高中物理原创题库（11~20）题参考答案、详细解析和易错提醒

高中物理原创主题库之一(1120题)湖北恩施高校陈恩谱11、如图所示，某同学在学习了与电场重叠原理相同量的电荷的电场线分布图后，知道连接2点电荷的垂线(x轴)上必定有2个电场强度最大的点a、a ，在此基础上进一步做了以下4个推论。 我认为那个同学的分析是对的a.2点的电荷的位置不变，但电荷量加倍的话，x轴上最强的点位于a、a 这2个位置b .如果不改变2点电荷的距离，以原点o为中心旋转90圈对称地固定在z轴上，则x轴上最强的点仍然位于a、a 这2个位置c .在yoz平面内固定均匀带电的细圆环，圆环的中心位于原点o，直径与第1张图的2点的电荷距离相等时，x轴最强的点仍位于a、a 的位置d .将均匀带电的薄圆板固定在yoz平面内，圆板的中心位于原点o，直径与第1张图的2点的电荷距离相等时，x轴最强的点仍位于a、a 的位置【回答】ABC可以将各点电荷(2q )视为放置在相同位置两个相同的点电荷(q )，但上下两个点电荷(q )的电场在x轴上最强的点还处于a、a 这两个位置，因此，将两组点电荷重叠而成的合计电场在x轴上最强的点当然处于a、a 这两个位置， 从正确的对称性可以看出，b在正确的AB中可以看出，在yOz平面内，使2点的电荷以o点为中心旋转到任意位置，或者使2点的电荷的电荷量增加任意倍数，x轴上最强的点位于a、a 的两个位置，如果将带电环等分成几个短语关于o点对称的任意两个短语的总电场在x轴上最强的点还在a，a 两个位置，所有这些短语对称重叠的结果是，总电场在x轴上最强的点当然在a，a 两个位置，c如正确的c选项一样，使薄圆板相对于o点对称接近除了在最外侧的圈关于o点对称的小块的间距以外，内侧的对称的小块的间距都比原来的值小，这些对称的小块的合计电场在x轴上最强的点不是a、a 这2个位置，圆板整体的合计电场在x轴上最强的点当然也是a、a 这2个位置【命题意图】考察点电荷的电场强度的决定式、电场的重叠、同量的电荷的电场线分布以及旋转对称性。【容易出错的注意】a选项的电荷量倍增，电场强度从最大的位置到o点的距离也倍增，c选项犯了同样的错误，但分析d选项时，有可能错误地应用前面的结论，没有发现内圆环的电场强度的最大点位置的变动。【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“高中物理中的微元法”一文。12 .如图(1)所示，是机车在足够长水平路面上以一定的功率p起动的模型，假定机车在起动中受到阻力如图(3)所示，f电阻为足够长的水平平滑的平行金属轨道，轨道的间隔为l，左端连接有一定的电阻r，轨道位于与轨道平面垂直的均匀的强磁场b中，质量m的导体棒垂直地放置在轨道上，用水平定力f向右拉，金属棒和轨道没有电阻，两者始终良好地接触图(2)、图(4)分别是机车、导体棒开始运动后的v-t图像，虚线是v-t线的渐近线。 在下一个关于机车和导体棒运动的说法中，正确的是图(1)图(3)图(2)图(4)A. B .c .两者开始运动时加速度无限大d .两者都在有限时间、有限距离内达到等速运动状态【回答】AB【解析】vm代表性的是等速运动，即平衡时，机车的起动问题、有、有、有、有、有、有、有、故AB刚开始正确的运动时，初速接近零，可知机车的起动问题牵引力为无限大车辆的加速度倾向于变得无限大，但对于轨道的金属棒的问题，由于最初的感应电动势接近零，感应电流接近零，拉力f为有限的一定值，因此加速度为有限值，c是错误的问题的意思，速度图像仅将虚线设为渐近线，不能在有限的时间内到达结束等速运动状态，因此d【命题意图】考察功率与速度的关系、牛顿的第二定律、平衡条件、电动势、闭路欧姆定律、左手定律及加工速度模型，理解加工速度模型的理论上未完成的问题。【容易出错的注意】由于随意绘图，导体棒开始运动时的加速度可能与机车启动问题相同，因此中学教师教育的失误，学生很容易理解，因为两者在有限时间内结束的等速运动理论上，最终的加速度接近于零。 认为由于有限的速度变化需要无限的时间，两者都不能在有限时间内达到等速运动状态，因此问题将虚线表示为速度时间图像的渐近线。【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“高中物理中的微元法”一文。13 .在图示的电路中，理想的二极管具有单向导电性。 当输入图甲那样的正弦交变电压时，电路中的电流如图乙那样规则地变化，二极管d、定值电阻r的两端的电压如图丙、丁那样规则地变化，如果忽略布线电阻，那么以下的说法是正确的a、b、电阻r消耗电力c、二极管d消耗功率为d、电路整体消耗的功率为【回答】AB由于二极管的正向电阻为0，因此当施加正向电压时，电源电压全部施加在一定的电阻的两端，当施加反向电压时，二极管电阻变为无限大，二极管分配所有的电压，因此a定义为正确的有效值(使对应的交变电流通过1个)假定值电阻r )中，二极管、电阻的两端电压的有效值全部，通过二极管、电阻的电流的有效值全部如果没有电压，则在后半周期有电压，但由于电流为零，所以二极管d不消耗功率，即乘以电流电压的有效值的二极管不是二极管d的功率，因此根据c错误的能量保存法则，电路整体消耗的功率为电阻r和二极管d消耗的功率之和、即【命题意图】通过考察交变电流的有效值、功率和能量守恒规律，打破典型错误2014年全国卷2的包括21题二极管的交流电路的功率计算问题。【容易出错的注意】在任何情况下交变电流的功率都误认为可以乘以电流电压的有效值来计算，不知道功率因数的概念或者错误的是，从功率等于电流电压的有效值这一错误识别中，通过能量保存错误来分析问题。陈恩谱先生物理原来可以这样学“关于交变电流的几个问题的说明”一文。14、一个同学在学习了运动量定理后，指示作用于物体上的力等于物体的运动量相对于时间的导数(变化率)，其中，有物体质量相对于时间的变化率，即物体加速度，从复合函数所导出的规则可知。 为了验证他的分析，这个同学设计了以下问题。 利用这个问题来验证这个同学分析的正确性。如图所示，一个工人沿着水平光滑的轨道向卡车运砂，砂子通过垂直静止的漏斗连续落入进货车。 我们知道有时候，卡车的质量为m，速度为v，单位时间内进货车的砂子的质量为q，试图确定卡车的加速度和工人的卡车推力之间的关系。【回答】【解析】在极短时间内掉进卡车的沙子的质量砂落入卡车后，立即与卡车调速，从动量定理砂子受到卡车的力量，方向前进就解开了根据牛顿的第三定律，卡车受到沙子的反作用力向后，大小卡车有牛顿的第二定律能解开【解法2】一段时间掉在卡车上的砂质以系统为研究对象，从动量定理能解开因为时间很短能解开【解法3】以磁道为研究对象，从动量定理能解开【命题意图】考察牛顿定律、动量定理、变质问题处理、微元法和支部的推导。【容易出错的注意事项】在变质问题上，由于不能用微元法选择研究对象，所以不能解决问题，另一方面，习惯于处理一定质量的物体的牛顿第二定律的问题，在支部告诉我们的变质问题中，不能相信牛顿第二定律的形式。【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“高中物理中的微元法”一文。亚里士多德在其着作物理学中，所有物体都具有某种“自然性”，物体由其“自然性”决定的运动称为“自然运动”，物体被按压、拉伸、抬起、抬起后的“自然运动”称为“强制运动”。 从伽利略、笛卡儿、牛顿等批判性地继承了亚里士多德的话的牛顿以来，关于运动，新物理学认为所有物体所具有的“自然性”是“惯性”。 下一个“惯性”和“运动”的说法不符合新物理学a .包括天体在内的所有物体的“自然运动”是速度不变的运动静止或等速直线运动b .作用于物体的力是使物体进行“压迫运动”即变速运动的原因c .向垂直方向抛出的物体受到重力作用，但不是立刻停止并向反方向运动，而是向上运动一定距离后向反方向运动，是因为物体具有惯性，所以物体的速度只能连续地进行渐变，不能引起突变d .能够以垂直轴为中心旋转的圆桌快速旋转时，放置在水平的桌子上的盘子向桌子的端部滑动，这是因为“盘子承受的向外的力”超过了“对桌子的盘子施加的摩擦力”【回答】ABC【解析】物体受力时，物体的质量不等于零，因此根据牛顿的第二定律可知物体的加速度为有限值，因此发生一定的速度变化需要一定的时间，即由于速度不能仅通过渐变突然变异，因此c在正确的圆桌旋转过快时， 随着圆桌的旋转，盘子的向心力增加，即必要的静摩擦力增加，如果超过必要的静摩擦力能够提供的最大静摩擦力，盘子滑动，d选项的解释就会错误。【命题意图】考察牛顿运动规律、惯性作用、垂直上抛运动规律、静摩擦力临界问题、圆周运动动力学，接着介绍了物理学史上科学概念的继承性、亚里士多德对物理学的伟大贡献。【容易出错的注意事项】认为物体受力时惯性不起作用，所以不选择c的d选项。 另外，还可以提出如果轻量物体没有惯性速度就可以突然变异，扩大旋转参考系统中惯性力的概念。【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“关于牛顿第一定律的物理学史”“动力学临界问题的基本类型和处理技术”一文。16、根据理论计算，天体表面的第二宇宙速度是其表面的第一宇宙速度的倍数。 一个天体的密度足够大，其表面的第二宇宙速度超过光速，任何物质都不能从其表面散发光，这种天体就是黑洞。 已知地球表面的重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6370km，光速为3.0108m/s，为了使地球成为黑洞，至少需要大约压缩地球的总质量a .绿豆大小b .桂圆大小c .苹果大小d .西瓜大小【回答】b【解析】假设必须将地球的质量至少压缩成半径为r的球体，从问题出发，其中联立解为r=0.8cm，球体直径为1.6cm，四个选项中最接近的大小为桂圆，因此选择了b。【命题意图】考察重力和万有引力的关系、第一宇宙速度和信息提取和建模能力。【容易出错的注意】黑洞半径r和地球半径r混淆，不知道第一宇宙速度的计算依据，数值计算能力不足导致计算错误，生活经验不足，不知道“桂圆”的大小，导致错误。【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“对重力加速度的一些分析”一文。17、质量m的子弹在某初速v0下静止在粗糙水平的地面上的质量m的树块，落入树块的深度而与树块相对静止，甲、乙两图表示此过程开始和结束时子弹和树块可能的相对位置，地面粗糙程度均匀，树块对子弹的阻力大小a.m大的话，也许是甲图所示状况的m小的话，有乙图那样的情况b.v0较小时，有时如甲图所示；v0较大时，有时如乙图所示c .如果地面平滑，或许是甲图所示的状况，如果地面粗糙，就有可能变成乙图所示的状况与d.m、m、v0的大小和地面粗糙度无关，只有如甲图的情况【回答】d【解析】如果将子弹和树块相对静止时的共通速度设为v，则在此过程中，子弹的位移是树块的位移，子弹进入树块的深度是，如果将树块的长度设为l，则与某m、m、v0的大小和地面粗糙度无关，上述的分析成立，因此d是正确的。【命题意图】考察用均匀变速直线运动规律、牛顿规律、信息提取和建模能力、速度时间图像分析多个物体运动问题的能力。【容易出错的注意事项】很多老师平时都没有认真考虑过这个问题，所以子弹敲打木块，把滑块的滑板问题画成乙图，给学生带来了误解，另一方面，当然不是进行慎重的分析，反而容易做出错误的选择。 本问题通过速度时间图像分析，更直观明了！【参考文献】陈恩谱先生物理原来可以这样学“重叠体问题的分析技巧”一文。18 .如图所示，是人站在秋千板上，用双手抓住两侧秋千绳的摇摆方式。他从最高点a向最低点b移动，他蹲下来。他从最低点b向最高点c运动，他又从站起来的c回到b，他又蹲下去这个无视秋千板的宽度和品质，人蹲下时，其身体的中心线总是在两条秋千绳和秋千板决定的平面内。 下一个说法是正确的a .人在最低点b处在失重状态在b.a到b的过程中，秋千板对人负面工作c .在全过程中，如果人保持某种姿势，秋千越摇晃越低在d.b到c的过程中，人站起来，将体内的化学能转化为系统的机械能【回答】CD【解析】人在最低点，进行圆周运动的加速度垂直上升，处于过重状态，因此a错误的秋千板的宽度和品质被忽视，因为没有考虑其能量的变化，所以人不在秋千板上工作，脚和秋千板总是静止不动， 秋千板对人工作与人对秋千板工作大小相等，符号相反，联立知道不对人工作，所以b有错误的空气阻力和摩擦损失，人不改变姿势，秋千和人体的机械能减少，秋千越摇越低c越是正确的秋千变得摇晃越高，是因为人体通过不断蹲下体内的化学能量的动作转换为系统的机械能量，所以d是正确的。【命题意图】考察圆运动学和动力学、过重失重、功能关系、能量守恒，理解摆动的原理。【容易出错的注意事项】由于没有挥舞秋千的生活经验，或者没有认真分析其中的能量转换过程，所