山东高考物理试题和解析.doc
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2015年山东高考物理试题
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.1.25mB.2.25m
C.3.75mD.4.75m
【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>a1B.a2>a1>a3
C.a3>a1>a2D.a3>a2>a1
【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.
【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
【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
【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
【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
【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。
【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)
【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。
【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。
【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。
【
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