1）cd（2）（i）m  （ii）E  mv 2 B 2 6 0 【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E E hv可知，b错误，d正确；根据C2=3可知，辐射的光子频率 m n 3 最多3种c正确；正确选项cd。 （2）解（i）以初速度v 的方向为正方向，设B的质量为m ，A、B碰撞后的共同速度为v，由题 0 B v 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 2v m 2m v (mm )v ① 2 B B 由①式得 m m  ② B 2 （ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 mv (mm )v ③ 0 B 设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E,则 1 v 1 1 E= m( )2  m (2v)2  (mm )v2 ④ 2 2 2 B 2 B 联立②③④式得 1 E  mv 2 ⑤ 6 0