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_pdf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 【解析】小车上的物体落地的时间t  ，小车从A到B的时间t  ；小球下落的 1 g 2 v 2h 2H d 2h 时间 t  ；根据题意可得时间关系为：t =t +t ，即   解得 3 g 1 2 3 g v g h=1.25m，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 1 月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 1 1 2 分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 3 的大小。以下判断正确的是( ) A．a > a > a 2 3 1 B．a > a > a 2 1 3C．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( ) 1 A.  1 2 1 B. 1 2  1 2 1 C. 1 2  1 2 2 D. 1 2  1 2 【答案】B【解析】物体 AB整体在水平方向 F (m m )g ；对物体 B在竖直方向有： 2 A B m 1 F m g；联立解得： A  1 2 ，选项B正确 1 B m  B 1 2 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( )3kq 3kq A. ，沿y轴正向 B. ，沿y轴负向 4a2 4a2 5kq 5kq C. ，沿y轴正向 D. ，沿y轴负向 4a2 4a2 【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 强为E =k ；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为E k  ， 合 a2 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  ，方向沿y轴负向；故选B. 合 1 4a2 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 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 3 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 2 v 0 B.末速度沿水平方向 1 C.重力势能减少了 mgd 2D.克服电场力做功为mgd 【答案】BC T T 2T 【解析】因 0- 内微粒匀速运动，故E qmg；在  时间内，粒子只受重力作 3 0 3 3 2T gT 2T 用，做平抛运动，在t  时刻的竖直速度为v  ，水平速度为v ；在 T 时间 3 y1 3 0 3 内，粒子满足2E qmg ma,解得a=g，方向向上，则在t=T时刻，粒子的竖直速度减 0 小 到 零 ， 水 平 速 度 为 v ， 选 项 A错 误 ， B正 确 ； 微 粒 的 重 力 势 能 减 小 了 0 d 1 E mg  mgd ， 选 项 C正 确 ； 从 射 入 到 射 出 ， 由 动 能 定 理 可 知 ， P 2 2 1 1 mgd W =0，可知克服电场力做功为 mgd ，选项D错误；故选BC 2 电 2 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 间的距离（即 1 2， 1 2， 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段的拉力计为 OA 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，则电压表读数 L U 变小；（2）由电路图可知： I  I  ，即：U=I R-IR，由 U-I图线可知，I R=20； 0 R 0 0 20 Rk  20，则I =1A；（3）R 消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5时， 0 L 1.0 功率的最大值为P 5W 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 对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知：mgl(1cos60)W  mv2，联立解 f 2 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 【答案】（1） （2） 或 （3）7πD qd qD 3qD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 后可再次经过H点；粒子一次循环走过的路程为s  1  2 1 3 2 7D 代入解得：s  ，故当粒子再次经过H点时经过的路程为s 12s 7D 1 12 1 【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 若将杯盖提起时所需的最小力满足：F PS  PSmg，解得：F ≈0.02P S min 2 0 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 【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h y  gt2 2 2 2 ，解得 h=1.7m ，选项 A正确；简谐运动的周期是T   s 0.8s，选项 B正  2.5 T 确；0.6s内物块运动的路程是3A=0.3m，选项C错误；t=0.4s= ，此时物块在平衡位置向 2 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 【答案】R(  0 ) n2 1 sini 039.（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 0 1 3 以 v 、 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 8 4 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 【答案】 v 2 128 0