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1、2014 年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷） 理科综合能力测试（物理） 第卷（必做共 107 分） 二、选择题（共7 小题，每小题6 分，共 42 分。第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，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木 板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后 AF1不变， F2变大 BF1不变， F2变小 CF1变大， F2变大 DF1变小， F
2、2变小 【答案】 A 【解析】 在轻绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力 都为零，即F10 N因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木 板的拉力相等，均为F2.对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平 衡方程： 2F2cos G，轻绳剪去一段后， 增大， cos 减小，故 F2变大。 选项 A 正确。 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 At1Bt2Ct3Dt4 【答案】 AC 【解析】 速度图像中某点的切线的斜率表示加速度。t1时刻速度为正， 加速度也为正， 合外力与速度同
3、向；t2时刻速度为正，加速度为负，合外力与速度反向；t3时刻速度 为负，加速度也为负，合外力与速度同向；t4时刻速度为负，加速度为正，合外力与速度反向。选项A、 C 正确。 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 FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是 AFM向右 BFN向左 CFM逐渐增大 DFN逐渐减小 【答案】 BCD 【解析】根据安培定则可判断出，通电导线在M 区产生竖直向上的磁场，在N 区产生竖直向下的磁场。当导体棒匀速通
4、过M 区时，由楞次定律可知导体棒受 到的安培力向左。当导体棒匀速通过N 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左。选项B 正确。 设导体棒的电阻为r，轨道的宽度为L，导体棒产生的感应电流为I，则导体棒受到的安培力F安BI L B BLv Rr L B 2L2v Rr ，在导体棒从左到右匀速通过M 区时，磁场由弱到强，所以 FM逐渐增大；在导体棒从左到 右匀速通过N 区时，磁场由强到弱，所以FN逐渐减小。选项C、D 正确。 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
5、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、副线圈匝数比3:11: 21 nn 【答案】 BD 【解析】理想电流表没有电阻，显示的2.2A 是理想变压器的输出电流的有效值，理想电压表的电阻无穷 大，显示的220 V 是理想变压器的输入电压的有效值。用电器正常工作，所以，理想变压器的输出电压的 有效值为60V根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得n1n2U1U2113 ，选项 D 正确。理想 v t 0 1 t 2 t 3 t 4 t R MN I v 导体棒 V A 用 电 器 S 1 n
6、2 n 变压器的输入功率等于输出功率，P入P出60 2.2 W132 W ，选项 A 错误。根据理想变压器的电流与 匝数成反比，即I1I2n2n1，可得通过原线圈的电流的有效值为I1 n2 n1I 20.6A ，选项 B 正确。通过变 压器的是正弦交流电，所以副线圈的电流的最大值为Im2I22.22 A，选项 C 错误。 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 a、c 两点先后沿ab 和 cd 方向以速率v0进入矩形区 （两粒子不同时出现在电 场中） 。不计重力。若
7、两粒子轨迹恰好相切，则v0等于 A mh qEs2 2 B mh qEs 2 C mh qEs2 4 D mh qEs 4 【答案】 B 【解析】两个粒子都做类平抛运动。两个粒子在竖直方向上都做加速度大小相等的匀加速直线运动，因为 竖直位移大小相等，所以它们的运动时间相等。两个粒子在水平方向上都做速度大小相等的匀速直线运动， 因为运动时间相等，所以水平位移大小相等。综合判断，两个粒子运动到轨迹相切点的水平位移都为 s 2， 竖直位移都为 h 2，由 h 2 Eq 2mt 2，s 2v0t 得 v0 s 2 Eq mh，选项 B 正确。 19如图，半径为 R 的均匀带正电的薄球壳，其上有一小孔A
8、。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）从球心以初动能Ek0沿 OA 方向射出。下列关于试 探电荷的动能Ek与离开球心的距离r 的关系图线，可能正确的是 【答案】 A 【解析】壳内场强处处为零，试探电荷从球心运动到球壳处不受任何力作用，动能不变，图象为一条水平 直线， C、D 错误。正的试探电荷从球壳处向外运动时，受到类似于球壳的全部电荷集中于球心的正点电 荷在壳外产生电场的电场力作用，要加速运动，动能增大。沿半径方向取相等的两段距离，离球心越远， 电场力的等效值越小，电场力做的功越小，动能的增加量就
9、越小，图象的斜率减小，选项 A 正确， B 错误。 202013 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。某航天受好 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 )(hRR 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)2(Rh hR Rmg月 B)2(R
10、h hR Rmg月 C) 2 2 (Rh hR Rmg月 D) 2 1 (Rh hR Rmg月 【答案】 D 【解析】本题以月面为零势面，开始发射时，“ 玉兔 ” 的机械能为零，对接完成时，“ 玉兔 ” 的动能和重力势 能都不为零，该过程对“ 玉兔 ” 做的功等于 “ 玉兔 ” 机械能的增加。忽略月球的自转，月球表面上，“ 玉兔 ” 所 r 0 0k E R k E r 0 0k E R k E r 0 0kE R k E r 0 0kE R k E AB C D E a b c d h 0 v 0 v q q s O A 月球 h 受重力等于地球对“ 玉兔 ” 的引力， 即 GMm R 2m
11、g月，对于在 h 高处的 “ 玉兔 ” ，月球对其的万有引力提供向心 力，即 G Mm （Rh） 2m v 2 Rh，“ 玉兔 ” 的动能 E k1 2mv 2，由以上可得， Ek g月R 2m 2（Rh）对 “ 玉兔 ” 做的功 W EkEp mg月R Rh h1 2R 选项 D 正确。 【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： 用弹簧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，等弹簧秤示数稳定后，将计数记叙F； 改变滑块上橡皮泥的质
12、量，重复步骤；实验数据如下表所示： G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 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 C、D 间的距离S 完成下列作图和填空： （ 1）根据表中数据在给定的坐标纸（见答题卡）上作出FG 图线。 （ 2）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） （ 3）滑块最大速度的大小
13、v_（用 h、s、和重力加速度g 表示。） 【答案】 (1)如图 (2)0.40(0.38 、0.39、0.41、0.42 均正确 ) (3)2g（s h） 【解析】 (1)根据实验步骤给出的实验数据描点、连线。如图。 (2)根据图线的斜率得滑块与木板间的动摩擦因数0.4。 (3)重物下落h 时，滑块的速度最大。设滑块的质量为m，细绳拉力对滑 块所做的功为WF，对该过程由动能定理得：WFmgh 1 2mv 20，滑块从 C 点运动到 D 点，由动能定理得：WFmgs 00，由以上两式得v2g（sh） 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定其实际长
14、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 m 8 107 .1 ，再利用图甲所示电路测出铜导线 的电阻 Rx，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，内阻约为0.2； CD r h P 弹簧秤 细线 橡皮泥 滑块 木板 A 图甲图乙 NF / NG / 2.0 4.0 6.0 8.0 0.1 2.1 4.1 6.1 8.1 0 .1 5.10.25.20. 35. 30.45.4 V A x R 0 R ab ES 图甲 0 12 3 V 图乙 NF / NG / 2.0 4.0 6.0 8.0 0.1 2.1 4.1 6.1 8.1 0
15、.1 5.10.25.20. 35. 30.45.4 电压表：量程3v，内阻约9K； 滑动变阻器R1：最大阻值5； 滑动变阻器R2：最大阻值20； 定值电阻：3 0 R； 电源：电动势6V，内阻可不计； 开关、导线若干。 回答下列问题： （1）实验中滑动变阻器应选_（填“ R1”或“ R2” ） ，闭合 开关 S 前应将滑片移至_端（填“ a”或“ b” ） . （2）在实物图（见答题卡）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） 【答
16、案】 (1)R2a (2)如右图所示。 (3)2.30(2.29、2.31 均正确 ) (4)94(93、95 均正确 ) 【解析】 (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为Rx l S 1.7 ，而 R0Rx4.7 ，根据电路图，电压表的量程是 3 V，电源的电动势为6 V， 所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 为了多测几组数据，以保证 实验结果的准确性，滑动变阻器应选R2 (2) 如右图所示。 (3)电压表最小刻度表示0.1 V，应该按照 1 10估读进行读数，所以读数 为 2.30 V (4)因为 Rx U I R0 l S ，所以 l U I R0 S 94 m 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）st4 .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hkmv/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L39m。减速过程中汽车位移s
