2015高考物理(山东专用)二轮专题辅导训练：专题6 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核
2015年高考真题(山东卷)物理试题详尽解析( pdf版)
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
【答案】D
地球
L1 月球
【解析】由于 G
Mm r2
man ，则 an
GM r2
，由题意可知月球的轨道半径大于空间站的轨道半径，而同步
卫星的运动周期小于空间站的周期，故空间站的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以 a3>a2>a1．选项 D 正确。
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
间的动摩擦因数为 μ1，A 与地面间的动摩擦因数为 μ2，最大静摩擦力等
E1
k
Q a2
；若
将正电荷移到 G
点，则正电荷在
H 点的场强为 E2
k
Q (2a)2
1 4
kQ a2
，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
E
E1
E2
3kQ 4a2
，方向沿
y
轴负向，选项
B
正确。
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 的正弦交流电
××
【答案】ABD
【解析】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 E=BLv 可知
2015年山东省高考物理试卷答案与解析
2015年山东省高考物理试卷参考答案与试题解析一、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。
）1．（6分）（2015•山东）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．4.75m考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下后，小球做平抛运动，小车运动至B点时细线被轧断，则B处的小球做自由落体运动，根据平抛运动及自由落体运动基本公式抓住时间关系列式求解．解答：解：经过A点，将球自由卸下后，A球做平抛运动，则有：H=解得：，小车从A点运动到B点的时间，因为两球同时落地，则细线被轧断后B出小球做自由落体运动的时间为t3=t1﹣t2=1﹣0.5=0.5s，则h=故选：A点评：本题主要考查了平抛运动和自由落体运动基本公式的直接应用，关键抓住同时落地求出B处小球做自由落体运动的时间，难度不大，属于基础题．2．（6分）（2015•山东）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＞a3C．a3＞a1＞a2D．a3＞a2＞a1考点：同步卫星．专题：人造卫星问题．分析：由题意知，空间站在L1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，由a n=r，分析向心加速度a1、a2的大小关系．根据a=分析a3与a1、a2的关系．解答：解：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，根据向心加速度a n=r，由于拉格朗日点L1的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L1的轨道半径，根据a=得a3＞a2＞a1，故选：D．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）（2015•山东）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μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，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．考点：共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．专题：共点力作用下物体平衡专题．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=μ2（m1+m2）g ①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=μ1N联立有：m2g=μ1F ②联立①②解得：=故选：B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）（2015•山东）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，圆盘将匀速转动考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电势．专题：电磁感应与电路结合．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，当没有磁通量变化时，就没有感应电流产生．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BLv，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，圆盘的磁通量不再变化，没有感应电流产生，没有安培力的作用，圆盘将匀速转动，所以D正确；故选：ABD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）（2015•山东）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为（）A．，沿y轴正向B．，沿y轴负向C．，沿y轴正向D．，沿y轴负向考点：电势差与电场强度的关系；电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．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反向相反，在H点同意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反向相反，根据点电荷的场强公式可得，正电荷在G点的场强为，负电荷在G点的合场强也为，当正点电荷移到G点时，正电荷与H点的距离为2a，正电荷在H点产生的场强为，方向沿y轴正向，由于GH对称，所以负电荷在G点和H点产生的场强的相等方向相反，大小为，方向沿y轴负向，所以H点处场合强的大小为，方向沿y轴负向，所以B正确；故选：B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）（2015•山东）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的正弦交流电源上，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u ab为正，下列u ab ﹣t图象可能正确的是（）A．B．C．D．考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．专题：电磁感应与电路结合．分析：由图乙可知，电流为周期性变化的电流，故只需分析0.5T0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0.25T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针增加的，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0.25T0～0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小；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：C．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；同时解题时要正确审题，明确题意，不要被复杂的电路图所迷或！7．（6分）（2015•山东）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为v0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v0B．末速度沿水平方向C．D．克服电场力做功为mgd重力势能减少了mgd考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：0～时间内微粒匀速运动，重力和电场力相等，～内，微粒做平抛运动，～T时间内，微粒竖直方向上做匀减速运动，水平方向上仍然做匀速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．解答：解：A、0～时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg，～内，微粒做平抛运动，下降的位移，～T时间内，微粒的加速度a=，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v0，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，则重力势能的减小量为，故C正确．D、在～内和～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为，整个过程中克服电场力做功为，故D错误．故选：BC．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～内和～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，位移的大小相等．二、非选择题：必做题8．（10分）（2015•山东）某同学通过下述实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l）．每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如表所示：F（N）0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50l（cm）l010.97 12.02 13.00 13.98 15.05③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为F OO′．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O点，将两笔尖的位置为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB．完成下列作图和填空：（1）利用表中数据在给出的坐标系上（见答题卡）画出F﹣l图线，根据图线求得l0=10.0 cm．（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则F OA的大小为 1.80N．（3）根据给出的标度，在答题卡上作出F OA和F OB的合力F′的图示．（4）通过比较F′与F oo′的大小和方向，即可得出实验结论．考点：验证力的平行四边形定则．专题：实验题．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l0；（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出图象如图所示；由图可知，图象与横坐标的交点即为l0；由图可知l0=10.0cm；（2）AB的总长度为6.00+7.60cm=13.60cm；由图可知，此时两端拉力F=1.80N；（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F00'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；10.0；（2）1.80N；（3）如图所示；（4）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，两端的拉力大小相等；根据总长度即可求得拉力大小．9．（8分）（2015•山东）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R L消耗的电功率．改变R L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）I0= 1.0A．（3）R L消耗的最大功率为5W（保留一位有效数字）．考点：测定电源的电动势和内阻；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．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R L短路，此时流过电流表的电流即为I0；故I0为1.0A；（3）由图可知，当I0全部通过R时，I0R=20；解得：R=4由并联电路规律可知，流过R L的电流为：I=；则R L消耗的功率为：P=I2R L==；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．10．（18分）（2015•山东）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l．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l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1.25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．考点：动能定理的应用；共点力平衡的条件及其应用．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）分别对开始及夹角为60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T1，传感装置的初始值为F1，物块质量为M，由平衡条件可得：对小球：T1=mg对物块，F1+T1=Mg当细绳与竖直方向的夹角为60°时，设细绳的拉力大小为T2，传感装置的示数为F2，根据题意可知，F2=1.25F1，由平衡条件可得：对小球：T1=mgcos60°对物块：F2+T2=Mg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°）﹣W f=mv2在最低位置时，设细绳的拉力大小为T1，传感装置的示数为F3，据题意可知，F3=0.6F1，对小球，由牛顿第二定律得：T3﹣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=0.1mgl．答：（1）物块的质量为3m；（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0.1mgl．点评：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．11．（20分）（2015•山东）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，上级板开有一小孔．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．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．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=mv2解得：E=（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：qvB=m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=；解得：B=；若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得：R=；解得：B=（3）设粒子在I区和II区做圆周运动的半径分别为R1、R2，由题意可知，I区和II 内的磁感应强度大小分别为B1=；B2=；由牛顿第二定律可得：qvB1=m，qvB2=m代入解得：R1=，R2=；设粒子在I区和II区做圆周运动的周期分别为T1、T2，由运动学公式得：T1=，T2=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，由对称性可知，I区两段圆弧所对圆心角相同，设为θ1，II区内所对圆心角设为θ2，圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角为α，由几何关系可得：θ1=120°θ2=180°α=60°粒子重复上述交替运动到H点，设粒子I区和II区做圆周运动的时间分别为t1、t2，可得：t1=×T1，t2=×T2设粒子运动的路程为s，由运动学公式可得s=v（t1+t2）联立解得：s=5.5πD答：（1）极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，Ⅰ区磁感应强度的大小或；（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，这段时间粒子运动的路程5.5πD．点评：本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，要注意明确洛仑兹力充当向心力的应用，同时要注意分析可能的运动过程，特别是具有对称性的性质要注意把握．【物理3-3】12．（4分）（2015•山东）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是（）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，混合均匀的过程进行得更迅速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考点：布朗运动．专题：布朗运动专题．分析：布朗运动是悬浮微粒永不停息地做无规则运动，用肉眼看不到悬浮微粒，只能借助光学显微镜观察到悬浮微粒的无规则运动，肉眼看不到液体分子；布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动．解答：解：A、碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是液体分子不停地做无规则撞击碳悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，不是由于碳粒受重力作用，故A错误；B、混合均匀的过程中，水分子做无规则的运动，碳粒的布朗运动也是做无规则运动．故B正确；C、当悬浮微粒越小时，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡表现的越强，即布朗运动越显著，所以使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速．故C正确；D、墨汁的扩散运动是由于微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡引起的．故D错误．故选：BC点评：该题中，碳微粒的无规则运动是布朗运动，明确布朗运动的实质是解题的关键，注意悬浮微粒只有借助显微镜才能看到．13．（8分）（2015•山东）扣在水平桌面上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p0．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p0，温度仍为303K，再经过一段时间内，内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭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，竖直向上提起杯盖所需的最小力．考点：理想气体的状态方程．专题：理想气体状态方程专题．分析：（I）分析初末状态的气体状态参量，由查理定律可求得后来的压强；（II）对开始杯盖刚好被顶起列平衡方程；再对后来杯内的气体分析，由查理定律及平衡关系列式，联立求解最小力．解答：解：（I）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0=300K，压强为P0，末状态温度T1=303，压强设为P1，由查理定律得：=代入数据解得：P1=P0；（II）设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得：P1S=P0S+mg放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度为T2=303K，压强P2=P0；末状态温度T3=300K，压强设为P3，由查理定律得=设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得：F+P3S=P0S+mg联立以上各式，代入数据得：F=P0S；答：（I）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强为P0；（Ⅱ）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力为P0S；点评：本题考查气体实验定律及共点力的平衡条件应用，要注意明确前后气体质量不同，只能分别对两部分气体列状态方程求解．【物理3-4】14．（2015•山东）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y=0.1sin（2.5πt）m．t=0时刻，一小球从距物块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（）A．h=1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程是0.2mD．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反考点：简谐运动的振动图象．专题：简谐运动专题．分析：由振动公式可明确振动的周期、振幅及位移等；再结合自由落体运动的规律即可求得h高度；根据周期明确小球经历0.4s时的运动方向．解答：解：A、由振动方程式可得，t=0.6s物体的位移为y=0.2sin（2.5π×0.6）=﹣0.1m；则对小球有：h+=gt2解得h=1.7m；故A正确；B、由公式可知，简谐运动的周期T===0.8s；故B正确；C、振幅为0.1m；故0.6s内物块运动的路程为3A=0.3m；故C错误；D、t=0.4s=，此时物体在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，故D错误；故选：AB．点评：本题考查简谐运动的位移公式，要掌握由公式求解简谐运动的相关信息，特别是位移、周期及振幅等物理量．15．（2015•山东）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′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点射入，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点恰好发生反射．求A、B 两点间的距离．考点：光的折射定律．。
2015年山东省青岛市高考物理二模试卷(解析版)
2015年山东省青岛市高考物理二模试卷一、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．）1．（6分）如图所示，物块正沿斜面匀速下滑，现在物块下滑过程中分别对物块施加一个竖直向下的恒力F1和一个与斜面平行向左下方的恒力F2，两种情况下斜面均静止不动，则下列说法正确的是（）A．当加F1时，物块仍沿斜面匀速下滑B．当加F2时，物块仍沿斜面匀速下滑C．当加F1时，斜面不受地面的摩擦力D．当加F2时，斜面受地面向右的摩擦力2．（6分）如图所示，一质点做匀加速直线运动先后经过A、B、C三点，已知从A到B和从B到C速度的增加量△v均为2m/s，AB间的距离x1=3m，BC间的距离x2=5m，则物体的加速度为（）A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s23．（6分）2015年3月30日21时52分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，31日凌晨3时34分顺利进入圆轨道．卫星在该轨道上运动的周期与地球自转周期相同，但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角，因此该轨道也被称为倾斜同步轨道，根据以上信息请判断下列说法中正确的是（）A．该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心B．该卫星离地面的高度要小于地球同步卫星离地面的高度C．地球对该卫星的万有引力一定等于对地球同步卫星的万有引力D．只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过青岛上空4．（6分）在匀强电场中有一个光滑的直角三角形框架，∠CAB=30°．将一质量不计的带电滑块以初速度v0释放，使其沿斜面CA运动，到达A点的速度为v0，让滑块以相同速度从C点沿CB下滑，则到达B点的速度为v0，则下列说法正确的是（）A．电场方向与AB边垂直B．B点电势是A点电势的两倍C．A点电势与BC边中点的电势相等D．C点电势一定比A点电势高5．（6分）如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为0.1T的水平匀强磁场中，导线框面积为0.5m2．导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有一滑动变阻器R，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是（）A．闭合导线框中产生的交变电压的表达式为u=100sin100tB．闭合导线框的匝数N=10C．若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍6．（6分）A、B两物体分别在大小相同的水平恒力F的作用下由静止开始沿同一水平面运动，作用时间分别为t0和4t0，两物体运动的v﹣t图象如图所示，则A、B两物体（）A．与水平面的摩擦力大小之比为5：12B．水平力F的最大功率之比为2：1C．水平力F对A、B两物体做功之比为2：1D．在整个运动过程中，摩擦力做功的平均功率之比为5：37．（6分）如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3Ω，边长为0.4m．金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（π取3）（）A．线框中感应电流的方向是顺时针方向B．t=0.4s时，穿过线框的磁通量为0.005WbC．经过t=0.4s，线框中产生的热量为0.3JD．前0.4s内流过线框的电量为0.2C二、非选择题8．（8分）某同学利用如图甲所示装置研究弹簧的弹性势能与弹簧伸长量之间的关系．图中O点所在虚线为弹簧的原长位置，O、A、B、C、D的间距均为x．先将光电门固定于A处，将固定在弹簧末端质量为m的小铁球从原长处释放，在小球经过光电门时，计时器记录下时间t A；依次将光电门置于B、C、D各处，每次均将小球从原长处由静止释放，得到时间t B、t C、t D．（1）如图乙用游标卡尺测量小球的直径d为mm；（2）当光电门固定于D处时，小球通过该处速度的表达式v D=（用字母表示），弹簧的伸长量为．（3）当小球运动至D处时，弹簧弹性势能的表达式E PD=（用字母表示）．9．（10分）在测定一节干电池电动势和内电阻的分组实验中，实验1组的同学利用图甲所示电路，选用下列器材进行了规范的实验操作．A．干电池（内电阻小于1.0Ω）B．电流表（量程0～0.6A，内阻r A=1Ω）C．电压表（量程0～3V，内阻约20kΩ）D．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流2A）E．开关、导线若干把得到的数据记录后用“○”在图乙所示的“U﹣I”图象中进行描点．在小组互评环节，实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验，并把实验数据用“×”也描在图乙所示的“U﹣I”图象中．请完成以下对1组实验方案的评价及改进．（1）从实验原理上来看，用图甲电路进行实验，误差主要来自：．（2）从所得实验数据来看，不足之处是：．（3）在如图丙中画出改进的方案电路图．（4）根据改进后所得的实验数据作出图线，由图线得到：E=V；r=Ω．（保留两位小数）．10．（18分）如图所示，在水平地面上固定一个倾角α=45°、高H=4m的斜面．在斜面上方固定放置一段由内壁光滑的圆管构成的轨道ABCD，圆周部分的半径R=m，AB与圆周相切于B点，长度为R，与水平方向的夹角θ=60°，轨道末端竖直，已知圆周轨道最低点C、轨道末端D与斜面顶端处于同一高度．现将一质量为0.1kg，直径可忽略的小球从管口A处由静止释放，g取10m/s2．（1）求小球在C点时对轨道的压力；（2）若小球与斜面碰撞（不计能量损失）后做平抛运动落到水平地面上，则碰撞点距斜面左端的水平距离x多大时小球平抛运动的水平位移最大？是多少？11．（20分）如图甲所示，长度为l，垂直于纸面的两平行板CD、MN间存在匀强磁场，板间距离为板长的两倍，平行板右侧有一水平方向的匀强电场．t=0时刻，一质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），以初速度v0由MN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，以垂直于DN边的方向进入电场区域，之后又回到磁场中，最后从平行板左端靠近板面的位置离开磁场，速度方向与初速度方向相反，上述仅l、m、q、v0为已知量．（1）若粒子在T B时刻进入电场，求B0的最大值；（2）若粒子在T B时刻进入电场，且B0取最大值，求电场强度E及粒子在电场中向右运动的最大距离；（3）若B0=，求T B满足的条件．【物理-物理3-3】12．（4分）下列说法正确的是（）A．硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用B．晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性C．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距D．随着科技的发展，将来可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化13．（8分）如图所示，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，气体的体积V1=6.0×10﹣3m3，温度T1=300K．现使外界环境温度缓慢升高至T2，此过程中气体吸收热量700J，内能增加500J．不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p0=1.0×105Pa，求T2．【物理-物理3-4】(12分)14．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻它的波形如图甲所示．经过时间0.2s，这列波的波形如图乙所示，则这列波的波速可能是（）A．0.9m/s B．1.8m/s C．2.7m/s D．3.6m/s15．如图所示，一束单色光射入一半径为0.2m玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．求：①此玻璃的折射率；②光在玻璃球内的传播时间．【物理-物理3-5】（12分）16．下列说法中正确的是（）A．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来元素的同位素B．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观点C．氢原子从高能级跃迁到低能级要放出光子D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有一定的关系17．如图所示，在光滑水平面上有一长木板C，它的两端各有一挡板，木板C的质量为m C=5kg．在C的正中央并排放着滑块A、B，质量分别为m A=1kg，m B=4kg．开始时，A、B、C均静止，A、B间夹有少量塑胶炸药，炸药爆炸后使A以6m/s的速度水平向左运动．设A、B与C间的摩擦都可以忽略，A、B中任一滑块与挡板碰撞后都与挡板结合成一体，求：①A、B两滑块哪个先与木板C相碰，碰后板C的速度；②当两滑块都与挡板相碰后，板C的速度．2015年山东省青岛市高考物理二模试卷参考答案与试题解析一、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．）1．（6分）如图所示，物块正沿斜面匀速下滑，现在物块下滑过程中分别对物块施加一个竖直向下的恒力F1和一个与斜面平行向左下方的恒力F2，两种情况下斜面均静止不动，则下列说法正确的是（）A．当加F1时，物块仍沿斜面匀速下滑B．当加F2时，物块仍沿斜面匀速下滑C．当加F1时，斜面不受地面的摩擦力D．当加F2时，斜面受地面向右的摩擦力【解答】解：AC、未加F1时，物块匀速下滑，受力平衡，分析物体的受力情况如图，由平衡条件得：mgsinθ=μmgcosθ得：sinθ=μcosθ对物块施加一个竖直向下的恒力F1时，物块受到的滑动摩擦力大小为：f=μ（F1+mg）cosθ重力和F沿斜面向下的分力大小为（F1+mg）sinθ，则上可知：（F+mg）sinθ=μ（F+mg）cosθ，则物块受力仍平衡，所以仍处于匀速下滑状态，所以A正确；由于斜面给物体的摩擦力与支持力的合力竖直向上，故斜面做不受地面摩擦力作用，故C正确．BD、当沿斜面向下推力F2时，物体与斜面间支持力保持不变，故摩擦力大小不变，故物体将沿斜面向下加速运动，故B错误；当有F2作用时，不改变斜面与物体间的摩擦力，故斜面体对物体作用力的合力竖直向上，故斜面体相对地面没有水平方向的运动趋势，故斜面体不地面的摩擦力作用，故D错误．故选：AC．2．（6分）如图所示，一质点做匀加速直线运动先后经过A、B、C三点，已知从A到B和从B到C速度的增加量△v均为2m/s，AB间的距离x1=3m，BC间的距离x2=5m，则物体的加速度为（）A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2【解答】解：因为A到B和从B到C速度的增加量△v均为2m/s，可知A到B 的时间和B到C的时间相等，根据平均速度推论知，B点的速度，根据速度位移公式得，，即，解得T=1s，则加速度a=．故选：B．3．（6分）2015年3月30日21时52分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，31日凌晨3时34分顺利进入圆轨道．卫星在该轨道上运动的周期与地球自转周期相同，但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角，因此该轨道也被称为倾斜同步轨道，根据以上信息请判断下列说法中正确的是（）A．该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心B．该卫星离地面的高度要小于地球同步卫星离地面的高度C．地球对该卫星的万有引力一定等于对地球同步卫星的万有引力D．只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过青岛上空【解答】解：A、倾斜同步轨道围绕地球做匀速圆周运动，圆心一定是地球的球心，故A正确；B、根据万有引力提供向心力r，得r=，因为倾斜地球同步轨道卫星的周期与赤道上空的同步卫星的周期相同，故它的轨道髙度与位于赤道上空的同步卫星的轨道高度相同，故B错误．C、根据可知，由于不知道该卫星和地球同步卫星质量的关系，所以无法判断万有引力的关系．故C错误．D、倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方，所以只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过青岛上空，故D正确．故选：AD4．（6分）在匀强电场中有一个光滑的直角三角形框架，∠CAB=30°．将一质量不计的带电滑块以初速度v0释放，使其沿斜面CA运动，到达A点的速度为v0，让滑块以相同速度从C点沿CB下滑，则到达B点的速度为v0，则下列说法正确的是（）A．电场方向与AB边垂直B．B点电势是A点电势的两倍C．A点电势与BC边中点的电势相等D．C点电势一定比A点电势高【解答】解：设滑块的质量为m，电量为q，BC的中点为D，因质量不计，所以滑块在运动过程中，只有电场力做功．设CA间的电势差为U1，则由动能定理有：m﹣v=qU1设CB间的电势差为U2，则由动能定理有：m﹣v=qU2解得：U2=2U1即BC的中点D的电势与A的电势相等．A、由以上解答可知，A与BC的中点D的电势相等，所以电场方向垂直于AD，与Ab并不垂直，选项A错误．B、虽然CB间的电势差等于CA间的电势差的2倍，但是零势能面没有确定，所以B点电势不一定是A点电势的两倍，选项B错误．C、由以上解答可知，即BC的中点D的电势与A的电势相等，选项C正确．D、虽然滑块哟C到A的过程中电场力做正功，因不知滑块所带的电性，所以无法判知C点和A点的电势高低，选项D错误．故选：C5．（6分）如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为0.1T的水平匀强磁场中，导线框面积为0.5m2．导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有一滑动变阻器R，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是（）A．闭合导线框中产生的交变电压的表达式为u=100sin100tB．闭合导线框的匝数N=10C．若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍【解答】解：A、由乙图可知，输出电压的最大值U m2=100V，周期为2π×10﹣2s，角速度ω===100rad/s；则输入端的最大值U m2=100×10=1000V；故表达式应为：u=100sin100t；故A错误；B、发电机输出的最大电压值U m1=NBSω=1000V；解得N==64匝；故B错误；C、将导线框的滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电阻增大，输出电流减小，由电流之比等于匝数的反比可知，电流表的示数减减小；故C正确；D、若转速度加倍，则最大值加倍，有效值加倍；输出端的有效值也会加倍，则由P=可知，输出功率将变成原来的4倍；故D错误；故选：C．6．（6分）A、B两物体分别在大小相同的水平恒力F的作用下由静止开始沿同一水平面运动，作用时间分别为t0和4t0，两物体运动的v﹣t图象如图所示，则A、B两物体（）A．与水平面的摩擦力大小之比为5：12B．水平力F的最大功率之比为2：1C．水平力F对A、B两物体做功之比为2：1D．在整个运动过程中，摩擦力做功的平均功率之比为5：3【解答】解：A、由速度图线的斜率等于加速度，则得：匀减速运动的加速度大小之比a A：a B=：=1：1．f A=m A a A f B=m B a B在外力作用下联立解得m A：m B=5：12而匀减速运动过程中，两物体的合外力等于摩擦力，根据牛顿第二定律得：摩擦力大小之比等于质量之比，即擦力大小之比是5：12．故A正确；B、AB两物体的最大速度之比为2：1，施加的力相同，故水平力F的最大功率之比为2：1，故B正确；C、在力F作用下通过的位移之比为1：2，故拉力做功之比为1：2，故C错误；D、由图象可知整个过程位移之比为6：5，摩擦力之比为5：12，故摩擦力做功之比为1：2，所用时间之比为3：5，故擦力做功的平均功率之比为5：6，故D 错误故选：AB7．（6分）如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3Ω，边长为0.4m．金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（π取3）（）A．线框中感应电流的方向是顺时针方向B．t=0.4s时，穿过线框的磁通量为0.005WbC．经过t=0.4s，线框中产生的热量为0.3JD．前0.4s内流过线框的电量为0.2C【解答】解：A、由磁感应强度B1垂直水平面向里，大小随时间增大；B2垂直水平面向外，大小不变，故线框的磁通量增大，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，故A错误；B、t=0.4s时刻穿过线框的磁通量为：∅=B1××πr2﹣B2××πr2=5×0.5×3×0.12﹣4××3×0.12W b=0.055W b，故B 错误；C、由Q=I2Rt=（）2××△t=（）2××0.4J=0.3J，故C正确；D、在t=0.4s内通过线框中的电量q=t=t==10×C=0.2C，故D正确．故选：CD．二、非选择题8．（8分）某同学利用如图甲所示装置研究弹簧的弹性势能与弹簧伸长量之间的关系．图中O点所在虚线为弹簧的原长位置，O、A、B、C、D的间距均为x．先将光电门固定于A处，将固定在弹簧末端质量为m的小铁球从原长处释放，在小球经过光电门时，计时器记录下时间t A；依次将光电门置于B、C、D各处，每次均将小球从原长处由静止释放，得到时间t B、t C、t D．（1）如图乙用游标卡尺测量小球的直径d为12.35mm；（2）当光电门固定于D处时，小球通过该处速度的表达式v D=（用字母表示），弹簧的伸长量为4x．（3）当小球运动至D处时，弹簧弹性势能的表达式E PD=4mgx﹣m（用字母表示）．【解答】解：（1）游标卡尺的读数为12mm+7×0.05=12.35mm（2）、根据瞬时速度的公式v D=，弹簧的伸长量为4x（3）根据能量守恒，E PD=4mgx﹣m故答案为：（1）12.35mm（2），4x（3）4mgx﹣m9．（10分）在测定一节干电池电动势和内电阻的分组实验中，实验1组的同学利用图甲所示电路，选用下列器材进行了规范的实验操作．A．干电池（内电阻小于1.0Ω）B．电流表（量程0～0.6A，内阻r A=1Ω）C．电压表（量程0～3V，内阻约20kΩ）D．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流2A）E．开关、导线若干把得到的数据记录后用“○”在图乙所示的“U﹣I”图象中进行描点．在小组互评环节，实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验，并把实验数据用“×”也描在图乙所示的“U﹣I”图象中．请完成以下对1组实验方案的评价及改进．（1）从实验原理上来看，用图甲电路进行实验，误差主要来自：电压表的分流．（2）从所得实验数据来看，不足之处是：路端电压的变化范围太小．（3）在如图丙中画出改进的方案电路图．（4）根据改进后所得的实验数据作出图线，由图线得到：E= 1.50V；r=0.53Ω．（保留两位小数）．【解答】解：（1）由甲图可知，电路采用相对电源的外接法，故误差来自于电压表的分流使电流表读数偏小；（2）由图中数据可知，路端电压变化范围太小，导致误差过大；（3）为了使路端电压变化较大，可以将已知内阻的电流表与电源相连，采用相对于电源的电流表内接法；故如图所示；（4）由闭合电路欧姆定律可知：E=U+I（r+R A）故图象与纵轴的交点为电源的电动势，故E=1.50V，内阻r=﹣R A=0.53Ω；故答案为：（1）电压表的分流（2）路端电压的变化范围太小（3）如图：（4）如图所示；1.50；0.53．10．（18分）如图所示，在水平地面上固定一个倾角α=45°、高H=4m的斜面．在斜面上方固定放置一段由内壁光滑的圆管构成的轨道ABCD，圆周部分的半径R=m，AB与圆周相切于B点，长度为R，与水平方向的夹角θ=60°，轨道末端竖直，已知圆周轨道最低点C、轨道末端D与斜面顶端处于同一高度．现将一质量为0.1kg，直径可忽略的小球从管口A处由静止释放，g取10m/s2．（1）求小球在C点时对轨道的压力；（2）若小球与斜面碰撞（不计能量损失）后做平抛运动落到水平地面上，则碰撞点距斜面左端的水平距离x多大时小球平抛运动的水平位移最大？是多少？【解答】解：（1）设AD之间的竖直高度为h，由几何关系可知：h=R+Rsin30°+l AB sin60°=2mA到C根据动能定理得：mgh=在C点：F N﹣mg=解得：F N=7N由牛顿第三定律可知小球在C点时对轨道的压力为7N（2）从A到碰撞点，根据动能定理得：mg（h+x）=平抛过程：H﹣x=平抛水平位移：S x=v0t代入数据整理得：S x=可知：当x=1m时平抛水平位移S x有最大值S m=6m答：（1）求小球在C点时对轨道的压力为7N；（2）若小球与斜面碰撞（不计能量损失）后做平抛运动落到水平地面上，则碰撞点距斜面左端的水平距离当x=1m时平抛水平位移S x有最大值，最大值是6m．11．（20分）如图甲所示，长度为l，垂直于纸面的两平行板CD、MN间存在匀强磁场，板间距离为板长的两倍，平行板右侧有一水平方向的匀强电场．t=0时刻，一质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），以初速度v0由MN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，以垂直于DN边的方向进入电场区域，之后又回到磁场中，最后从平行板左端靠近板面的位置离开磁场，速度方向与初速度方向相反，上述仅l、m、q、v0为已知量．（1）若粒子在T B时刻进入电场，求B0的最大值；（2）若粒子在T B时刻进入电场，且B0取最大值，求电场强度E及粒子在电场中向右运动的最大距离；（3）若B0=，求T B满足的条件．【解答】解：（1）若粒子在T B时刻进入电场，画出轨迹，如图：临界情况是经过速度偏转角是90°，此时粒子运动半径具有最小值，为：根据，解得：（2）粒子圆周运动周期：可知：粒子在电场中运动的时间为：t=（n=1、2、3…）由运动学知识可得：t=由牛顿第二定律，有：qE=ma，解得：E=d=（3）由B0=可知，R=2lT=分析可知：2nRsinθ=l （n=1、2、3…）故T B′=，且sinθ=答：（1）若粒子在T B时刻进入电场，B0的最大值为；（2）若粒子在T B时刻进入电场，且B0取最大值，电场强度E为，粒子在电场中向右运动的最大距离；（3）若B0=，T B满足的条件为：T B′=，且sinθ=（n=1、2、3…）．【物理-物理3-3】12．（4分）下列说法正确的是（）A．硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用B．晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性C．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距D．随着科技的发展，将来可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化【解答】解：A、硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用，故A 正确；B、晶体分为单晶体和多晶体，多晶体物理性质各向同性，故B错误；C、空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距影响蒸发快慢，故C 正确；D、能量在转化与转移的过程中具有单向性，故不能将将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化，故D错误；故选：AC13．（8分）如图所示，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，气体的体积V1=6.0×10﹣3m3，温度T1=300K．现使外界环境温度缓慢升高至T2，此过程中气体吸收热量700J，内能增加500J．不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p0=1.0×105Pa，求T2．【解答】解：设温度升至T 2时气体的体积为V2，则气体对外界做功W=P0S△h=P0（V2﹣V1）由热力学第一定律△U=﹣W+Q解得V2=8.0×10﹣3m3由等压变化有：解得T2=400K答：T2是400K．【物理-物理3-4】(12分)14．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻它的波形如图甲所示．经过时间0.2s，这列波的波形如图乙所示，则这列波的波速可能是（）A．0.9m/s B．1.8m/s C．2.7m/s D．3.6m/s【解答】解：由图波长λ=24cm=0.24m，由波形图可知：t=（n+）T=0.2s（n=0，1，2…）解得：T=（n=0，1，2…）v==0.3（4n+3）（n=0，1，2…）当n=0时，v=0.9m/s当n=1时，v=2.7m/s当n=2时，v=4.5m/s故选：AC15．如图所示，一束单色光射入一半径为0.2m玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．求：①此玻璃的折射率；②光在玻璃球内的传播时间．【解答】解：①作出光路图，如图所示：由于60°=2r，故r=30°故折射率：n==②光在玻璃中传播的距离为：S=4Rcos30°=0.4m在玻璃中的传播速度为：。
2015高考物理(山东专用)二轮专题辅导训练：专题1 第3讲 力与物体的曲线运动(一)
第3讲 力与物体的曲线运动(一) ——平抛、圆周和天体运动1．(2012·山东卷，15)2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接．任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接．变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R 1、R 2，线速度大小分别为v 1、v 2.则v 1v2等于( )A. R 31R 32B. R 2R 1C.R 22R 21 D.R 2R 1解析 “天宫一号”做圆周运动时，万有引力提供向心力，由G MmR 2＝m v 2R 可得v＝ GM R ，则变轨前后v 1v 2＝R 2R 1，选项B 正确．答案 B 2．(2013·山东卷，20)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( )A.n 3k 2TB.n 3k TC.n 2k TD.n k T解析 双星靠彼此间的引力提供向心力，则有 G m 1m 2L 2＝m 1r 14π2T 2 G m 1m 2L 2＝m 2r 24π2T 2 并且r 1＋r 2＝L解得T ＝2πL 3G (m 1＋m 2)当双星总质量变为原来的k 倍，两星之间距离变为原来的n 倍时T ′＝2πn 3L 3Gk (m 1＋m 2)＝n 3k T 故选项B 正确． 答案 B 3．(2014·山东卷，20)图1－3－12013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1－3－1所示，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E p ＝GMmhR (R ＋h )，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.mg 月R R ＋h (h ＋2R ) B.mg 月R R ＋h (h ＋2R ) C.mg 月R R ＋h (h ＋22R ) D.mg 月R R ＋h(h ＋12R ) 解析 设玉兔在高度h 的速度为v ，则由万有引力定律得，G Mm(R ＋h )2＝m v 2(R ＋h )可知，玉兔在该轨道上的动能为E k ＝12GMm (R ＋h )，由功能关系可知对玉兔做的功为：W ＝E p ＋E k ＝GMmh R (R ＋h )＋12GMm(R ＋h )，结合在月球表面：G MmR 2＝mg 月，整理可知W ＝mg 月R R ＋h(h ＋12R )，故正确选项为D.答案 D 4．(2014·新课标全国卷Ⅱ，15)取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( ) A.π6 B.π4 C.π3 D.5π12解析 设物体水平抛出的初速度为v 0，抛出时的高度为h ，由题意知12m v 20＝mgh ，则v 0＝2gh ，物体落地的竖直速度v y ＝2gh ，则落地时速度方向与水平方向的夹角tan θ＝v y v 0＝2gh 2gh＝1，则θ＝π4，选项B 正确．答案 B 5．(2014·新课标全国卷Ⅰ，19)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所A.B ．在2015年内一定会出现木星冲日C ．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短解析设地球的运转周期为T0、角速度为ω0、轨道半径为r0，则其他行星的轨道半径为r＝kr0①根据万有引力定律及牛顿第二定律得：GMmr20＝mω2r0②GMmr2＝mω2r③联立①②③得：ω＝1k3ω0.各行星要再次冲日需满足：ω0t－ωt＝2π，即t＝k kk k－1T0，其中k＝1.5、5.2、9.5、19、30.根据上式结合k值并由数学知识可知：行星冲日的时间间隔一定大于1年，并且k 值越大时间间隔越短，所以选项B、D正确，A、C错误．答案BD6．(2014·新课标全国卷Ⅰ，20)图1－3－2如图1－3－2所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω＝kg2l是b开始滑动的临界角速度D．当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力的大小为kmg解析木块a、b的质量相同，外界对它们做圆周运动提供的最大向心力，即最大静摩擦力f m＝kmg相同．它们所需的向心力由F向＝mω2r知F a<F b.所以b一定比a先开始滑动，A项正确；a、b一起绕转轴缓慢地转动时，F摩＝mω2r，r不同，所受的摩擦力不同，B项错．b开始滑动时有kmg＝mω2·2l，其临界角速度为ωb＝kg2l，选项C正确．当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力大小为F f＝mω2l＝23kmg，选项D错误．答案AC主要题型：选择题和计算题知识热点(1)单独命题①平抛运动规律的考查②圆周运动规律的考查③天体运动、人造卫星问题的考查(2)交汇命题①平抛(类平抛)运动与圆周运动、功能关系等综合问题的考查②天体运动中的超重、失重问题．③结合牛顿运动定律、圆周运动、功能关系考查航天器的变轨、对接问题．物理方法(1)运动的合成与分解法(2)模型法命题趋势(1)2015年高考中，平抛运动规律及其研究方法、圆周运动仍是热点．(2)天体运动要突出物理与现代科学技术的结合，特别是与现代航天技术的联系会更加紧密．。
高中物理(动量守恒定律)
高中物理（动量守恒定律）动量守恒定律：后总前总p p =或p p '=或'+'=+22112211v m v m v m v m一、研究对象：两个或两个以上物体组成的系统。
二、特点：满足动量守恒的物理过程常常是物体间短暂时间内相互作用的过程。
三、性质：（1）矢量性：表达式'+'=+22112211v m v m v m v m 中守恒式两边不仅大小相等，且方向相同，等式两边总动量是系统内所有物体动量矢量和。
一维情况下，先规定正方向，再确定各已知量的正负，代入公式求解。
（2）系统性：即动量守恒是某系统内各物体的总动量保持不变。
（3）同时性：等式两边分别对应两个确定状态，每一状态下各物体的动量是同时的。
（4）相对性：表达式中的动量必须相对同一参照物（通常取地球为参照物）．四、条件：（1）理想守恒：系统不受外力或所受外力合力为零（不管物体间是否相互作用），此时合外力冲量为零，故系统动量守恒。
（2）近似守恒：当外力为有限量，且作用时间极短，外力的冲量近似为零，或者说外力的冲量比内力冲量小得多，可以近似认为动量守恒。
（3）单方向守恒：如果系统所受外力的矢量和不为零，而外力在某方向上分力的和为零，则系统在该方向上动量守恒。
五、碰撞：指物体间发生相互作用的时间很短，相互作用过程中的相互作用力很大，故通常可认为发生碰撞的物体系统动量守恒。
按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上，有正碰和斜碰之分。
六、分类：（1）弹性碰撞——碰撞结束后，形变全部消失，碰撞前后系统的总动量相等，总动能不变。
例如：钢球、玻璃球、微观粒子间的碰撞。
【0=∆p ；0=∆k E 】'22'112211v m v m v m v m +=+2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+()2112122'12m m v m m v m v +-+=()2121211'22m m v m m v m v +-+=（2）一般非弹性碰撞——碰撞结束后，形变部分消失，碰撞前后系统总动量相等，动能有部分损失。
2015高考物理(山东专用)二轮专题辅导训练：专题1 第2
一、选择题(共9小题，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．)图1－2－151．如图1－2－15所示，直线a 和曲线b 分别是在平直公路上行驶的汽车a 和b 的位移—时间(x －t )图线．由图可知( ) A ．在时刻t 1，a 、b 两车运动方向相同 B ．在时刻t 2，a 、b 两车运动方向相反C ．在t 1到t 2这段时间内，b 车的速率先减小后增大D ．在t 1到t 2这段时间内，b 车的速率一直比a 车的大解析 x －t 图线的斜率表示速度，从题图中看出，a 车始终静止，b 车先正向减速，速率减小为0后，再反向加速，因此A 、B 、D 选项错误，C 正确． 答案 C 2.图1－2－16(2014·高考冲刺卷四)中国首次太空授课活动于2013年6月20日上午举行，如图1－2－16所示，航天员王亚平利用天宫一号中的“质量测量仪”测量航天员聂海胜的质量为74 kg.测量时，聂海胜与轻质支架被王亚平水平拉离初始位置，且处于静止状态，当王亚平松手后，聂海胜与轻质支架受到一个大小为100 N 的水平恒力作用而复位，用光栅测得复位时瞬间速度为1 m/s ，则复位的时间为( ) A ．0.74 s B ．0.37 s C ．0.26 s D ．1.35 s解析 宇航员复位的过程中由于受到的是水平恒力的作用，所以是匀变速直线运动，由牛顿第二定律可得宇航员的加速度为a ＝F m ＝10074 m/s 2，再根据加速度的定义式a ＝v t －v 0t 得到复位的时间为t ＝v t a ＝110074s ＝0.74 s ，A 正确．答案 A3.图1－2－17某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图1－2－17所示的v －t 图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是()A．0～5 s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态B．5～10 s内，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力C．10～20 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态D．20～25 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态解析0～5 s内，观光电梯在加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，选项A错误；5～10 s内，观光电梯匀速上升，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力，选项B正确；10～20 s内，观光电梯在减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项C错误；20～25 s内，观光电梯在加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项D正确．答案BD4.图1－2－18(2014·全国大纲卷，14)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图象如图1－2－18所示．质点在t＝0时位于x＝5 m处，开始沿x轴正向运动．当t＝8 s时，质点在x 轴上的位置为()A．x＝3 m B．x＝8 mC．x＝9 m D．x＝14 m解析质点前4 s内沿x轴正方向运动，其位移可由v－t图象中的“面积”数值表示，则对应位移x1＝(2＋4)×22m＝6 m．同理可得4 s～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－(2＋4)×12m＝－3 m．又知初位置x0＝5 m．则当在t＝8 s时，质点在x轴上的位置为x＝x0＋x1＋x2＝8 m，选项B正确．答案 B5.图1－2－19(2014·广东省实验中学质检)甲、乙两物体做直线运动的v－t图象如图1－2－19所示，由图可知()A．乙物体的加速度为1 m/s2B．4 s末两物体的速度相等C．4 s末甲物体在乙物体前面D．条件不足，无法判断两物体何时相遇解析 对乙物体，a ＝ΔvΔt ＝1.33 m/s 2,4 s 末两物体的速度相等，则选项A 错误，选项B 正确；由于不知道初始时刻甲、乙的位置关系，故无法判断4 s 末甲、乙的相对位置及两物体何时相遇，选项C 错误，选项D 正确． 答案 BD图1－2－206．(2014·山东烟台模拟)如图1－2－20甲所示，一小物块放在升降机的底板上，随升降机一起由静止开始在竖直方向做匀变速直线运动，每次运动距离均相同．物块对升降机底板的压力为F 、升降机的末速度大小为v ，F －v 2图象如图乙所示，当地重力加速度为g .则以下说法正确的是( )A ．物块的质量为ag B ．b ＝2aC ．每次运动高度为b －a2gD ．当v 2＝c 时，木块一定处于完全失重状态解析 由图可知，当速度为零时，物体保持静止，此时压力大小等于重力，故说明物体的重力为a ，则由G ＝mg 可知，m ＝ag ，故A 正确；由图可知，c 点时压力为零，则物体只受重力，此时加速度为g ，则b 点的加速度也为g ，则b ＝2mg ，故b ＝2a ，故B 正确；因a 、b 均为压力，而g 为加速度，故b －a2g 应为质量，不可能为高度，故C 错误；当v 2＝c 时对应两点，分别为(c,0)和(c ，b )，(c,0)时处于完全失重状态，而(c ，b )为超重状态，故D 错误． 答案 AB 7．(2014·山东潍坊市一模)如图1－2－21甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m 锁定，t ＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab 段为曲线，bc 段为直线，倾斜直线Od 是t ＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m ＝2.0 kg ，取g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图1－2－21A ．滑块被释放后，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B ．弹簧恢复原长时，滑块速度最大C ．弹簧的劲度系数k ＝175 N/mD ．该过程中滑块的最大加速度为35 m/s 2解析 由图象可判断，滑块先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，最后做匀减速运动，直至静止，A 项错误；滑块运动过程中，当弹簧弹力大小等于摩擦力的时候，滑块的速度最大，B 项错误；从题中图象知，滑块脱离弹簧后的加速度大小a 1＝Δv 1Δt 1＝1.50.3 m/s 2＝5 m/s 2，而由μmg ＝ma 1，可得μ＝0.5，刚释放时滑动的加速度a 2＝Δv 2Δt 2＝30.1 m/s 2＝30 m/s 2，这是滑块运动过程中的最大加速度，而此时满足kx －μmg ＝ma 2，可解得k ＝175 N/m ，故C 项正确，D 项错误． 答案 C 8.图1－2－22(2014·全国大纲卷，19)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H ，如图1－2－22所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A ．tan θ和H 2B ．(v 22gH －1)tan θ和H2C ．tan θ和H 2D ．(v 22gH －1)tan θ和H4解析 设物块与斜坡间的动摩擦因数为μ，则物块沿斜坡上滑时的加速度大小a ＝μg cos θ＋g sin θ①当物块的初速度为v 时，由运动学公式知v 2＝2a Hsin θ②当物块的初速度为v2时，由运动学公式知⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝2ah sin θ③ 由②③两式得h ＝H4由①②两式得μ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ.答案 D9．如图1－2－23甲所示，质量为M ＝2 kg 的木板静止在水平面上，可视为质点的物块(质量设为m )从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板．物块和木板的速度—时间图象如图乙所示，g ＝10 m/s 2，结合图象，下列说法正确的是( )图1－2－23A ．可求解物块在t ＝2 s 时的位移B ．可求解物块与木板间的动摩擦因数C ．可求解物块的质量mD ．可求解木板的长度解析 由题图乙可求0～2 s 内物块的v －t 图象所包围的面积(即位移)，选项A 正确；由题图乙可知：a m ＝2 m/s 2＝μg ，则μ＝0.2，选项B 正确；由v －t 图象知1 s后二者以共同速度匀速运动，故水平面应光滑，因a M ＝μmgM ＝2 m/s 2，所以m ＝M ，选项C 正确；由题图乙可求解物块与木板间的相对位移，但无法求解木板的长度，选项D 错误． 答案 ABC 二、非选择题10．2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到黄灯闪烁，3秒黄灯提示后将再转为红灯．请问(1)若甲车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m ，则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？(2)若甲、乙车均以v 0＝15 m/s 的速度驶向路口，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车(乙车司机的反应时间Δt 2＝0.4 s ，反应时间内视为匀速运动)．已知甲车、乙车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a 1＝5 m/s 2、a 2＝6 m/s 2.若甲车司机看到黄灯闪烁时车头距警戒线L ＝30 m ，要避免闯红灯，他的反应时间Δt 1不能超过多少？ (3)满足第(2)问的条件下，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前的距离x 0至少多大？解析 (1)设在满足条件的情况下，甲车的最大行驶速度为v 1，根据平均速度公式可得v 12·t 1＝18 m ， 所以v 1＝12 m/s(2)对甲车：v 0Δt 1＋v 202a 1＝L代入数据得Δt 1＝0.5 s(3)设乙车减速运动的时间为t ，当甲、乙两车速度相等时，即v 0－a 2t ＝v 0－a 1(t ＋Δt 2) 解得t ＝2 s则v ＝v 0－a 2t ＝3 m/sx 1＝v 20－v22a 1＝21.6 mx 2＝v 0Δt 2＋v 20－v 22a 2＝24 m故刹车前的距离至少为x 0＝x 2－x 1＝2.4 m 答案 (1)12 m/s (2)0.5 s (3)2.4 m11．如图1－2－24甲所示，倾角θ＝37°的斜面由粗糙的AB 段和光滑的BC 段组成，质量m ＝1 kg 的物体(可视为质点)在平行斜面的恒定外力F 作用下由A 点加速下滑，运动到B 点时，力F 突然反向(大小不变)，其部分v －t 图如图乙所示，物体滑到C 点时速度恰好为零，取sin 37°＝0.6，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：图1－2－24(1)外力F 的大小及物体在AB 段与斜面间的动摩擦因数μ. (2)物体从A 到C 的平均速度大小．解析 (1)由v －t 图可知物体在AB 段的加速度为a 1＝Δv 1Δt 1＝10 m/s 2在BC 段加速度为a 2＝Δv 2Δt 2＝－2 m/s 2由牛顿第二定律知物体在AB 段有 F ＋mg sin θ－μmg cos θ＝ma 1 在BC 段有mg sin θ－F ＝ma 2联立并代入数值得F ＝8 N ，μ＝0.5.(2)由运动学规律知物体从B 到C 经历的时间为t 2＝Δv a 2＝102 s ＝5 s物体从A 到B 发生的位移为s 1＝v2t 1＝5 m物体从B 到C 发生的位移为s 2＝v2t 2＝25 m物体从A 到C 的平均速度大小v ＝s 1＋s 2t 1＋t 2＝5 m/s.答案 (1)8 N 0.5 (2)5 m/s 12．(2014·山东泰安质检)如图1－2－25甲所示，由斜面AB 和水平面BC 组成的物块，放在光滑水平地面上，斜面AB 部分光滑、AB 长度为s ＝2.5 m ，水平部分BC 粗糙．物块左侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压时示数为正值，被拉时为负值．上表面与BC 等高且粗糙程度相同的木板DE 紧靠在物块的右端，木板DE 质量M ＝4 kg ，长度L ＝1.5 m ．一可视为质点的滑块从A 点由静止开始下滑，经B 点由斜面转到水平面时速度大小不变．滑块从A 到C 过程中，传感器记录到力和时间的关系如图1－2－25乙所示．g 取10 m/s 2，求：图1－2－25(1)斜面AB 的倾角θ； (2)滑块的质量m ；(3)滑块到达木板DE 右端时的速度大小．解析 (1)在0～1 s 内木块沿斜面匀加速下滑： mg sin θ＝ma ① s ＝12at 2②由图知：t ＝1 s解得：sin θ＝12 θ＝30°.③(2)在0～1 s 内对斜面体ABC 受力分析： mg cos θ sin θ－F ＝0④ 由图知：F ＝5 3 N 解得：m ＝2 kg.⑤(3)木块到达B 点的速度： v B ＝at ＝g sin θt ＝5 m/s ⑥1～2 s 木块在BC 部分做减速运动： μmg ＝ma ′⑦对斜面体，由图象知： μmg ＝F ＝4 N ⑧解得：a ′＝2 m/s 2，μ＝0.2 木块到达C 点时：v C ＝v B －a ′t ＝v B －μgt ＝3 m/s ⑨ 木块滑上木板DE 时： 对木块：－μmg ＝ma 1⑩ 对木板：μmg ＝Ma 2⑪解得：a 1＝－2 m/s 2，a 2＝1 m/s 2 设木块在木板上的滑行时间为t ，x 木块＝v C t ＋12a 1t 2x 木板＝12a 2t 2 L ＝x 木块－x 木板 解得：t ＝1 s ⑫此时，木块速度：v 木块＝v C －a 1t ＝1 m/s ⑬ 木板速度：v 木板＝a 2t ＝1 m/s所以木块恰好滑到木板右端，速度为1 m/s. 答案 (1)30° (2)2 kg (3)1 m/s。
2015年山东省高考物理试卷(含详细答案)
2015年普通高等学校招生全国统一考试（山东）物理试卷选择题（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，有错选的得0分。
） 14．距地面高5m 的水平直轨道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210g m s =。
可求得h 等于A ．1.25mB ．2.25mC ．3.75mD ．4.75m15．如图,拉格朗日点L 1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L 1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。
以1a 、2a 分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,3a 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 ．231a a a >>B ．213a a a >>C ．312a a a >>D ．321a a a >>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 间的动摩擦因数为1μ,A 与地面间的动摩擦因数为2μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A 与B 的质量之比为A ．121μμ B ．12121μμμμ- C ．12121μμμμ+ D ．12122μμμμ+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18．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O 点时，G 点处的电场强度恰好为零。
高考物理动量守恒定律专题训练答案及解析
高考物理动量守恒定律专题训练答案及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v 向右匀速运动．已知木箱的质量为m ，人与车的总质量为2m ，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求：(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v 1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小． 【答案】①2v；②23v 【解析】试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv 1-mv 得12v v =②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv 1=（m+2m ）v 2 解得223v v =考点：动量守恒定律2．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A 、B 、C ，三球的质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 、m C =6kg ，初状态BC 球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B 、C 连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A 球以v 0=9m/s 的速度向左运动，与同一杆上的B 球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求：（1）A 球与B 球碰撞中损耗的机械能； （2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； （3）在以后的运动过程中B 球的最小速度． 【答案】（1）；（2）；（3）零．【解析】试题分析：（1）A 、B 发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有：碰后A 、B 的共同速度损失的机械能（2）A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有：三者共同速度最大弹性势能（3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，A、B在前，C在后．此后C向左加速，A、B的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、B继续向左减速，若能减速到零则再向右加速．弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有：根据机械能守恒定律：此时A、B的速度，C的速度可知碰后A、B已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故B 的最小速度为零．考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞．【名师点睛】A、B发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A球与B球碰撞中损耗的机械能．当B、C速度相等时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，结合B、C在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答3．如图所示，一辆质量M=3 kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为E p=6J，小球与小车右壁距离为L=0.4m，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：①小球脱离弹簧时的速度大小；②在整个过程中，小车移动的距离。
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第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核1．(2012·山东卷，38)(1)氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，其中E 1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则ν1ν2＝________. (2)光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ，质量分别为m A ＝3m 、m B ＝m C ＝m ，开始时B 、C 均静止，A 以初速度v 0向右运动，A 与B 碰撞后分开，B 又与C 发生碰撞并粘在一起，此后A 与B 间的距离保持不变．求B 与C 碰撞前B 的速度大小．图6－15－1对B 、C 木块：m B v B ＝(m B ＋m C )v ②由A 与B 间的距离保持不变可知v A ＝v ③联立①②③式，代入数据得v B ＝65v 0.④答案 (1)14 (2)65v 02．(2013·山东卷，38)(1)恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反就，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ.②84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________．(2)如图6－15－2所示，光滑水平轨道上放置长板A (上表面粗糙)和滑块C ，滑块B 置于A 的左端，三者质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时C 静止，A 、B 一起以v 0＝5 m/s 的速度匀速向右运动，A 与C 发生碰撞(时间极短)后C 向右运动，经过一段时间，A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C 碰撞．求A 与C 发生碰撞后瞬间A 的速度大小．图6－15－2解析 (1)①根据质量数和电荷数守恒可知42He ＋42He →84Be ＋γ.②经历半衰期的次数n ＝t T ＝7.8×10－162.6×10－16＝3，故剩余的占开始时的(12)3＝18. (2)因碰撞时间极短，A 与C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为v A ，C 的速度为v C ，以向右为正方向，由动量守恒定律得m A v 0＝m A v A ＋m C v C ①A 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得 m A v A ＋m B v 0＝(m A ＋m B )v AB ②A 与B 达到共同速度后恰好不再与C 碰撞，应满足v AB ＝v C ③联立①②③式，代入数据得v A ＝2 m/s答案 (1)①42He ②18(2)2 m/s 3. (2014·山东卷，39)(1)氢原子能级如图6－15－3所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)图6－15－3a ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级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d ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级图6－15－4(2)如图6－15－4所示，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：①B 的质量；②碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失．解析 (1)根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm ，因此a 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知b 选项错误，d 选项正确；一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以c 选项正确．(2)①以初速度v 0的方向为正方向，设B 的质量为m B ，A 、B 碰撞后的共同速度为v ，由题意知：碰撞前瞬间A 的速度为v 2，碰撞瞬间B 的速度为2v ，由动量守恒定律得m ·v 2＋m B ·2v ＝(m ＋m B )v ①由①式得m B＝m 2②②从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得m v0＝(m＋m B)v③设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则ΔE＝12m(v2)2＋12m B(2v)2－12(m＋m B)v2④联立②③④式得ΔE＝16m v2⑤答案(1)cd(2)①m2②16m v24．(2014·新课标全国卷Ⅰ，35)(1)(6分)关于天然放射性，下列说法正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线图6－15－5(2)(9分)如6－15－5所示，质量分别为m A、m B的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距离地面的高度h＝0.8 m，A球在B球的正上方．先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放．当A球下落t＝0.3 s时，刚好与B球在地面上方的P 点处相碰．碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零．已知m B＝3m A，重力加速度大小g＝10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：①B球第一次到达地面时的速度；②P点距离地面的高度．解析(1)只有原子序号超过83的元素才能发生衰变，选项A错．半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对．放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C对．α、β、γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，选项D对．一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，选项E错．(2)①设B球第一次到达地面时的速度大小为v B，由运动学公式有v B＝2gh①将h＝0.8 m代入上式，得v B＝4 m/s②②设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′＝0)，B球的速度分别为v2和v2′.由运动学规律可得v1＝gt③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有m A v 1＋m B v 2＝m B v 2′④ 12m A v 21＋12m B v 22＝12m B v 2′2⑤ 设B 球与地面相碰后的速度大小为v B ′，由运动学及碰撞的规律可得v B ′＝v B ⑥设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得h ′＝v B ′2－v 222g⑦ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得h ′＝0.75 m ⑧答案 (1)BCD (2)①4 m/s ②0.75 m5. (2014·新课标全国卷Ⅱ，35)(1)(5分)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)A ．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D ．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷(2)(10分)现利用图6－15－6所示的装置验证动量守恒定律．在图中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．图6－15－6实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图6－15－7所示．图6－15－7若实验允许的相对误差绝对值(|碰撞前后总动量之差碰前总动量|×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．解析 (1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10－19 C ，选项A 正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了放射性元素，选项B 错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，选项C 正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项D 错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，选项E 正确．(2)按定义，物体运动的瞬时速度大小为v 则v ＝Δs Δt ①式中Δs 为物块在很短时间Δt 内走过的路程，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ，则Δt A ＝1f ＝0.02 s ②Δt A 可视为很短，设在A 碰撞前后瞬时速度大小分别为v 0、v 1，将②式和图给实验数据代入①式可得：v 0＝4.00×10－20.02 m/s ＝2.00 m/s ③v 1＝1.94×10－20.02 m/s ＝0.970 m/s ④设B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝d Δt B⑤ 代入题所给的数据可得：v 2＝2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前后的动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为δγ＝|p －p ′p|×100%⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得：δγ＝1.7%<5%⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．答案 (1)ACE (2)见解析从近几年山东卷来看，本专题考查的题型及知识内容都比较稳定．从题型看，试题一大一小的组合题型．小题是填空题或选择题，大题是计算题．从知识内容上看，小题考查的主要有：玻尔理论、核反应及核能，大题均为动量守恒或动量守恒与能量守恒相结合的题目．高考热点动量、动量定理、动量守恒定律及其应用为重点；原子的能级跃迁、原子核的衰变规律、核反应方程核能的计算应为次重点．命题预测2015年高考，动量、动量守恒定律及其应用以计算题的形式出现的可能性大，其他考点以选择题或填空题的形式出现，主要集中在氢原子的能级结构、能级公式，原子核的组成，核反应方程等知识点上．。