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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，
1F 表示木板所受合力的大小，
2
F
表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后
A．
1F 不变，
2
F 变大
B．
1F 不变，
2
F 变小
C．
1F 变大，
2
F 变大
D．
1F 变小，
2
F 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．1t
B．2t
C．3t
D．4t
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
N
M、
两区的过程中，导体棒所受安培力分
别用
M
F
、
N
F 表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是
A．
M
F
向右
B．
N
F 向左
C．
M
F
逐渐增大
D．
N
F 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484W
B．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
3
:
11
:
2
1
n
n
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
c
a、两点先后沿ab 和cd 方向以
速率
0v 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
0v 等于
A．
mh
qE
s
2
2
B．
mh
qE
s
2
C．
mh
qE
s
2
4
D．
mh
qE
s
4
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
0
k
E
沿OA 方向射出。下列关于试探电荷的动能
k
E 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
月
g 。以月面为零势能面，“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为
h
R
R
GMmh
EP
，其中G 为引力常量，M 为月球质量。
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
A．
R
h
h
R
R
mg
2
月
B．
R
h
h
R
R
mg
2
月
C．
R
h
h
R
R
mg
2
2
月
D．
R
h
h
R
R
mg
2
1
月
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：
N
G /
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
N
F /
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
D
C、
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
G
F
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
、
、s
h
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
2
0.1 mm ，查得铜的电阻率为
m
8
10
7.1
，再利用图甲所示电路测出铜
导线的电阻
x
R ，从而确定导线的实际长度。可供使用的器
材有：
电流表：量程
A
6.0
，内阻约
2.0
；
电压表：量程V
3
，内阻约
k
9
；
滑动变阻器
1
R ：最大阻值
5
；
滑动变阻器
2
R ：最大阻值
20
；
定值电阻：
3
0
R
电源：电动势V
6
，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“
1
R ”或“
2
R ”），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
A
50
.0
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）
s
t
4.0
0
，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
h
km
v
/
72
0
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
m
L
39
。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
2
/
10
s
m
g
。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
Q
P、
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。
0
t
时刻，一质量为m 、带电量为
q
的粒子（不计重力），以初速度
0v 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
0
B 和
B
T 取某些特定值时，可使
0
t
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
0v
d
q
m
、
、
、
为已知量。
⑴ 若
B
T
t
2
1
，求
0
B ；
⑵ 若
B
T
t
2
3
，求粒子在磁场中运动时加速度的大小；
⑶ 若
qd
mv
B
0
0
4
，为使粒子仍能垂直打在P 板上，求
B
T 。
【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
kg
M
3
10
3
、体积
3
0
5.0 m
V
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
m
h
40
1
，筒内气体体积
3
1
1m
V
。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为
2
h 时，拉力减为零，此时气体体积为
2
V ，随后浮
筒和重物自动上浮。求
2
V 和
2
h 。 已知大气压强
aP
P
5
0
10
1
，水的密度
3
3
/
10
1
m
kg
，重力加速度的大
小
2
/
10
s
m
g
。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：
2
（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
可知，FM 逐渐增大，，FN 逐渐减
=
=
E
E BLV
I
F BIL
R
、=
、
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：
；通过原线圈的电流为：
；通过副线圈的电流最
1
2
2 2
60
2.2
132
P
P
U I
W
W
1
1
1
132 A=0.6A
220
P
I
U
大值为：
；变压器原副线圈匝数比为：
，正确选项为BD。
2.2
2
3.1
A
A
1
1
2
2
220
11
60
3
n
U
n
U
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，
2
0
1
,
=
2
2
2
h
qE
s
t
v t
m
，正确选项B。
0
2
s
qE
v
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电场中由静
止开始运动，由动能定理可得，
，则
，Ek 图像的斜率数值上等于电场力的大小，距离球壳越远
k
Fr
E
=F
k
E
r
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：
2
2
(
)
(
)
Mm
mv
G R
h
R
h
，由能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：
，结合在
1
= 2 (
)
k
GMm
E
R
h
1
= 2 (
)
(
)
P
K
GMm
GMmh
W
E
E
R
h
R R
h
月球表面：
，整理可知正确选项为D。
2 =
Mm
G
mg
R
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
（2）由
可知，
F
G
1.6
0.4 =0.40
4.0
1.0
F
G
(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
2
1
(
)
2
mg s
h
mv
得：
。
2 g(s-h)
v
22、【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）2.30v
（4）Rx 的阻值为1.60 欧姆，由
可知，
。
l
R
s
6
8
1.6 1.0 10
=
94
1.7 10
RS
l
m
m
23、【答案】（1）
； t=2.5s （2）
（3）
2
8
/
a
m s
0.3
t
s
41
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v0=20m/s，末速度
vt=0，位移s=25m，由运动学公式得：
①
2
0
2
v
as
②
0v
t
a
联立① ②式，代入数据得：
③
2
8
/
a
m s
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
t
t
⑤
0
L
v t
s
⑥
0
t
t
t
联立⑤⑥式，代入数据得
⑦
0.3
t
s
（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F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得
F=ma
⑧
由平行四边形定则得：
⑨
2
2
2
0
(
)
F
F
mg
联立③⑧⑨式，代入数据得：
0
41
= 5
F
mg
24、【答案】（1）
（2）
（3）
；
0
0= mv
B
qd
2
0
3v
a
d
0
d
= 3
B
T
v
0
1
d
=
arcsin
2
4 2v
B
T
（
）
【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
2
0
0
mv
qv B
R
据题意由几何关系得
R1=d
②
联立①②式得
③
0
0= mv
B
qd
（2）设粒子做圆周运动的半径为R2，加速度大小为a，由圆周运动公式得
④
2
0
2
v
a
R
据题意由几何关系得
⑤
2
3R
d
联立④⑤式得
⑥
2
0
3v
a
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
⑦
0
2 R
T
v
由牛顿第二定律得
⑧
2
0
0
0
mv
qv B
R
由题意知
，代入⑧式得
0
0
4
= mv
B
qd
d=4R
⑨
粒子运动轨迹如图所示，
O1、O2 为圆心，连线与水平方向的夹角为
，在每个TB 内，只有A、B 两个位置才有可能垂直击中P 板，且均
要求
，由题意可知
0
2
⑩
2
=
2
2
B
T
T
设经历完整TB 的个数为n（n=0,1,2,3……）
若在A 点击中P 板，据题意由几何关系得
2(
sin )
R
R
R
n
d
○
11
当n=0 时，无解
○
12
当n=1 时，联立⑨
式得
○
11
1
=
(
sin = )
6
2
或
○
13
联立⑦⑨⑩
式得
○
13
0
d
= 3
B
T
v
○
14
当
时，不满足
的要求
2
n
0
0
90
○
15
若在B 点击中P 板，据题意由几何关系得
2 sin
2(
sin )
R
R
R
R
n
d
○
16
当n=1 时，无解
○
17
当n=1 时，联立⑨
式得
○
16
1
1
arcsin
(
sin = )
4
4
或
○
18
联立⑦⑨⑩
式得
○
18
0
1
d
=
arcsin
2
4 2v
B
T
（
）
○
19
当
时，不满足
的要求
2
n
0
0
90
○
20
37、【答案】（1）ab （2）h2=10m
【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
0
2
(
)
Mg
g V
V
代入数据得
②
3
2
2.5
V
m
设筒内气体初态、末态的压强分别为P1、P2，由题意得
③
1
0
1
P
P
gh
④
2
0
2
P
P
gh
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
1 1
2
2
PV
PV
联立②③④⑤式代入数据得
h2=10m
⑥
38、【答案】（1）ab
（2）（i）i=450 (ii)
6
2
2
t
L
c
【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
0.9
=
=
/ =0.3
/
3
x
v
m s
m s
t
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
=
=0.3
4
1.2
vT
m
m
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
1
sinC
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
④
sin
sin
i
n
r
联立③④式，代入数据得
i=450
⑤
(ii)在
中，根据正弦定律得
OPB
⑥
0
0
sin75
sin 45
OP
L
设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得
⑦
OP
vt
⑧
c
v
v
联立⑥⑦⑧式，代入数据得
⑨
6
2
2
t
L
c
39、【答案】（1）cd（2）（i）
（ii）
2
B
m
m
2
0
1
6
E
mv
【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
m
n
E
E
hv
2
3 =3
C
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
0v
B
m
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
2
v
①
2
(
)
2
B
B
v
m
m v
m
m
v
由①式得
②
2
B
m
m
（ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得
③
0
(
)
B
mv
m
m
v
设碰撞过程A、B 系统机械能的损失为
,则
E
④
2
2
2
1
1
1
=
( )
(2 )
(
)
2
2
2
2
B
B
v
E
m
m
v
m
m
v
联立②③④式得
⑤
2
0
1
6
E
mv
