2015年山东省高考物理试卷.pdf
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1、2015年山东省高考物理试卷一、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。)L (6分)距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2 m,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点时细线被轧断,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.4.75m2.(6分)如图,拉格朗日点Li位于地球和
2、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L i建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动,以ai、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()O.9A.3 2 3 3 3 1 B.3 2 3 1 3 3 C.3 3 3 1 3 2 D.3 3 3 2 3 13.(6分)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间的动摩擦因数为内,A与地面间的动摩擦因数为口2,最大静摩擦力等于滑动摩
3、擦力。A与B的质量之比为()A 1 B-W 1 W 2M-I M,2 四 乩2C 1+22 0 2+22M,M,2 四 乩24.(6分)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.所加磁场越强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5.(6分)直角坐标系xO y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。点时,G点处的电场强度恰好为零
4、.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为()3331 B.323133 C.333132 D.333231【分析】由题意知,空 间 站 在L i点能与月球同步绕地球运动,其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度,2由an=9三一r,分析向心加速度a】、a2的 大 小 关 系.根 据a=1!L分 析a3与a】、azT22T r的关系.【解答】解:在拉格朗日点L i建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动,2根据向心加速度an=-r,T2由于拉格朗日点L i的轨道半径小于月球轨道半径,所 以a2ai,同步卫星离地高度约为36000公里,故同步卫星
5、离地距离小于拉格朗日点L i的轨道半径,根 据a=吗 得a3 a2 a i,2r故选:Do【点评】本题比较简单,对此类题目要注意掌握万有引力充当向心力和圆周运动向心加速度公式的联合应用.3.(6分)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间的动摩擦因数为凶,A与地面间的动摩擦因数为 眼,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()M-M-2 四 乩2C 1+|1 2 0 2+四 乩2 P-2 1 P-2【分析】对A、B整体和B物体分别受力分析,然后根据平衡条件列式后联立求解即可。【解答】解:对A、B
6、整体分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件,有:F=R(mi+m2)g 再对物体B分析,受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,有:水平方向:F=N竖直方向:m2g=f其中:f=niN联立有:m2g=HiF 联立解得:叫 1 1 M-2m?2故 选:Bo【点评】本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解,注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。4.(6分)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
7、,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强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【分析】将金属圆盘看成由无数金属幅条组成,根据右手定则判断感应电流的方向,从而判断电势的高低,形成感应电流,再根据左手定则,即可求解。【解答】解:A、将金属圆盘看成由无数金属幅条组成,根据右手定则判断可知:圆盘上的感应电流由边缘流向圆心,所以靠近圆心处电势高,所 以A正确;B、根据右手定则可知,产生的电动势为B L v,所以所加磁场越强,产生的电动势越大,电流越大,受到的安培力越大,越易使圆盘停止转动,所 以B正确;C、若所加磁场反向,只是产生的电流反向,根据楞次定律
8、可知,安培力还是阻碍圆盘的转动,所以圆盘还是减速转动,所 以C错误;D、若所加磁场穿过整个圆盘时,圆盘在切割磁感线,产生感应电动势,相当于电路断开,则不会产成感应电流,没有安培力的作用,圆盘将匀速转动,所 以D正确;故 选:ABDo【点评】本题关键要掌握右手定则、安培定则,并能正确用来分析电磁感应现象,对于这两个定则运用时,要解决两个问题:一是什么条件下用;二是怎样用。5.(6分)直角坐标系xOy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。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
9、分别为()“G(o.-a)A.驾,沿y轴正向4 a2C.至 蛆 沿y轴正向B.且学,沿y轴负向4 a2D.驾,沿y轴负向4 a2【分析】根据点电荷的场强公式和场强叠加的原理,可以知道在G点的时候负电荷在G点产生的合场强与正电荷在G点产生的场强大小相等方向相反,在H点同样根据场强的叠加来计算合场强的大小即可.【解答】解:G点处的电场强度恰好为零,说明负电荷在G点产生的合场强与正电荷在G点产生的场强大小相等方向相反,根据点电荷的场强公式可得,正电荷在G点的场强为嵯,负电荷在G点的合场2a强也为嵯,2a当正点电荷移到G点时,正电荷与H点的距离为2 a,正电荷在H点产生的场强为 色,方向沿y轴正向,4
10、 a2由于GH对称,所以负电荷在G点和H点产生的场强大小相等方向相反,大小为号,方向沿y轴负向,a所以H点处场合强的大小为嵯=驾,方向沿y轴负向,所以B正确;a2 4a 2 4a 2故选:Bo【点评】本题是对场强叠加原理的考查,同时注意点电荷的场强公式的应用,本题的关键的是理解G点处的电场强度恰好为零的含义.6.(6分)如图甲,Ro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To的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过Ro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u a b-t图象可能正确的是()【分析】由图乙可知,
11、电流为周期性变化的电流,故只需分析0.5T。内的感应电流即可;通过分析电流的变化明确磁场的变化,根据楞次定律即可得出电动势的图象。【解答】解:在第一个0.25T。时间内,通过大圆环的电流为顺时针增加的,由楞次定律可判断内球内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,同理可知,在0.25T。0.5T。时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小;则由楞次定律可知,a环内电势低于b端,因电流的变化率逐渐变大,故内环的电动势变大;故只有C正确;故选:Co【点评】本题考查楞次定律的应用,要注意明确楞次定律解题的基本步骤,正确掌握并理解 增反减同 的意义,并能正确应用;同时解题时要正确
12、审题,明确题意,不要被复杂的电路图所迷或!7.(6分)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 亥U,质量为m的带电微粒以初速度为V。沿中线射入两板间,0工时3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()I%d I图 甲A.末速度大小为JRo B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了l mgd D.克服电场力做功为mgd2【分析】0工时间内微粒匀速运动,重力和电场力相等,工 2 T 内,微粒做平3 3 3抛运动,2 TT 时间内,微粒竖直方向上做匀减速运动,水
13、平方向上仍然做匀3速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。【解答】解:A、0工时间内微粒匀速运动,则有:qE0=m g,工 2 T 内,微粒3 3 3做 平 抛 运 动,下降的位移乂 去.)2,-1T-T时 间 内,微 粒 的加速度a=2qEFg 方向竖直向上,微粒在竖直方向上做匀减速运动,T 时刻竖直分速度为零,所以末速度的方向沿水平方向,大小为v o,故 A 错误,B 正确。C、微粒在竖直方向上向下运动,位移大小为畀则重力势能的减小量为之mgd,故 C正确。D、在 工 2 T 内和T 时间内竖直方向上的加速度大小相等,方向相反,时间3 3 3相 等,则 位 移 的 大 小 相 等
14、,为 上 引 整 个 过 程 中 克 服 电 场 力 做 功 为42E0*q*yd=yqEod|-nigd,故 D 错误。故选:BCo【点评】解决本题的关键知道微粒在各段时间内的运动规律,抓住等时性,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。知道在工2 丁内和2 TT 时间内竖直方3 3 3向上的加速度大小相等,方向相反,时间相等,位移的大小相等。二、非选择题:必做题8.(10分)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤: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.如图1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
15、皮筋两端的位置标记为01、。2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录01、02间的距离(即橡皮筋的长度I).每次将弹簧秤示数改变0.5 0 N,测出所对应的I,部分数据如表所示:F/N0 0.501.001.502.002.50l/cmIo 10.9712.0213.0013.9815.05找出中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为0、0 1,橡皮筋的拉力记为 Foor.在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图1乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到0点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋0 A段的拉力记为FOA,0 B段的拉力记为FOB.完成下列作图和填
16、空:(1)利用表中数据在图2的坐标纸上画出F-I图线.(2)测得 OA=6.00cm,OB=7.60cm,则 FOA 的大小为 1.80 N.(3)根据给出的标度,在图3中作出FOA和FOB的合力F的图示.(4)通过比较F与F o o 的大小和方向,即可得出实验结论.【分析】(1)根据表中数据利用描点法得出对应的数据,图象与横坐标的交点即为Io;(2)橡皮筋两端拉力相等,根据题意求得总长度即可求得皮筋上的拉力;(3)通过给出的标度确定力的长度,根据平行四边形得出图象如图所示;(4)根据实验原理可明确应比较实验得出的拉力与通过平行四边形定则得出的合力.【解答】解:(1)根据表格中数据利用描点法作
17、出图象如图所示;由图可知,图象与横坐标的交点即为l o,由图可知l o=l O.O c m;(2)A B的总长度为6.00+7.6 0c m=1 3.6 0c m;由图可知,此时两端拉力F=1.8 0N;(3)根据给出的标度,作出合力如图所示;(4)只要作出的合力与实验得出的合力F o o 大小和方向在误差允许的范围内相等,即可说明平行四边形定则成立;故答案为:(1)如图所示;1 0.0;(2)1.8 0N;(3)如图所示;(4)F o o 3.02.52.01.51.00.50【点评】本题考查验证平行四边形定则的实验,要注意通过认真分析题意掌握实验原理,注意本题中橡皮筋挂在钩上时,两端的拉力
18、大小相等;根据总长度即可求得拉力大小.9.(8分)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流l o,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 减小(填 增大 或 减小).(2)l o=1.0 A.(3)RL消耗的最大功率为5 W(保留一位有效数字).【分析】(1)分析电路结构,根据并联电路规律可知R分流的变化,再由欧姆定律可得出电压表示数的变化;(2)由图象及并联电路的规律可分析恒定电流的大小;(3)由
19、功率公式分析得出对应的表达式,再由数学规律可求得最大功率.【解答】解:(1)定值电阻与滑动变阻器并联,当R向下移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由并联电路规律可知,电流表示数增大,流过R的电压减小,故电压表示数减小;(2)当电压表示数为零时,说明RL短路,此时流过电流表的电流即为I o;故I。为 1.0 A;(3)由图可知,当b全部通过R时,loR=2 O;由并联电路规律可知,流过RL的电流为:|=退;R+无(T R)2则 RL消耗的功率为:P=P RL=2 _ 0 _ L R 一;(R+瓦)1-+2R+RLRL则由数学规律可知,最大功率为:P=5W;故答案为;(1)减小;(2)1.0;(3)5
20、【点评】本题考查闭合电路欧姆定律在实验中的应用,要注意明确:一、图象的应用,能从图象得出对应的物理规律;二是注意功率公式的变形以及数学规律的正确应用.1 0.(1 8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等高定滑轮连接,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I.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I段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60。角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.2 5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
21、和摩擦,重力加速度的大小为g,求:图甲 图7,(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.【分析】(1)分别对开始及夹角为6 0度时进行受力分析,由共点力平衡列式,联立可求得物块的质量;(2)对最低点由向心力公式进行分析求解物块的速度,再对全过程由动能定理列式,联立可求得克服阻力做功.【解答】解:(1)设开始时细绳的拉力大小为T i,传感装置的初始值为Fi,物块质量为M,由平衡条件可得:对小球:Ti=mg对物块,Fi+Ti=Mg当细绳与竖直方向的夹角为60。时,设细绳的拉力大小为T 2,传感装置的示数为F 2,根据题意可知,F 2=1.25FI,由平衡条件
22、可得:对小球:T2=mgcos60对物块:F2+T2=IVIg联立以上各式,代入数据可得:M=3m;(2)设物块经过最低位置时速度大小为v,从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服阻力做功为W f,由动能定理得:mgl(1-cos60)-Wf=mv22在最低位置时,设细绳的拉力大小为T 3,传感装置的示数为F 3,据题意可知,F3=0.6FI,对小球,由牛顿第二定律得:2T3-mg=m对物块由平衡条件可得:F3+T3=Mg联立以上各式,代入数据解得:W f=O.l m g l.答:(1)物块的质量为3 m;(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为O.l m g l.【点
23、评】本题考查动能定理及共点力的平衡条件的应用,要注意正确选择研究对象,做好受力分析及过程分析;进而选择正确的物理规律求解;要注意在学习中要对多个方程联立求解的方法多加训练.1 1.(2 0分)如图所示,直径分别为D和2 D的同心圆处于同一竖直面内,。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(口区)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,上级板开有一小孔.一质量为m,电量为+q的粒子由小孔下方旦处静止释放,2加速后粒子以竖直向上的速度v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
24、小圆相切,求I区磁感应强度的大小;(3)若I区、n区磁感应强度的大小分别为纯、生匕,粒子运动一段时间后q D q D再次经过H点,求这段时间粒子运动的路程.【分析】(1)带电粒子在电场中做加速运动;根据动能定理可求得电场强度的大小;(2)明确两种可能的相切情况,即可求得半径;根据洛仑兹充当向心力求解磁感应强度;(3)分析粒子在磁场中的运动,根据运动周期明确经过的圆心角,再由圆的性质明确对应的路程.【解答】解:(1)设极板间电场强度大小为E,对粒子在电场中的加速运动,由动能定理可得:qE=Xmv22 22解得:E=Uqd(2)设I区内磁感应强大小为B,粒子做圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得:
25、2qvB=m-R如图甲所示,粒子的运动轨迹与小圆相切有两种情况,若粒子轨迹与小圆外切,由几何关系可得:R也4解得:B=丝;qD若粒子轨迹与小圆内切,由几何关系得:R=1D;解得:3qD(3)设粒子在I区和I I区做圆周运动的半径分别为Ri、R 2,由题意可知,I区和I I内的磁感应强度大小分别为团=2;B2=生;由牛顿第二定律可得:qD qD2 2qvBi=m-,qvB2=mR R2代 入 解 得:RI=D,R2 d2 4设粒子在I区 和II区做圆周运动的周期分别为T i、T2,由运动学公式得:2HR.2兀即Ti=-L,T2=-v V由题意分析,粒子两次与大圆相切的时间间隔的运动轨迹如图乙所示
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