高考真题山东卷,有详解

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
1
表示木板
所受合力的大小，
F
2
表 示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后

A
．
F
1
不变，
F
2
变大
B
．
F
1
不变，
F
2
变小

C
．
F
1
变大，
F
2
变大
D
．
F
1
变小，
F
2
变小

14、【答案】A
【解析】木板静止，所受合力为零，所以F
1
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F
2
变大，正确选项B。
15
、（
2014
山东高考
15< br>）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
1
B
．
t
2
C
．
t
3
D
．
t
4

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
1
和
t
3
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
．（
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
M
、
F
N
表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是

A
．
F
M
向右
B
．
F
N
向左

C
．
F
M
逐渐增大
D
．
F
N
逐渐减小

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
M
向左， 同理可
以判断，F
N
向左，越靠近通电导线磁场越强，导体棒匀速运动，由
E =BLV、I=
E
、F=BIL
可知，F
M
逐渐增
R
大，，F
N
逐渐减小，正确选项BCD。
。
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
n
1
:n
2
?11:3

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：
P132
1
?A=0.6A
；通过副线圈的电流最大< br>U
1
220
nU22011
?
，正确选项为BD。 值为：< br>2.2?2A?3.1A
；变压器原副线圈匝数比为：
1
?
1
?
n
2
U
2
603
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
P
1
?P
2
?U
2
I
2
?60?2.2W?132W
；通过原线圈 的电流为：
I
1
?
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
0
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< br>v
0
等于

A
．
sqEsqE
s2qEs2qE
B
．
C
．
D
．
2mh4mh
2mh4mh

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
得，
v
0
?
h1qE
2
s
?t,=v
0
t
，可
22m2
sqE
，正确选项B
2mh
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
k0沿
OA
方向射出。下列关于试探电荷的动能
E
k
与离开球心的距 离
r
的关系图像，可能正确的
是


19、【答案】A < /p>

【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，
Fr?E
k
，则
E
k
=F
，E
k
图像的斜率数值上等于电场力的大小，距离球壳越远
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．（
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
月
。以月面为零势能面，“ 玉兔”在
h
高度的引力势能可表示为
E
P
?
中
G< br>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
．
GMmh
，其
R
?
R?h
?
mg
月
R
mgR
?
h?2R
?
B
．
月
h?2R

R?h
R? h
??
mg
月
R
?
mgR
2
?
1
?
??
D
．
月
?
h?R
h?R
?
C
．

?
?
R?h2
R?h
?
2
??
??
20、【答案】D
1GMm
Mmmv
2
E=
【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：，
?
k
2 (R?h)
(R?h)
2
(R?h)
1GMmGMmh
?
由 能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：
W?E
P
?E
K
=
，结合在月球表面：
2(R?h)R(R?h)
Mm
G
2
=mg< br>月
，整理可知正确选项为D。
R
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：

GN

FN

1.50
0.59
2.00
0.83
2.50
0.99
3.00
1.22
3.50
1.37
4.00
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）。

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
F?
?
G
可知，
?
?
?F1.6?0.4
?=0.40

?G4.0?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：
?
?
mg(s?h)??mv解得：
v?2
?
g(s-h)
。


22< br>．
(10
分
)
实验室购买了一捆标称长度为
100m
的铜导线，（
2014
山东高考
22
）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
1.0mm
2
，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
x
，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：

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
1
：最大阻值
5?
；

滑动变阻器
R
2
：最大阻值
20?
；

1
2
2

定值电阻：
R
0
?3?

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
1
”或“
R
2
”），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
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）。

22、【答案】（1）R
2
；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，R
x
和R
0
的总阻值约为4.60欧姆，若选用滑动变阻器R
1
，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R
2
。
（2）如图
（3）2.30v

RS1.6?1.0?10
?6
l
=m?94m
。 （4）R
x
的阻值为1.60欧姆，由
R?
?
可知，
l?
?
1.7?10
?8
s
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
?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
v
0
?72kmh
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
。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?10ms
2
。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。



23、【答案】（1）
a?8ms
； t=2.5s （2）
?t?0.3s
（3）
2
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v
0
=20 ms，末速度v
t
=0，
位移s=25m，由运动学公式得：
v
0
2
?2as
①
v
t?
0
②
a
联立① ②式，代入数据得：
a?8ms
2
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
0
t
?
?s
⑤
?t?t
?
?t
0
⑥
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
0
，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：
F
0
2
?F
2
?(mg)
2
⑨
联立③⑧⑨式，代入数据得：
F
0
41

=
mg5

24
．（
2014
山东高考
2 4
）
(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
0
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
B
0
和
T
B
取某些特定值时，可使
t?0
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
m、q、d 、v
0
为已知量。
⑴
若
1
?t?T
B
，求
B
0
；

2
⑵
若
?t?
⑶

若
B
0?
3
T
B
，求粒子在磁场中运动时加速度的大小；
2
4mv
0
，为使粒子仍能垂直打在
P
板上，求
TB
。

qd
mv
0
?
d
?
1 d
3v
0
2
24、【答案】（1）
B
0
=
（2）
a?
（3）
T
B
=
；
T
B
=（?arcsin）

qd3v
0
242v
0
d
【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
0
2
qv
0
B?
①
R
据题意由几何关系得R
1
=d ②
联立①②式得
B
0
=
mv
0
③
qd
（2）设粒子做圆周运动的半径为R
2
，加速度大小为a，由圆周运动公 式得
v
0
2
④
a?
R
2
据题意由几何关系得
3R
2
?d
⑤
3v
0
2
联立④⑤式得
a?
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
T?
2?
R
⑦
v
0
mv
0
2
由 牛顿第二定律得
qv
0
B
0
?
⑧
R4mv
0
由题意知
B
0
=
，代入⑧式得d=4R ⑨
qd
粒子运动轨迹如图所示，

O
1
、O
2
为圆心，连线与水平方向的夹角为
?
，在每个T
B
内，只有A、B两
个位置才有可能垂直击中P板，且均要求
0?
?
?
?
2，由题意可知
?
T
2
T=
B
⑩ 2
?
2
设经历完整T
B
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
11

R?2(R?Rsin
?
)n?d
○
12
当n=0时，无解 ○
11
式得 当n=1时，联立⑨○
?
?
?
1
13

?
=(或sin
?
=)
○
62
13
式得 联立⑦⑨⑩○

T
B
=?
d
3v
0
14
○
0
15
当
n?2
时，不满足
0?
?
?90
的要求 ○
若在B点击中P板，据题意由几何关系得
16

R?2Rsin
?
?2(R?Rsin
?
)n?d
○
17
当n=1时，无解 ○
16
式得 当n=1时，联立⑨○
18

?
?arcsin(或sin
?
=)
○
18
式得 联立⑦⑨⑩○
1
4
1
4
?
1d
19

T
B
=（?arcsin）
○
242v
0
20
当
n?2
时，不满足
0?
?
?90
的要求 ○
0
【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?10
3
kg
、体积
V
0
? 0.5m
3
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
h
1
?40m
，筒内气体体积
V
1?1m
3
。
在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为
h
2
时，拉力减为零，此时气体体积为
V
2
，随后浮筒和重物自
已知大气压强
P
动上浮。求
V
2
和
h
2
。水的密度
?
?1?10
3
kgm
3
，重力加速度的大小
g?10ms
2
。
0
?1?10P
a
，
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。

37、【答案】（1）ab （2）h
2
=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
Mg?
?
g(V
0
?V
2
)
①
代入数据得
5
V
2
?2.5m
3
②
设筒内气体初态、末态的压强分别为P
1
、P
2
，由题意得
P
1
?P
0
?
?
gh
1
③
P
2
?P
0
?
?
gh
2
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
PV
11
?PV
22
⑤
联立②③④⑤式代入数据得
h
2
=10m ⑥
38、(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
38、【答案】（1）a b
（2）（i）i=45
0
(ii)
t?
或sin15°=2-
3
）

6?2
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
x0.9
v==ms=0.3ms
；振动的周 期T=4s，所以波长
?
=vT=0.3?4m?1.2m
；介质中质点的起振方向和 波
t3
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
sinC?
1
①
n
sini
④
sinr
OPL
⑥
?
00
sin75sin45
代入数据得 C=45
0
②
设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得r=30
0
③
由折射定律得
n?
联立③④式，代入数据得i=45
0
⑤
(ii)在
?OPB
中，根据正弦定律得
设所用时间为t，光线 在介质中的速度为v，得
OP?vt
⑦
v?
c
⑧
v
6?2
L
⑨
2c
联立⑥⑦⑧式，代入数据 得
t?
(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
0
，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< br>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．
39、【答案】（ 1）cd（2）（i）
m
B
?

m1
2
（ii）
?E?mv
0

26
2< br>【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
m
?E
n
?hv
可知，b错 误，d正确；根据
C
3
=3
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
v
0
的方向为正方向，设B的质量 为
m
B
，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< br>v
，碰撞瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得
2
v
m?2m
B
v?(m?m
B
)v
①
2
m
由①式得
m
B
?
②
2
（ii）从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得
mv
0
?(m?m
B
)v
③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为
?E
,则
1v11
?E=m ()
2
?m
B
(2v)
2
?(m?m
B
) v
2
④
2222
联立②③④式得
1
?E?mv
0
2
⑤
6