1、 2014 年普通高等学校招生全国统一考试 (山东卷 )物理 1.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， 2F 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 A. 1F 不变， 2F 变大 B. 1F 不变， 2F 变小 C. 1F 变大， 2F 变大 D. 1F 变小， 2F 变小 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。 答案 ： A
2、2.一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 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。 答案 ： AC 3.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 NM、 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用 MF 、 NF 表示。不计轨道电阻，以下叙述正确
3、的是 21cnjy A. MF 向右 B. NF 向左 C. MF 逐渐增大 D. NF 逐渐减小 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=EE B L V I F B I LR、 = 、可知， FM逐渐增大， FN逐渐减小，正确选项 BCD。 答案 ： BCD 4.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
4、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: 21 nn 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：1 2 2 2 6 0 2 . 2 1 3 2P P U I W W ；通过原线圈的电流为：111132 A = 0 . 6 A220PI U ；通过 副 线 圈的 电流 最 大值 为 ： 2 .2 2 3 .1AA； 变 压器 原副 线 圈匝
5、 数 比为 ：11222 2 0 1 16 0 3nU ，正确选项为 BD。 答案 ： BD 5.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 ca、 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.mhqEs 22B.mhqEs2C.mhqEs 24D.mhqEs4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 201 ,=2 2 2h q E s
6、t v tm，可得，0 2s qEvmh，正确选项 B。 答案 ： B 6.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 0kE 沿 OA 方向射出。下列关于试探电荷的动能 kE 与离开球心的距离 r 的关系图像，可能正确的是 A. B. C. D. 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，kFr E，则 =FkEr， Ek图像的斜率数值上等于电场
7、力的大小，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。 答案 ： A 7.2013 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 hRRGMmhE P ，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
8、功为 A. RhhR Rmg 2月B. RhhR Rmg 2月C. RhhRRmg22月 D. RhhR Rmg 21月 解析 ： 设玉兔在 h 高度的速度为 v，则由 22( ) ( )M m m vGR h R h可知，玉兔在该轨道上的动能为： 1=2 ( )k GM mE Rh，由能的转化和守恒定律可知对玉兔做的功为：1= 2 ( ) ( )PKG M m G M m hW E E R h R R h ，结合在月球表面： 2 =MmG mgR 月 ，整理可知正确选 项为 D。 答案 ： D 8.(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： 用弹簧
9、秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作 G ； 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 ； 改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤 ； 实验数据如下表所示： 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 ； 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 DC、 间的距离 s 。 完成下列作图和填空： 根据表中数据在给定坐标纸上作出 GF 图线。 答案：如下图所示： NG/ 1.
10、50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 NF/ 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 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 )。 解析：由 FG 可知，1 . 6 0 . 4 = 0 . 4 04 . 0 1 . 0FG 。 答案： 0.40(0.38、 0.39、 0.41、 0.42 均正确 ) 滑块最大速度的大小 _v (用 、 sh 和重力加速度 g 表示 )。 解析：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：21() 2m g s h m v 解得： 2 g (s-h )v 。 答案：
11、 2 g(s-h) 9.(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 20.1 mm ，查得铜的电阻率为 m 8107.1 ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 xR ，从而确定导线的实际长度。 可供使用的器材有： 版权所有： 21电流表：量程 A6.0 ，内阻约 2.0 ； 电压表：量程 V3 ，内阻约 k9 ； 滑动变阻器 1R ：最大阻值 5 ； 滑动变阻器 2R ：最大阻值 20 ； 定值电阻： 30R 电源：电动势 V6 ，内阻可不计；开关、导线若干。 回答下列问题： 实验中滑动变阻器应选 (填“ 1R ”或
12、“ 2R ” )，闭合开关 S 前应将滑片移至_端 (填“ a ”或“ b ” )。 解析： 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。 答案： R2； a 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
13、应该选 R2。 (2)如上图 (3)2.30v 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。 如图所示 调节滑动变阻器，当电流表的读数为 A50.0 时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。 2.30(2.29、 2.31 均正确 ) 导线实际长度为 m(保留 2 位有效数字 )。 解析： Rx的阻值为 1.60 欧姆，由lR s可知，681 . 6 1 . 0 1 0= 9 41 . 7 1 0RSl m m。 答案： 94(93、 95 均正确 ) 10.(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 ) st 4.00 ，但饮酒会导致反
14、应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以 hkmv /720 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 mL 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 smg 。求： 减速过程汽车加速度的大小及所用时间； 解析：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： 20 2v as 0vt a 联立 式，代入数据得： 28/a m s t=2.5s 答案： 28/a m s t=2.5s 饮酒使
15、志愿者的反应时间比一般人增加了多少； 解析：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 0L v t s 0t t t 联立 式，代入数据得 0.3ts 答案： 0.3ts 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。 解析： (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 由平行四边形定则得： 2 2 20 ()F F m g 联立 式，代入数据得： 0 41= 5Fmg 答案： 41511.(20 分 )如图甲所示，间距为 d 、垂直于纸面的两平行板 QP、 间存在匀强磁场。取垂直于纸面
16、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。 0t 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 0B 和 BT 取某些特定值时，可使 0t 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 0vdqm 、 为已知量。 若BTt 21，求 0B ； 解析：设粒子做圆周运动的半径为 R，由牛顿第二定律得 200mvqv B R 据题意由几何关系得 R1=d 联立 式得 00=mvB qd 答案：00=mvB qd 若BTt 23，求粒子在磁场中运动时
17、加速度的大小； 解析：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 202vaR 据题意由几何关系得 23Rd 联立 式得 203vad 答案：203vad 若qdmvB 00 4，为使粒子仍能垂直打在 P 板上，求 BT 。 解析：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 02 RT v 由牛顿第二定律得 2000mvqv B R 由题意知00 4= mvB qd，代入 式得 d=4R 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 02，由题意可知 2
18、=22BTT 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 ( s i n )R R R n d 当 n=0 时，无解 当 n=1 时，联立 11式得 1= ( s i n = )62或 联立 13式得 0d=3BT v 当 2n 时，不满足 00 90 的要求 若在 B 点击中 P 板，据题意由几何关系得 2 s i n 2 ( s i n )R R R R n d 当 n=1 时，无解 当 n=1 时，联立 16式得 11a r c s i n ( s i n = )44 或 联立 18式得 01d= a r c s i n2 4
19、2 vBT （ ） 当 2n 时，不满足 00 90 的要求 答案：0d=3BT v或01d= a r c s i n2 4 2 vBT （ ）12.(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 解析：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。 答案： ab 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一
20、质量 kgM 3103 、体积 30 5.0 mV 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 mh 401 ，筒内气体体积 31 1mV 。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为 2h 时，拉力减为零，此时气体体积为 2V ，随后浮筒和重物自动上浮。求 2V 和 2h 。 已知大气压强 aPP 50 101 ，水的密度 33 /101 mkg ，重力加速度 的大小 2/10 smg 。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。 解析：解：当 F=0 时，由平衡条件得 02()M g g V V 代入数据得 32
21、2.5Vm 设筒内气体初态、末态的压强分别为 P1、 P2，由题意得 1 0 1P P gh 2 0 2P 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 1 1 2 2PV PV 联立 式代入数据得 h2=10m 答案： h2=10m 13.(12 分 )物理 物理 3-4： (1)一列简谐横波沿直线传播。以波源 O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A 的振动图像如图所示，一直 O， A 的平衡位置相距 0.9m。以下判断正确的是 (双选，填正确答案标号 ) a.波长为 1.2m b.波源起振方向沿 y 轴正方向 c.波速大小为 0.4m/s d.质点 A 的动能在 t=4
22、s 时最大 解 析 ：由 A 的 振动 图像 可知 ， A 经过 3s 开始 振动 ， OA 间距 0.9m，波速0 . 9= = / = 0 . 3 /3xv m s m st ；振动的周期 T=4s，所以波长 = = 0 . 3 4 1 . 2v T m m ；介质中质点的起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。 答案： ab (2)如图，三角形 ABC 为某透明介质的横截面， O为 BC 边的中点，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
23、恰好发生全反射。已知 =15o， BC 边长为 2l，该介质的折射率为 ，求： (i)入射角 i； (ii)从入射到发生第一次全反射所用的时间 (设光在真空中的速度为 c，可能用到： sin75.= 644 或 tan35=23 解析： (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 1sinC n 代入数据得 C=450 设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得 r=300 由折射定律得 sinsinin r 联立 式，代入数据得 i=450 (ii)在 OPB 中，根据正弦定律得 00s in 7 5 s in 4 5O P L 设所用时间
24、为 t，光线在介质中的速度为 v，得 OP vt cv v 联立 式，代入数据得 622tLc 答案 ： (i)i=450 (ii) 622tLc14.(12 分 )物理 物理 3-5： (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 。 (双选，填正确答案标号 ) a.氢原子从 n=2 跃迁 n=1 的能级时，辐射光的波长大于 656nm b.用波长为 325nm 的光照射，可使氢原子从 n=1 跃迁 n=2 的能级 c.一群处于 n=3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线 d.用波长为 633nm 的光照射，不能
25、使氢原子从 n=2 跃迁到 n=3 的能级 解析：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mnE E hv可知， b 错误， d 正确；根据 23=3C可知，辐射的光子频率最多 3 种 c 正确；正确选项 cd。 答案： cd (2)如图，光滑水平直线轨道两滑块 A、 B 用橡皮筋连接， A 的质量 m。开始时橡皮擦松弛， 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 生碰撞并粘在一起。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 答案： (i)2B mm (ii) 2016E mv解析： (i)以初速度0v的方向为正方向，设 B 的质量为Bm， 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2v，碰撞瞬间 B 的速度为 2v，由动量守恒定律得 2 ( )2 BBvm m v m m v 由 式得 2B mm (ii)从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 0 ()Bm v m m v 设碰撞过程 A、 B 系统机械能的损失为 E ,则 2 2 21 1 1= ( ) ( 2 ) ( )2 2 2 2BBvE m m v m m v 联立 式得 2016E mv
