山东高考物理试题和答案及解析

山东高考物理试题和答案及解析

‎2015年山东物理高考试题 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。可求得h等于 A. 1.25m B . 2.25m C. 3.75m D. 4.75m ‎14.【答案】A ‎【解析】小车上的物体落地的时间，小车从A到B的时间；小球下落的时间；根据题意可得时间关系为：t1=t2+t3，即解得h=1.25m，选项A正确.‎ 考点：自由落体运动.‎ ‎15.如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和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L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是 A．a2>a3>a1 B．a2>a1>a3‎ C．a3>a1>a2 D．a3>a2>a1‎ ‎15.【答案】D ‎【解析】因空间站建在拉格朗日点，故周期等于月球绕地球转动的周期，根据可知，；月球与同步卫星都是由地球的万有引力提供向心力作圆周运动，而同步卫星的半径小，根据可知。综上所述，，选项D正确。‎ 考点：万有引力定律的应用.‎ ‎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，A与地面间的动摩擦因素为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为 A. ‎ B. C. D. ‎ ‎16.【答案】B ‎【解析】物体AB整体在水平方向；对物体B在竖直方向有：；联立解得：，选项B正确.‎ 考点：物体的平衡.‎ ‎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 ‎17.【答案】ABD.‎ ‎【解析】把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘则圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动，选项D正确。‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律.‎ ‎18. 直角坐标系中，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 ‎18.【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强为；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为，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，方向沿y轴负向；故选B.‎ 考点：场强的叠加.‎ ‎19. 如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正炫交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，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uab为正，下列uab-t图像可能正确的是 ‎19.【答案】C ‎【解析】在第一个0.25T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0-0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环内a端电势低于b端，因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大；故选项C正确.‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律.‎ ‎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的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，0~时间内微粒匀速运动，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 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了 D.克服电场力做功为 ‎20.【答案】BC ‎【解析】因0-内微粒匀速运动，故；在 时间内，粒子只受重力作用，做平抛运动，在时刻的竖直速度为，水平速度为v0；在时间内，粒子满足,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，水平速度为v0，选项A错误，B正确；微粒的重力势能减小了，选项C正确；从射入到射出，由动能定理可知，，可知克服电场力做功为，选项D错误；故选BC 考点：带电粒子在复合场中的运动.‎ 第II卷（必做157分+选做36分，共193分）‎ ‎【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O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的，部分数据如下表所示：‎ F(N)‎ ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎（cm）‎ ‎10.97‎ ‎12.02‎ ‎13.00‎ ‎13.98‎ ‎15.05‎ 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Foo’。‎ 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，使秤钩的下端达到O点，将两比肩的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力极为FOA，OB段的拉力计为FOB。‎ 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—图线，根据图线求得= cm ‎（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为 N。‎ ‎（3）根据给出的标度，在答题卡上做出FOA和FOB的合力F’的图示。‎ ‎（4）通过比较F'与 的大小和方向，即可得出实验结论。‎ ‎21.【答案】（1）10.00；（2）1.80；（3）如图；（4）FOO’‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）做出F-l图像，求得直线的截距即为l0，可得l0=10.00cm ；‎ ‎（2）可计算弹簧的劲度系数为；若OA=6.00cm，OB=7.60cm，则弹簧的弹力；则此时；‎ ‎（3）如图；‎ ‎（4）通过比较F’和FOO’的大小和方向，可得出实验结论. ‎ 考点：验证力的平行四边形定则。‎ ‎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I0，R为定值电阻，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RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的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）I0= A ‎（3）RL消耗的最大功率为 W（保留一位有效数字）‎ ‎22.【答案】（1）减小；（2）1.0（3）5‎ ‎【解析】（1）滑动头向下移动时，RL 阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；‎ ‎（2）由电路图可知：，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；，则I0=1.0A；‎ ‎（3）RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5时，功率的最大值为 考点：测量电阻的电功率。‎ ‎23. （18分）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。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于段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成角，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。   ‎ ‎23.【答案】（1）3m；（2）0.1mgl ‎【解析】（1）设开始时细绳的拉力大小为,传感装置的初始值为，物块质量为M，由平衡条件得 对小球，①‎ 对物块，②‎ 当细绳与竖直方向的夹角为时，设细绳的拉力大小为,传感装置的示数为，根据题意可知，，由平衡条件得 对小球，③‎ 对物块，④‎ 联立①②③④式，带入数据得 ⑤‎ （2） 设小球运动至最低位置时速度大小为，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为，由动能定理得 ⑥‎ 在最低位置，设细绳的拉力大小为，传感装置的示数为，根据题意可知，，对小球，由牛顿第二定律得 ⑦‎ 对物块，由平衡条件得 ⑧‎ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得 ⑨‎ ①~⑨式每式2分，共18分。‎ 考点：物体的平衡；牛顿第二定律；动能定理.‎ ‎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，上极板开有一小孔。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。‎ ‎24.【答案】（1）（2）或（3）5.5πD ‎【解析】（1）设极板间电场强度的大小为E，对粒子在电场中的运动，由动能定理得 ①由①式得 （2） 设I区磁感应强度的大小为B，粒子作圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得 图甲 ③‎ 如图甲所示，粒子运动的轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得④‎ 联立③④式得⑤‎ 若粒子轨道与小圆内切，由几何关系得⑥‎ 联立③⑥式得⑦‎ ‎（3）若Ⅰ区域的磁感应强度为，则粒子运动的半径为；Ⅱ区域的磁感应强度为，则粒子运动的半径为；‎ 设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为T1、T2，由运动公式可得：‎ ‎；‎ 据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图所示，根据对称性可知，Ⅰ区两段圆弧所对的圆心角相同，设为，Ⅱ区内圆弧所对圆心角为，圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角设为，由几何关系可得：；；‎ 粒子重复上述交替运动回到H点，轨迹如图所示，设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间分别为t1、t2，可得：；‎ 设粒子运动的路程为s，由运动公式可知：s=v(t1+t2)‎ 联立上述各式可得：s=5.5πD 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；动能定理。‎ ‎【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】b c ‎【解析】墨滴入水后碳粒的运动是布朗运动，是由于受水分子撞击不平衡引起的，是水分子无规则运动的反应，碳粒越小，布朗运动越明显，综上所述，选项a d错误，选项b c正确。‎ 考点：分子动理论.‎ ‎（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面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强，当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为，温度仍为303K。在经过一段时间，内部气体温度恢复到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，竖立向上提起杯盖所需的最小力。‎ ‎37.【答案】（ⅰ）1.01P0；（ⅱ）0.02P0S ‎【解析】（ⅰ）气体进行等容变化，开始时，压强P0，温度T0=300K；当温度上升到303K且尚未放气时，压强为P1，温度T1=303K；根据可得：‎ ‎（ⅱ）当内部气体温度恢复到300K时，由等容变化方程可得：，‎ 解得 当杯盖恰被顶起时有：‎ 若将杯盖提起时所需的最小力满足：，‎ 解得：‎ 考点：理想气体的状态方程；等容变化.‎ ‎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。t=0时刻，一小球从距离物块h高处自由落下；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，填正确答案标号）‎ 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 ‎38.【答案】a b ‎【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，解得h=1.7m ，选项a正确；简谐运动的周期是，选项b正确； ‎ ‎ 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下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项d错误；故选a b.‎ 考点：简谐振动.‎ ‎（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。‎ ‎【答案】‎ 考点：光的折射定律；全反射.‎ ‎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 ‎39.【答案】ac ‎【解析】因古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项a正确；、、‎ 具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出β射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d错误；故选ac.‎ 考点：半衰期；核反应方程.‎ ‎（2）如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以、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。‎ ‎【答案】‎ 考点：动量守恒定律；动能定理.‎