2015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

2015 年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷) 绝密★启用 理科综合 注意事项： 1.本试卷分第I卷和第II卷两部分，共12页。满分300分。考试用时150分钟。答题前，考生 务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规 定的位置。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（必做，共107分） 注意事项： 1.第Ⅰ卷共20小题。 2.每小题选出答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，在选涂其他答案标号。不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分。 以下数据可供答题时参考： 相对原子质量：C 12 N14 O16 Na23 Co59 一、选择题（共13小题，每小题5分，共65分。每小题只有一个选项符合题意。） 二、选择题（共7小题，.每小题6分，共42分。每小.题给出的四个选项中， 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.距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球， 离地高度为h，如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过 A点时将 随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至 B点时细线被扎断，最后两 球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小 g=10m/s²。可求的h等于( )A 1.25m B 2.25m C 3.75m D 4.75m 【答案】A 2H d t  t  【解析】小车上的物体落地的时间 1 g ，小车从A到B的时间 2 v ；小球下落的 2h 2H d 2h t    3 g g v g 时间 ；根据题意可得时间关系为：t=t+t ，即 解得h=1.25m， 1 2 3 选项A正确. 15.如图，拉格朗日点L 位于地球和与网球连线上，处在该点的物体在地球和月 1 球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家 设想在拉格朗日点L 建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以 a 、a 分 1 1 2 别表示该空间站与月球向心加速度的大小，a 表示地球同步卫星向心加速度的 3 大小。以下判断正确的是( ) A．a > a > a 2 3 1 B．a > a > a 2 1 3 C．a > a > a 3 1 2 D．a > a > a 3 2 1 【答案】D 16. 16.如图，滑块 A置于水平地面上，滑块 B在一水平力作用下紧靠滑块 A （A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩 擦因素为001，A与地面间的动摩擦因素为002，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B生物质量之比为( ) A. B. C. D. 【答案】B F (m m )g 【解析】物体 AB 整体在水平方向 2 A B ；对物体 B 在竖直方向有： m 1 A  1 2 F m g m  1 B ；联立解得： B 1 2 ，选项B正确 17. 如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。 现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中， 以下说法正确的是( ) A. 处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B. 所加磁场越长越易使圆盘停止转动 C. 若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D. 若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 【答案】ABD. 18. 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点 各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好 为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到 G点，则H点处场强的大小 和方向分别( ) A. ，沿y轴正向 B. ，沿y轴负向 C. ，沿y轴正向 D. ，沿y轴负向 【答案】B 【解析】因正电荷在O点时，G点的场强为零，则可知两负电荷在G点形成的电场的合场 Q Q 1 kQ E =k E k  强为 合 a2 ；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为 1 (2a)2 4 a2 ， 因两负电荷在 G 点的场强与在 H 点的场强等大反向，则 H 点的合场强为3kQ E  E -E  合 1 4a2 ，方向沿y轴负向；故选B. 19. 如图甲，R 为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在 0 一周期为T 的正炫交流电源上，经二极管整流后，通过 R 的电流i始终向左， 0 0 其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压 u 为正，下列u -t图像可能正确的是( ) ab ab 【答案】C. 20.如图甲，两水平金属板间距为 d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。 t=0时刻，质量为m的带电微粒初速度为 v 沿中线射入两板间，0~ 时间内微 0 粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板 接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是（ ）A.末速度大小为 v 0 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了 mgd D.克服电场力做功为mgd 【答案】BC T T 2T  E q mg 【解析】因0- 3 内微粒匀速运动，故 0 ；在 3 3 时间内，粒子只受重力作用， 2T gT 2T t  v  T 做平抛运动，在 3 时刻的竖直速度为 y1 3 ，水平速度为v ；在 3 时间内， 0 2E qmg ma 粒子满足 0 ,解得a=g，方向向上，则在t=T时刻，粒子的竖直速度减小到零， d 1 E mg  mgd 水平速度为v ，选项A错误，B正确；微粒的重力势能减小了 P 2 2 ，选 0 1 mgd W =0 项C正确；从射入到射出，由动能定理可知， 2 电 ，可知克服电场力做功为 1 mgd 2 ，选项D错误；故选BC第II卷（必做157分+选做36分，共193分） 注意事项： 1.第II卷共19道题。其中21-31题为必做题，32-39题为选做部分。 2.第II卷所有题目的答案，考生须用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡上规定 的区域内，在试卷上答题不得分。 3.选做部分考生需从中选择1道物理题、1道化学题和1道生物题做题。答 题前，请考生务必将所选题号用 2B铅笔涂黑，答完题后，再次确认所选题 号。 【必做部分】 21.（10分）某同学通过下述试验验证力的平行四边形定则。 实验步骤： ① 将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 ② 如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端 用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两 端的位置标记为O 、O ，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O 、O 间的 1 2， 1 2， 距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应 的l，部分数据如下表所示： F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l（cm） l 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 0 ③ 找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O’， 橡皮筋的拉力计为F 。 oo’ ④ 在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。 用两圆柱鼻尖呈适当角度同时拉橡皮筋的两端，事成狗的下端达到 O点，将两比肩的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力极为F ，OB段的拉力 OA 计为F 。 OB 完成下列作图和填空： （1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F—l图线，根据图线 求得l = cm 0 （2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则F 的大小为 N。 OA （3）根据给出的标度，在答题卡上做出F 和F 的合力F’的图示。 OA OB （4）通过比较F’与 的大小和方向，即可得出实验结论。 【答案】（1）10.00；（2）1.8；（3）图略；（4）F ’ OO 22.（8分）如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I ，R为定值 0 电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器 R 消耗的电功率。改变R 的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所 L L 示的U—I关系图线。回答下列问题： （1）滑动触头向下移动时，电压表示数 （填“增大”或“减小”）。 （2）I = A 0 （3）R 消耗的最大功率为 W（保留一位有效数字） L 【答案】（1）减小；（2）1（3）5 【解析】（1）滑动头向下移动时，R 阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读 L U I  I  数变小；（2）由电路图可知： 0 R ，即：U=IR-IR，由U-I图线可知，IR=20； 0 0 20 R k  20 1.0 ，则I=1A；（3）R 消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5时， 0 L P 5W 功率的最大值为 m 23.如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两个定滑 轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧 滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始 值。现给小球施加一始终垂直与l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直 方向成600角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小 球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。不 计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求：（1）物块的质量； （2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。 【答案】（1）3m；（2）0.1mgl 1 mgl(1cos60o)W  mv2 对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知： f 2 ，联立解 得：W=0.1mgl f 24.（20分）如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为 圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ 区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强 电场，上级板开有一小孔。一质量为m电量为+q的粒子由小孔下方 处静止 释放，加速后粒子以竖直向上的速度V射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁 场。不计粒子的重力。（1）求极板间电场强度的大小； （2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小； （3）若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为 、 ，粒子运动一段时间后再 次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。 mv2 4mv 4mv qd qD 3qD 【答案】（1） （2） 或 （3）7πD由图可知，粒子每次从磁场Ⅱ区域进入Ⅰ区域速度方向偏离 300，可知粒子往复转过12此 2R 2R s  1  2 后可再次经过H点；粒子一次循环走过的路程为 1 3 2 7D s  代入解得： 1 12 ，故当粒子再次经过H点时经过的路程为 s 12s 1 7D 【选做部分】 37.（12分）【物理——物理3-3】 （1）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是 。（双选，填正确答案标号） a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程运行得更迅速 d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 【答案】bc （2）扣在水平桌面的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为 S的热杯盖扣在水平桌上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强 P 当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又 0 落回桌面，其内部气体压强立刻减为 P 温度仍为303K。在经过一段时间，内 0 部气体温度恢复到300K。整个过程中粉笔气体均可视为理想气体。求： （i）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强； （ii）当温度恢复到300K时，竖立向上提起杯盖随需的最小力。 【答案】（ⅰ）1.01P ；（ⅱ）0.02P S 0 0 F PS  PS mg 若将杯盖提起时所需的最小力满足： min 2 0 ，解得：F ≈0.02P S min 0 38（12分）【物理—物理3-4】 （1）如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。 以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为 y=0.1sin(2.5 t)m。t=0时刻， 一小球从距离物块h搞出自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。 取重力加速度的大小 g=10m/s2.以下判断正确的是 。（双 选，天正确答案标号） a.h=1.7m b.简谐运动的周期是0.8s c.0.6s内物块运动的路程是0.2m d.t=0.4s时，物块与小球运动方向相反【答案】AB 1 h y  gt2 【解析】t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= -0.1m；则对小球 2 ， 2 2 T   s 0.8s 解得h=1.7m ，选项A正确；简谐运动的周期是  2.5 ，选项B正确； T 0.6s内物块运动的路程是3A=0.3m，选项C错误；t=0.4s= 2 ，此时物块在平衡位置向下振 动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D错误；故选AB. （2）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线00’的截面如图所示。 位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的 A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的 B点恰 好发生全反射。求A、B两点间的距离。 1 n2 sin2i R(  0 ) n2 1 sini 0 【答案】39.（12分）【物理—物理3—5】 （1）14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年。已知植物存活期间，其体 内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得 知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正 确的是 。（双选，填正确答案标号） a.该古木的年代距今约5700年 b. 12C、13C、14C具有相同的中子数 c. 14C衰变为14N的过程中放出β射线 d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变 【答案】ac （2）如图，三个质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等的静置于同一水平直轨道 上。现给滑块A向右的初速度v ，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别 01 3 以8 v 、4 v 的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C黏在一起向右运 0 0 动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞事件均极短。求 B、C碰后瞬间共同速度的大小。 1 57 v 2 128 0 【答案】