高中物理原创题库之二（36~45題）详细解析与易错提醒.docx

1、 高中物理原创题库之二（高中物理原创题库之二（3645 题）题） 湖北省恩施高中 陈恩谱 36、某同学报告称他做了如图所示的一个实验，足够光滑的水平桌面上静止放置一个质量为 m1=40g 的小 球 A，长度为 l=0.2m 的轻绳上端固定于铁架台上的 O 点，下端静止 栓挂着一个质量为 m2=80g 小球 B，B 球与桌面刚好接触。他设法给 A 球一个水平向右的初速度 v0=8m/s，接着 A 球与 B 球发生正碰，他 测得碰后 A 球的速度大小为 v=4m/s，且观察到 B 球在竖直平面内做 了完整的圆周运动。试分析该同学报告的真实性，为分析方便，可 设当地重力加速度大小为 g=10m/s2

2、，并忽略空气阻力。 【答案】该同学的报告是假的 【解析】设 A 球碰后速度向右，则由动量守恒，有 101 vvvMmm 解得 v1=2m/sv=4m/s，A 球碰后向右的速度大于 B 球，这是不可能的。 再设 A 球碰后速度向左，则有 201 vvvMmm 解得 v2=6m/s。 则碰前系统总动能为 J28. 1 2 1 2 00k vmE，碰后系统总动能为 k0 2 2 2 k J76. 1 2 1 2 1 EMmEvv， 这也是不可能的，因此该同学的报告是假的。 【命题意图】考察碰撞过程中的动量守恒、能量守恒，机械能守恒定律，以及对判断碰撞可能性的方【命题意图】考察碰撞过程中的动量守恒、能

3、量守恒，机械能守恒定律，以及对判断碰撞可能性的方 法的熟练情况。法的熟练情况。 【易错提醒】【易错提醒】由机械能守恒和小球通过最高点条件，易算得小球 B 在最低点速度 vB应大于10m/s； 对一种情况计算之后，没管现实可能性，直接由 v1=2m/s10m/s 判断出小球 B 无法到达最高点，而第 二种情况则由于 v2=6m/s10m/s， 于是直接认为小球 B 可以到达最高点， 而忘记进行碰前碰后的能量检 查。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “碰撞可能性的判断技巧”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “碰撞可能性的判断技巧”一文。 37、 真空中两个可视为点电荷的带电

4、小球靠近放置， 其中 A 球带电量为+Q， B 球带电量为q， 且有 Qq， 则下列四幅图中，能较准确的表示 A、B 两球附近的电场线分布的是 【答案】B 【解析】如图，在 A、B 两球附近选择 C、D、F 三 个点，其中 D 在 A、B 连线中垂线上；由点电荷的场强决 定式 2 Q Ek r 和电场强度的矢量叠加，可作出三个点的 合电场强度方向如图所示。由 D 点电场强度方向可知选 项A、 C错误； C点电场强度方向相对A球径向线向右偏、 F 点电场强度方向相对 B 球径向线也是向右偏、 可知选项 D 错误。故选 B。 【命题意图】考察学生对点电荷的电场和电场强度的矢量叠加的理解，以及在新情

5、境下，选取特殊值【命题意图】考察学生对点电荷的电场和电场强度的矢量叠加的理解，以及在新情境下，选取特殊值 A B O v0 l A B E1 E2 E3 C D F 进行定性判断的能力。进行定性判断的能力。 【易错提醒】遇新情景就凭感觉答题，而不是依据所学知识进行细致的场强叠加作图分析。【易错提醒】遇新情景就凭感觉答题，而不是依据所学知识进行细致的场强叠加作图分析。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “矢量的合成与分解的讨论”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “矢量的合成与分解的讨论”一文。 38、无风的情况下，在离地面高为 H 处，将质量为 m 的球以速度 v0水平抛出

6、，球在空气中运动时所受的 阻力大小 f=kv，v 是球的速度，k 是已知的常数，阻力的方向与速度方向相反，并且球在着地前已经竖直向 下做匀速运动。已知重力加速度为 g，则下列说法中正确的是 A. 球刚抛出时加速大小为g m kv a 0 B. 球着地前瞬间的速度大小为 k mg v C. 球从抛出到着地过程中克服空气阻力做的功 2 23 2 0 22 1 k gm mvmgHW D. 若将球从同一地点由静止释放，则两种情况下球在空中运动时间相同 【答案】BCD 【解析】球刚抛出时，水平方向受到空气阻力作用，加速度为 m kv ax 0 ，竖直方向受到重力作用，加 速度为gay，两者矢量和就是球

7、的加速度，故 A 错；由题意，球在着地前已经竖直向下做匀速运动，故 有0kvmg，有 k mg v ，故 B 正确；从抛出到落地，由动能定理，有 2 0 2 2 1 2 1 mvmvWmgH，代 入 k mg v ，解得 2 23 2 0 22 1 k gm mvmgHW，故 C 正确；若将球从同一地点由静止释放，则两种情况下球 在竖直方向的受力从一开始就一直相同平抛情况，可将小球速度和空气阻力分解到水平和竖直方向， 容易看出竖直方向上两种情况的受力与运动情况一直相同，故 D 正确。 【命题意图】考察运动的分解与合成，牛顿第二定律，动能定理。【命题意图】考察运动的分解与合成，牛顿第二定律，动能

8、定理。 【易错提醒】没注意矢量合成规则，错选【易错提醒】没注意矢量合成规则，错选 A A；不注意功的正负，得不出；不注意功的正负，得不出 C C 选项；不能对力和运动都进选项；不能对力和运动都进 行分解，进而将两球类比，从而无法确定行分解，进而将两球类比，从而无法确定 D D 选项。选项。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “加速度分解的妙用”和“矢量的合成与分解的讨【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “加速度分解的妙用”和“矢量的合成与分解的讨 论”一文。论”一文。 39、 空气中的水蒸汽压p和水的饱和蒸汽压ps都会随着温度的降低而降低； 当气温降低到某个值t0时p=ps， 若

9、气温进一步降低， 就会出现水蒸汽凝结为水滴生雾、 结露 的现象，这个温度 t0叫做露点；进入秋冬季节，生雾、结露的天 气就会大量出现。 已知我国北方空气普遍比南方空气要干燥很多， 右图中 p1、p2就是同时用相同容积的容器在北京天安门广场、 湖北恩施硒都广场两地取得的未经压缩的空气， 密封后进行降温 而得到的水蒸汽压随温度变化的实验曲线， 设水蒸汽在凝结为水 滴之前可视为理想气体。则下列说法中正确的是 Ap1是在硒都广场取得的空气的水蒸汽压 B与硒都广场相比，天安门广场气温需要降到更低的温度才会出现生雾、结露的现象 C当某地气温降到该地的露点 t0以下后，该地空气中的水蒸汽压将超过同温度下水的

10、饱和蒸汽压 Dp1、p2图像的延长线交横轴于同一点 t=273.15 E当气温降到 0及以下时，空气中的水蒸汽压就会降低到 p=0 【答案】ABD 【解析】在相同温度下，恩施硒都广场的空气湿度大于北京天安门广场的空气湿度，故 A 正确；由图 v0 可知，天安门广场的露点 t02比恩施的露点 t01低，故 B 正确；当气温降到露点 t0以下后，空气中的水蒸汽 压将一直同温度下水的饱和蒸汽压，空气一直处于饱和状态下，原来多余的水蒸汽会自动凝结成水滴形成 露或者雾，故 C 错；理想气体的等容曲线的延长线，都终止于横轴上绝对零度处，即 t=-273.15处，故 D 正确；当气温降到 0及以下时，尽管空

11、气中的水蒸汽很少，但是仍然有冰还可以升华，故 E 错。 【命题意图】考察学生对相对湿度相关概念的深入理解，以及对气体实验定律的熟悉情况，同时介绍【命题意图】考察学生对相对湿度相关概念的深入理解，以及对气体实验定律的熟悉情况，同时介绍 露点概念，考察学生信息提取与理解能力。露点概念，考察学生信息提取与理解能力。 【易错提醒】相对湿度、饱和蒸气压等概念生疏，不明白温度低于露点后水蒸气会凝结成水珠，对绝【易错提醒】相对湿度、饱和蒸气压等概念生疏，不明白温度低于露点后水蒸气会凝结成水珠，对绝 对零度在气体的等容曲线上的位置不熟悉， 以对零度在气体的等容曲线上的位置不熟悉， 以为摄氏为摄氏 0 0 度时

12、水蒸气压为零， 等等错误理解， 导致漏选错选。度时水蒸气压为零， 等等错误理解， 导致漏选错选。 【参考文献】赵凯华新概念高中物理读本 （第【参考文献】赵凯华新概念高中物理读本 （第 3 册）一书。册）一书。 40、以初速度 v0从地面竖直向上抛出的物体的运动，可以看做是两个运动的合运动一个运动是竖直向 上、速度大小为 v0的匀速直线运动（称作分运动） ，一个运动是竖直向下的自由落体运动（称作分运动 ） 不计空气阻力，则下列关于竖直上抛物体的这两个分运动关系的说法中，正确的是 A物体处在上升阶段时，分运动的速度小于分运动的速度 B物体上升至最高点时，分运动的速度与分运动的速度大小相等 C物体落

13、回地面前瞬间，分运动的速度与分运动的速度大小相等 D物体从抛出到下落至离地某高度处的过程中，分运动的位移大于分运动的位移 【答案】AB 【解析】 上升阶段， 合速度v向上， 故向上的分运动速度v1=v0大于向下的分运动速度v2：0 21 vvv， A 正确；最高点，合运动速度 v 为零，即向上的分运动速度大小 v1=v0等于向下的分运动速度大小 v2： 0 21 vvv，B 正确；落地时，合运动速度 v 向下，大小等于初速度 v0，因此，向下的分运动速度大小 v2是向上分运动速度大小 v1=v0的 2 倍： 00021 2vvvvvv， 故 C 错误； 下降阶段， 合速度向下， 但是合位移仍然

14、向上， 因此， 向上的分运动位移的大小 x1大于向下的分运动速度大小 x2：0 21 xxx， 故 D 错。 【命题意图】考察竖直上抛运动、自由落体运动和匀速直线运动的基本规律，和运动的分解与合成，【命题意图】考察竖直上抛运动、自由落体运动和匀速直线运动的基本规律，和运动的分解与合成， 同时考察作图能力。同时考察作图能力。 【易错提醒】混淆位移和速度，可能错选【易错提醒】混淆位移和速度，可能错选 C 或或 D。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “矢量的合成与分解的讨论”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “矢量的合成与分解的讨论”一文。 41、万有引力定律和库仑定律具有相

15、似的数学结构，由这两个定律也就可以得到一些相似的结论已知孤 立带电导体球处于静电平衡时，电荷均匀分布在外表面；均匀带电球壳在其外部产生的电场，可以看作是 将球壳上的电荷全部集中于球心处的点电荷产生的电场现类比电场强度，引入“引力场强度”概念： 质量为 m 的质点在引力场中某点所受引力为 F引，则该点的引力场强度为 m F g 引 ，方向与 F引的方向相 同则下列关于“引力场强度”的说法中，正确的是 A质量分布均匀的球壳在其球心处产生的引力场强度为零 B质量分布均匀的球壳在其内部任意位置处产生的引力场强度均为零 C质量为 M、半径为 R 且质量分布均匀的孤立实心球形天体内，离球心距离为 r（rR

16、）处的引力场 强度为 2 r M Gg D地球在人造卫星轨道上某位置处产生的引力场强度，就等于人造卫星经过该位置时的加速度 【答案】ABD 【解析】孤立带电导体球处于静电平衡时，其内部电场强度处处为零这是静电平衡的基本结论， 实际上，导体球内部的电场就是其表面电荷产生的电场的叠加结果，由于电荷均匀分布在导体球外表面， 这就是说，均匀带电球壳在其内部产生的电场强度处处为零。类比均匀带电球壳的电场强度，可知质量分 布均匀的球壳在其内部产生的引力场强度也是处处为零，故 AB 正确；将质量分布均匀的实心球体分成半 径为 r 的实心球体（质量设为 m，M R r m 3 3 ）和半径大于 r 的球壳，则

17、球壳在离球心距离为 r（rR）处 产生的引力场强度为零，只需要考虑半径为 r 的实心球体在离球心距离为 r（rR）处产生的引力场强度： r R M G r m Gg 32 ，故 C 错；人造卫星在轨道上运行时，由牛顿第二定律可知， m F a 引 ，这和引力场强 度定义式 m F g 引 完全一致，故 D 正确。 【命题意图】考察静电平衡的基本结论及对基本结论的理解，库仑定律和万有引力定律的相似数学结【命题意图】考察静电平衡的基本结论及对基本结论的理解，库仑定律和万有引力定律的相似数学结 构，以及对牛顿第二定律的理解；同时考察类比推理能力、微元分解推理能力。构，以及对牛顿第二定律的理解；同时考

18、察类比推理能力、微元分解推理能力。 【易错提醒】【易错提醒】不理解处于静电平衡的孤立导体内部场强是由导体表面电荷产生电场的叠加结果，从而不理解处于静电平衡的孤立导体内部场强是由导体表面电荷产生电场的叠加结果，从而 对对 B 选项无从下手；没注意半径大于选项无从下手；没注意半径大于 r 的球壳在其内部产生的引力场强度为零，误把整个球体质量等效看的球壳在其内部产生的引力场强度为零，误把整个球体质量等效看 做集中于球心的质点，从而错选做集中于球心的质点，从而错选 C。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “对重力加速度的几点辨析”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “对重力加速度的

19、几点辨析”一文。 42、 在某空间建立如图所示直角坐标系， 并在该空间加上沿 y 轴负方向、 磁感应强度大小为 B 的匀强磁场， 和沿某个方向的匀强电场一质量为 m、带电量为+q（q0）的粒子从坐标原点 O 以初速度 v 沿 x 轴正方 向射入该空间，粒子恰好能做匀速直线运动不计粒子重力的影响，试求： （1）所加电场强度 E 的大小和方向； （2）若撤去电场，并改变磁感应强度的大小，使得粒子恰好能 够经过坐标为（a3，0，-a）的点，则改变后的磁感应强度 B为 多大？ （3）若保持磁感应强度 B 不变，将电场强度大小调整为 E， 方向调整为平行于 yOz 平面且与 y 轴正方向成某个夹角 ，

20、使得粒子 能够在 xOy 平面内做类平抛运动（沿 x 轴正方向作匀速直线运动， 沿 y 轴正方向作初速度为零的匀加速直线运动） 并经过坐标为 （a3， a，0）的点，则 E和 tan 各为多少？ 【答案】（1）E=vB，沿 z 轴正方向；（2） 2 mv B qa ； （3） 2 22 2 ()() 3 mv EvB qa ， mv qaB 2 3 tan 【解析】（1）由左手定则可知，带电粒子所受洛伦兹力沿 z 轴 负方向，则有平衡条件可知，电场力沿 z 轴正方向，即电场强度沿 z 轴正方向，且有： 0qEqvB 解得：E=vB； （2）粒子运动的轨迹如图所示，由几何关系，有: 222 ()

21、( 3 )rraa 解得粒子运动的半径为：r=2a 由牛顿第二定律，有： 2 v qvBm r z y x O B v z y x O B v r 解得 2 mv B qa （3）由题意，电场力的一个分力沿 z 轴正方向平衡洛伦兹力，另一个分力沿 y 轴正方向提供类平抛运 动加速度 a0，如图所示。 则由平衡条件，有： 1 0qEqvB 由曲线运动规律，有：3avt 、 2 0 1 2 aa t 其中： 2 0 qE a m 解得： 1 EvB、 2 2 2 3 mv E qa 则有： 2 2222 12 2 ()() 3 mv EEEvB qa mv qaB E E 2 3 tan 2 1

22、【命题意图】考察电场力、洛伦兹力、平衡条件、圆周运动和类平抛运动、矢量的分解与合成，以及 带电粒子在磁场、复合场中的运动，考察分析综合推理能力、应用数学知识解决物理问题的能力。 【易错提醒】缺乏必要的作图，几何关系没有必要的方程；不能领会在 xOy 平面内运动要求沿 z 轴方 向合力为零，从而无法明确题意。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “配速法处理摆线运动问题”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “配速法处理摆线运动问题”一文。 43、理论和实验分析表明，物质内分子热运动的平均动能E与绝对温度 T 之间满足的关系是kT i E 2 ， 其中 k 为一普适常量，i 与物

23、质的分子结构有关，比如，常温下的理想气体中，单原子分子气体 i=3，双原 子分子气体 i=5，常温下的固体（晶体）i=3，等等则下列说法中正确的是 A温度越高，物体内分子热运动越剧烈 B温度升高时，物体内所有的分子热运动动能都增加 C常温下，温度相同且可视为理想气体的氦气、氖气的分子热运动平均动能相同 D常温下，温度相同且可视为理想气体的氧气、臭氧的分子热运动平均动能相同 E常温下，温度变化相同时，物质的量相同、可视为理想气体的氢气、氧气的内能变化量相同 【答案】ACE 【解析】由kT i E 2 可知，温度越高，分子热运动平均动能增加，整体而言也就是物体内分子热运 动加剧，但是并非所有分子动

24、能都增加，只是有更多的分子处在分子动能较大的区间内而已，也有一些分 子动能变小了，故 A 正确，B 错误；氦气、氖气的分子都是氮原子分子，kT i E 2 中 i 均取作 3，可知温 度相同时， 两者分子平均动能相同， C 正确； 而氧气分子为双原子分子、 臭氧分子为三原子分子，kT i E 2 中 i 的取值不同，故温度相同时，两者分子平均动能不相同，D 错误；氢气分子、氧气分子都是双原子分 子，kT i E 2 中 i 均取作 5，温度变化相同时，分子平均动能变化相同，又由于两者物质的量相同，也就 是分子数相同，且是理想气体不计分子间相互作用势能，所以内能变化量相同，E 正确。 【命题意图

25、】考察对“温度是分子热运动平均动能的标志”的理解，和信息提取、理解能力。 【易错提醒】错误理解“温度是分子热运动平均动能的标志”为温度相同，任何物质的分子平均动能 就相同，从而错选 D；不熟悉麦克斯韦气体分子速率分布律，误以为分子平均动能增加为物质内所有分子 z y x O B v 动能都增加，从而错选 B。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “物质的温度与稳定性问题”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “物质的温度与稳定性问题”一文。 44、用打气筒给篮球打气时，每次提起活塞，篮球充气孔处的橡胶垫立即封闭充气孔，外界大气自由进入 打气筒内；然后向下压活塞，打气筒进气口立即

26、封闭，当打气筒内气压超过篮球内气压时，篮球充气孔打 开，打气筒内气体被压入篮球内设某个篮球用了一段时间后，其内气压为 p，现用 内横截面积为 S 的打气筒给篮球打气，每次拉出活塞的长度为 h，再将活塞压下 h 长度时都能将吸入打气筒的气体全部压入了篮球内已知外界大气气压为 p0，设整 个打气过程中气体温度均不变、篮球内胆容积 V 已知且不变 试求第 3 次压下活塞长度h为多大时，篮球充气孔才能打开？ 若篮球的标准气压 pm，则需要提起压下活塞多少次才能把篮球的气充足？ 【答案】 0 0 2 p hV h pVp hS 0 () m pp V p hS 【解析】第 3 次压下活塞前，已经压下了

27、2 次，这时篮球内气压为 p1，则有 01 2pVp hSpV 2 分 当第 3 次压下活塞h长度时，打气筒内气压为 p2，则有 02( )p hSp hh S 2 分 要使篮球充气孔打开，则有： p1=p2 联立解得： 0 0 2 p hV hh pVp hS 2 分 设需要提起压下活塞 n 次才能把篮球的气充足，则有 0m np hSpVp V 2 分 解得： 0 () m pp V n p hS 2 分 【命题意图】考察对理想气体状态方程的理解和应用，以及混合气体的计算。 【易错提醒】对混合气体的计算套路不熟悉，从而无从下手。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “混合气体的状态方

28、程和典型题型”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “混合气体的状态方程和典型题型”一文。 45、如图所示为电阻不计的光滑水平金属导轨 ac、bd，匀强 磁场垂直导轨平面竖直向下，导轨左端接有一平行板电容器 C，现将一根与导轨接触良好的金属棒 MN 垂直导轨放置， 并给它一个水平向右的初速度v0， 此后过程中MN的速度v、 MN 中的电流 i， 电容器极板上所带电荷量 Q， 极板间电场强 度 E 随时间变化的图象中可能正确的是 t t O A v t O B i t O C Q O D E C v0 【答案】BC 【解析】金属棒向右运动，切割磁感线产生感应电动势，给电容器充电，电容器

29、电压增加，充电电流 r UBLv i ，金属棒中有电流，受到安培力作用会减速，故可知，充电电流会逐渐减小，由maiLB 可 知， 金属棒的加速度会逐渐减小， 故 A 错； 金属棒加速度减小， 速度减小变慢， 电流减小， 电容器电荷量、 电压增加变慢（ t UC t q i ） ，故电流减小变慢，B、C 可能正确；由 d U E 可知，两极板间的电场 强度增加逐渐变慢，故 D 错误。 【命题意图】考察动生感应电动势、电容器的充电、牛顿第二定律、欧姆定律以及电容器的电量、电【命题意图】考察动生感应电动势、电容器的充电、牛顿第二定律、欧姆定律以及电容器的电量、电 压、电场强度之间的关系，以及动态分析的能力。压、电场强度之间的关系，以及动态分析的能力。 【易错提醒】以为是个减速运动，就是匀减速运动，错选【易错提醒】以为是个减速运动，就是匀减速运动，错选 A；对于；对于 B、C、D 等等不通过列方程仔细不通过列方程仔细分分 析，凭感觉乱选。析，凭感觉乱选。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “高中物理中的微元法问题” “高中物理中的反电动【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “高中物理中的微元法问题” “高中物理中的反电动 势问题”一文。势问题”一文。 欢迎关注“恩谱谈物理”微信公众号欢迎关注“恩谱谈物理”微信公众号