2014山东高考理科综合（物理部分）
第Ⅰ卷（必做，共42分）
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
次维修时将两轻绳剪去一小段，但仍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表示单根轻绳对木反拉力的大小，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 v 15．一质点在外力作用下做直线运动，其速度v 随时间t 变化的图象如图．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 t 3 t 4 A ．t 1 B ．t 2 O t t 2 1 t C ．t 3 D ．t 4
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M N N 两区的过程中，好．在向右匀速通过M 、导体棒所受安培力分别用F M 、
I R F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是 F M A ．F M 向右 B ．F N 向左
C ． F M 逐渐增大 D ．F N 逐渐减小
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S 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（均为理用想电表）的示数分别为220V 和2.2A ．以下判断正确的是 n n 2 电V 1 A ．变压器输入功率为484W 器A B ．通过原线圈的电流的有效值为0.6A
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 a v 0 b s +q 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 、带电荷h c 两点先后沿ab 和cd 方向以量分别为+q 和 – q 的两粒子，由a 、
– q 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v 0 c d E 两粒子轨迹恰好相切，则v 0等于
A ．
A 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O 带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能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 的关系图象，可能正确的是
E k E k E k E k E k0 E k0 E E k0 k0 O R O R O R r r O R r A B C D
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
，s 2qE s B ．2mh 2qE s 2qE s C ． D ．mh 4mh 4qE mh
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
GMm h E 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R (R +h )
发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 mg 月R mg 月R (h +2R ) B
．(h ) (R +h ) (R +h )
mg 月R 1mg 月R (h +R ) C
． D ．(h +R ) (R +h ) 2(R +h ) 2A ．
第Ⅱ卷 （必做56分+选做12分，共68分）
【必做部分】
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：
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：
滑块 滑块 A s P C D h
甲 乙
（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出 F – G 图线；
（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数：
μ = _________（保留2位有效数字）；
（3）滑块最大速度的大小v = ___________（用h 、s 、μ
和重力加速度g 表示）．
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
210– 8Ω·m ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电测得导线横截面积为1.0mm ，查得铜的电阻率为1.7×
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0.2Ω；
R 0 R x 电压表：量程3V ，内阻约9kΩ； A V 滑动变阻器R 1：最大阻值5Ω； b a 滑动变阻器R 2：最大阻值20Ω；
S 定值电阻：R 0=3Ω； E
电源：电动势6V ，内阻可不计；开关、导线若干．
回答下列问题： 甲
2 1
3 0 V R 1
- + 铜导线
乙
（1）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 ”）．
（2）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．
（3）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 ． （4）导线实际长度为 m （保留2位有效数字）．
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=72km/h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
2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 = 10m/s．求：
（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；
（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．
24．（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 、带电荷量为+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Δt 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．
P （1）若Δt = 0.5T B ，求B 0； B （2）若Δt = 1.5T B ，求粒子在磁场中运动时B 0
加速度的大小； d B 0 v 0 （3）若B 0 = 4m v 0/qd ，为使粒子仍能垂直打T B 2T B t 在P 板上，求T B ． B 0 Q 甲 乙
37．（12分）【物理——选修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
（2）一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示．将一质量M = 3×103kg
3、体积V 0 = 0.5m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，p 0
开始时筒内液面到水面的距离h 水面
1 = 40m，筒内气体体积V 1 = 1m3．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h 2
为V 2，随后浮筒和重物自动上浮．求V 2和h 2．（已知大气压强p 0 = 1×105Pa h 1
水的密度ρ = 1×103 kg/m3，重力加速度的大小g = 10m/s2，．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．
浮筒
重物
38．（12分）【物理—选修3-4】
（1）一列简谐横波沿直线传播．以波源O 为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 ．（双选，填正确答案标号） y /m
A ．波长为1.2m 0.2
B ．波源起振方向沿y 轴正方向 0
C ．波速大小为0.4m/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9
t /s
D ．质点A 的动能在 t = 4s时最大 - 0.2
（2）如图所示，三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于截面
所在平面内的一束光线自O 以角度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：sin 750=
或tan150=2． B
4
39．（12分）【物理—选修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n E /eV
656nm ．以下判断正确的是．（双选，填正确答案标号） ∞ 0
A ．氢原子从n = 2跃迁到n = 1的能级时，辐射光的波长大于656nm 4 –– 0.85 1.51
B ．用波长为325nm 的光照射，可使氢原子从n = 1跃迁到n = 2能级 3
2–
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 3.4
D ．用波长为633nm 的光照射，不能使氢原子从n =2跃迁到n =3的能级 1 – 13.6
（2）如图，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．
重物
参考答案：
14．A ；前后两次木板始终处于静止状态，因此前后两次木板受合力F 1都等于零，保持不变，选项C 、D
错误；绳子剪去一段长度变短，悬挂木板时，绳子与竖直方向夹角θ变大，将力沿水平方向和竖直方向正交分解，在竖直方向上有2F 2cos θ = mg ，物体重力mg 不变，因此单根绳子的拉力F 2变大，A 选项正确，B 选项错误．
15．AC ；如果质点所受合力的方向与速度方向相同，物体做加速运动；合力的方向与速度方向相反，物体
做减速运动，在t 1、t 3时刻，速度都在不断增加，因此合力的方向与速度方向相同，A 、C 正确；而t 2、t 4时刻，速度在不断减小，合力的方向与速度方向相反，则B 、D 选项错误．
16．BCD ；根据楞次定律，导体棒在M 区和N 区受安培力的方向都向左，B 选项正确，A 选项错误；由法
拉第电磁感应定律可知，导体棒所受安培力大小F = BIL = B 2L 2v /R ，由于距离导体越近，磁场的磁感应强度B 越大，在M 区导体棒向右运动过程中，磁感应强度逐渐增大，安培力F M 逐渐增大，在N 区磁感应强度逐渐减小，导致安培力也逐渐减小，C 、D 都正确．
17．BD ；变压器为理想变压器，因此输入功率等于输出功率，即P 入 = P 出 = I 2U 2 = 132W，A 错误；由变
压比U 1:U 2 = n 1:n 2可知，变压器的匝数比为n 1:n 2 = 11:3，D 选项正确；由变流比I 1:I 2 = n 2:n 1可知，通过原线圈的电流的有效值I 1 = 0.6A ，B 选项正确；通过副线圈的电流有效值为2.2A ，因此，通过副线圈的电流的最大值为2.22A ，C 错误．
18．B ；两个粒子都做类平抛运动，轨迹相切时，速度方向恰好相反，即在该点，速度方向与水平方向夹角相同，v 0v 011=，而qE = ma ，水平方向上v 0t 1 + v 0t 2 = s ，竖直方向上at 12 +at 22 = h ，由上述各式22at 1at 2
s qE ，选项B 正确． 2mh 解得速度v 0 =
19．A ；由于在球壳内场强处处为零，因此从O 向A 运动的过程中，电荷不受电场力，做匀速直线运动，
动能不发生变化，图像为一条水平直线，故C 、D 错误；通过A 后，电荷做加速运动，但场强逐渐减小，通过相同的位移，电场力做的功逐渐减小，根据动能定理，试探电荷的动能的增量逐渐减小，即图像的斜率逐渐减小，选项A 正确，B 错误．
20．D ；在月球表面上，GMm /R 2 = mg 月，在距离月球h 高处时，GMm /(R + h ) 2 = mv 2/(R + h ) ，在高h 处玉兔
mg 月R 212GMm 的动能E k =m v ==；将玉兔发送到该处时，对它22(R +h ) 2(R +h )
做的功应等于它在该处的机械能，即对它做的功为W = E k + E P =2mg 月R
2(R +h ) (h +1R ) ，故D 选项正确． 2
21．（1）如图所示
（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）；
（3
（1）在坐标纸上描出各点，然后用直线将各点连接起来；（2）弹簧秤的
示数就是物体受到的摩擦力大小，由F f = μF N = μG 可知，图像的斜率就是动摩擦因数，找点代入可得μ = 0.4；（3）P 落地，滑块又前进了s – h 的距离才停止运动，在这段时间内，滑块做减速运动，根据v 2 = 2a (s – h ) ，且a = μg ，得到滑块最大速度v =2μg (s - h ) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 1.0 2.0 3.0 4.0 F /N G /N
22．【答案】（1）R 2；a （2）如图 （3）2.30V （2.29、2.31均正确） （4）94（93、95均正确）
【解析】（1）根据R = ρl/S 可估算待测电阻约2Ω，这样R 0 + R 的总电阻约为5Ω，
滑动变阻器采用限流式接法，阻值约等于待测电阻 3 – 5倍时，较准确，
因此滑动变阻器选R 2，另外，测量前将滑动变阻器调到最大值，以保护
电路，因此角度应调到a 端．
（2）根据电路图连接实物图，如图所示．
（3）电压表最小刻度是0.1V ，读数时应估读到0.01V ，因此读数为2.30V ；
（4）这样测得电阻值为R 0 + R = U /I = 4.6Ω，而R 0 = 3Ω，可得测电阻为R 0 = 1.6Ω，根据R = ρl/S ，代入
数据，可得电阻长度l = 94m．
23．【答案】（1）8m/s，2.5s ；（2）0.3s ；（3
）F 0=mg 【解析】（1）设减速过程中，汽车加在小为a ，运动时间为t ，初速度v 0 = 20m/s，末速度v t = 0，位移s
= 25m，由v 02 = 2as 、v 0 = at 解得a = 8m/s、t = 2.5s．
（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为Δt ，由运动学公式L = v 0t ′，Δt = t ′ – t 0，联立解得Δt = 0.3s．
（3）设志愿者所受合外力为F ，汽车对志愿者的作用力大小为F 0，志愿者的质量为m ，根据牛顿第二
定律有F = ma ，由平行四边行定则有 F 02 = F 2 + (mg ) 2，联立解得F 0=． m g 5
23v 0mv 0πd π1d 24．【答案】（1）B 0=（2）a =；（3）T B =或T B =(+arcsin ) d qd 3v 0242v 0
【解析】（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R 1，由牛顿第二定律得q v 0B 0 = m v 02/R 1，
由几何关系有R 1 = d ，解得B 0 = m v 0/qd ．
（2）设粒子做圆周运动的半径为R 2，加速度大小为a ，由圆周运动公式有a = v 02/R 2，
几何关系有3R 2 = d ，联立解得a = 3v 02/d ．
（3）设粒子做圆周运动的半径为R ，周期为T ，则T = 2πR /v 0，由牛顿第二定律有q v 0B 0
2= m v 0/R ，由题设B 0 = 4m v 0/qd ，得d = 4R ；粒子运动轨迹如图所示，O 1、O 2为
圆心，O 1、O 2连线与水平方向夹角为θ，在每个T B 内，只有A 、B 两个位置才
+θT 有可能垂直击中P 板，且均要求0
2θ2 π设经历完整T N 的个数为n （n = 0，1，2，3．．．．．．）
（i ）若击中P 板，由几何关系有 R + 2(R + R sin θ) n = d
当n = 0时，无解；当n = 1时有θ = π/6（即sin θ = 0.5），所以T B = πd /3v 0；当n ≥ 2时，不满足0
（ii ）若击中Q 板，由几何关系有 R +2R + 2(R + R sin θ) n = d
当n = 0时，无解；当n = 1时有sin θ = 0.25，所以T B = (
足0
37．[选修3-3]
（1）AB ；由于气缸导热良好，当环境温度升高时，理想气体的温度也会升高，内能增加，A 选项正确；气
缸内气体压强等于大气压与活塞产生的压强之和，保持不变，因此气体发生等压变化，压强不变，温度升高，气体膨胀，对个外做功，C 选项正确，选项D 错误；气体分子间距离增加，由于气体被认为是理想气体，分子间即不存在引力也不存在斥力，D 选项错误．
（2）当F = 0时，由平衡条件得Mg = ρ水g (V 2 + V 0) 代入数据解得V 2 = 2.5m3；设筒内初、末状态的压强分
别为p 1和p 2，则p 1 = p 0 + ρ水gh 1、p 2 = p 0 + ρ水gh 2，由玻意耳定律（等温变化）有p 1V 1 = p 2V 2，联立代入数据解得h 2 = 10m．
π1d +arcsin)() ；当n ≥ 2时，不满242v 0
38．[选修3-4]
（1）AB ；由于OA 平衡位置间的距离为0.9m ，波从O 传到A 点所用时间t = 3s，波速度v = s /t = 0.3m/s，
C 选项错误；由振动图像可知，质点的振动周期T = 4s，则波长λ = v T = 1.2m，A 选项正确；由于A 点起振方向沿x 轴正方向，因此波源起振方向也一定沿x 轴正方向，B 选项正确；在t = 4s时，质点A 运动到最大位移处，此时动能为零，D 选项错误．
（2）（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sin C = 1/n ，代入数据解得C = 45°；设光线在BC 面上的折射角为r ，由几何关系可
知r = 30°；根据光的折射定律有n = sini /sinr ，代入数据解得i = 45°．
（ii ）在ΔOPB 中，根据正弦定理有OP /sin75°= L /sin45°，设所用时间为t ，光线在介质
中的速度为v ，则OP = v t ，又v = c /n ，联立上述解和t =
38．[选修3-5]
（1）CD ；由于n = 3与n =2间的能量差为– 1.51eV –(– 3.4eV) = 1.89eV，而n = 1与n = 2间能量差为–
3.4eV –(–1 3.6eV) = 10.2eV，由ΔE = h ν = hc /λ可知，氢原子从n = 2跃迁到n = 1的能级时辐射的波长λ = 121.6nm小于656nm ，A 选项错误；同理，从n = 1跃迁到n = 2能级需要的光子的波长也恰好为121.6nm ，B 选项错误；一群处于n = 3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能会出现3种可能，因此会放出3种不同频率的光子，C 选项正确；电子发生跃迁时，吸收或放出的能量一定等于这两个能级间的能量差，为一特定值，大于或小于这个特定的值都不能使之发生跃迁，因此D 选项正确．
（2）（i ）以初速度v 0的方向为正方向，设B 的质量为m B ，A 、B 碰撞后共同速度为v ，碰撞前瞬间A 的速
度为v /2，B 的速度为2v ，由动量守恒有m v /2 + m B v = (m + m B ) v ，解得m B = 2m ．
（ii ）从开始到碰后的全过程中，由动量守恒有 m v 0 = (m + m B ) v ，故ΔE =
上述各式得ΔE =6+2L ． 2c 11m v 02 –(m + m B ) v 2，联立221m v 02．
6