高中物理原创题库1

1、空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现用仪器在纸面内沿互成60°角的OA 、OB 两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与到O 点距离的函数关系如图所示，则下列关于该电场的电场强度E 的说法中，正确的是A. V/m 2=E ，沿OA 方向B. V/m 200=E ，沿BO 方向C. V /m 3200=E ，沿AOB ∠角平分线向左D. V /m 33400=E ，沿AOB ∠角平分线向左 【答案】B【解析】由φ-x 和φ-y 图象可知，OA 、OB 两个方向上距离O 点相同距离处电势相等，比如，取距离均为20cm 处，电势均为40V ，则这两点位于同一等势面上，用直线将两点连接，然后作这条等势线的过O 点的垂线，由电场线和等势面的关系可知，这就是电场线，且方向向左，且电场强度大小等于V /m 33400cos3020cm V 40=⋅==οd U E ，故本题选B 。

【命题意图】考察电场线与等势面的关系、电场强度和电势差的关系，以及识图、信息提取能力。

【易错提醒】φ-x 和φ-y 图象的斜率xE x ∆∆=ϕ、y E y ∆∆=ϕ都只是电场强度在OA 、OB 两个方向上的投影，因此，不可以将这两者合成的方式求解电场强度，当然更不能把这两个投影直接当做电场强度本身。

认识到这点，本题就还可以用投影的方式直接求解电场强度。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“高中物理中矢量标积的一些有用的结论”一文。

2、如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 水平放置，导轨间距为L ，垂直导轨的虚线OO' 两侧导轨所在空间区域存在着磁感应强度均为B 的相反方向的竖直匀强磁场，两长度均为L 、电阻均为R 、质量均为m 的金属导体棒a 、b 垂直导轨放在OO' 左右两侧,并与导轨保持良好接触，不计其他电阻。

现给导体棒a 一个瞬时冲量，使a 获得一个水平向右的初速度v 0，则下列关于a 、b 两棒此后的整个运动过程的说法中，正确的是A 、a 、b 两棒组成的系统动量守恒B 、a 、b 两棒最终都将以大小为2v 的速度做匀速直线运动C 、整个过程中，a 棒上产生的焦耳热为820mvD 、整个过程中，流过a 棒的电荷量为LBmv 20【答案】BD【解析】由右手定则和左手定则可知，两导体棒所受安培力均向左，因此系统动量不守恒，A 错；回路总电动势为b a BLv BLv E -=，随着v a 的减小、v b 的增大，回路总电动势减小，回路电流减小，安培力ABO x y φ/V 25 O x /cm 50 φ/V 20 O y /cm 40MNQP减小，两棒加速度最终减为零，两棒均匀速运动，设整个过程回路中的平均电流为I ，则由动量定理，有a 棒：0mv mv LBt I a -=-b 棒：0-=b mv LBt I两式联立，解得20v v a =向右、20v v b =向左，流过a 棒的电荷量为BLmv t I q 20==。

同时，整个过程中，回路中产生的焦耳热为20222041)2121(21mv mv mv mv Q b a =+-=总，则a 棒上产生的焦耳热为208121mv Q Q a ==总。

故AC 错误，BD 正确。

【命题意图】考察右手定制、左手定则、电磁感应定律、动量定理和动量守恒定律，以及回路总电动势、动态过程分析、串联回路功率分配、电荷量与平均电流的关系，考察分析综合推理能力。

【易错提醒】没注意OO' 两边磁场反向，以为同向，进而误判系统动量守恒，错选A ；对于回路总电动势计算、动量定理处理导体棒收尾运动问题不熟练，无法分析运动过程和确定终态；没有注意求解的是a 棒的焦耳热，而当做回路总焦耳热求解，容易错选C 。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“对楞次定律的深入理解”一文。

3、太阳中所发生的“氢聚变”的实际过程并不是氢原子核直接聚变为氦原子核，而是借助碳、氮、氧的原子核进行的，其具体反应过程为如图所示的六步循环，请根据右图，判断下列说法中正确的是 A 、X 粒子是电子B 、Y 粒子是中子C 、①处所发生的核反应方程为O H N 15811147→+D 、六步循环的总核反应方程为e 2He H 401-4211+→ 【答案】C【解析】由质量数守恒、电荷数守恒，可知两个包含了X 的核反应方程为e N O 01157158+→、e C N 01136137+→，包含了Y 的核反应方程为He C H N 4212611157+→+，故可知X 为正电子e 01，Y 为氦原子核He 42，故A 、B 错；经过一个“碳循环”，碳、氮、氧的原子核都复原，有4个质子H 11被吸纳，释放出了1个氦原子核He 42和2个正电子e 01，故全过程的总核反应方程为e 2He H 4014211+→，D 错误。

【命题意图】考察核反应方程的书写，核反应中的质量数守恒、电荷数守恒，同时考察基本粒子的符号，和观察概括能力。

【易错提醒】注意不要错把正电子e 01看成了电子e 01-；另外，题干中“循环”“催化作用”都提醒了“经过一个‘碳循环’，碳、氮、氧的原子核都复原”的意思，要结合循环示意图把握住这个意思。

【参考文献】[美] 乔治·伽莫夫《从一到无穷大》一书。

4、万有引力定律和库仑定律具有相同的数学结构，因此，两个定律也就有一些相同的结论。

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；均匀带电球壳外部的电场，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O 15N 14N 15 C 12N 13C 13光子 质子 质子光子质子光子质子 YXX①中某点所受引力大小为F ，则该点的引力场强度为mFg =，则下列关于引力长强度的说法中，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 （r <R ）处的引力场强度为2r M Gg = D 、质量为M 、半径为R 且质量分布均匀的孤立实心球形天体外、离天体表面高度为h 处的引力场强度为2)(h R M Gg +=【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 Rr m 33=）和半径大于r 的球壳，则球壳在离球心距离为r （r <R ）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 （r <R ）处产生的引力场强度：r RMG 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mF 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。

【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，从而对B 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。

5、如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。

若已知大皮带轮半径为R ，小皮带轮半径为r ，摇动手柄的角速度为ω，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法中正确的是A 、发电机产生的交变电流频率为π2ωB 、小灯泡闪烁的频率为rRπ2ωC 、小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流电压有效值的乘积D 、提高手摇手柄的角速度，可以使小灯泡亮度基本保持不变和提高小灯泡的亮度【答案】D【解析】大皮带轮与小皮带轮边沿线速度大小相等，则有R r ωω='，解得小皮带轮的角速度为rRωω='，再由f π2='ω可知发电机线圈转动频率为rRf π2ω=，此即发电机产生的交变电流的频率，故A 错；而小灯泡发光亮度只与电流大小有关，因此它在一个周期内会闪烁两次，其闪光频率为rRf π2ω=，故B 错；小灯泡闪烁，也就是小灯泡亮度时刻在变化，说明小灯泡的瞬时功率时刻在变化，不是定值，而电流、电压有效值乘积计算的是定值，故C 错；当ω增大，线圈转动频率（角速度）增加时，由ω'=NBS E m 可知，发电机产生的交变电流频率增加且最大值、有效值均增加，因此灯泡发光亮度增加，频率过快时，灯丝温度来不及跟随电流变化，小灯泡亮度就会趋于稳定，不再闪烁，这就是白炽灯的工作基础。

【命题意图】考察圆周运动的连接速度关联，交变电流的产生、频率、最大值有效值及其瞬时功率、平均功率等，同时考察上新课时对演示实验的观察能力。

【易错提醒】不清楚角速度和频率的关系；不注意分析小灯泡亮度其实只与电流的大小有关，因此闪光频率是交变电流频率的2倍；不注意审题，C 选项问的是小灯泡的瞬时功率，而不是一个周期内的平均功率——有效值计算的功率实际上是一个周期内的交变电流的平均功率；平时上课时老师做演示实验却不注意观察，缺乏必要的经验，就无法迅速判定D 选项正确与否。

【参考文献】陈恩谱老师《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。

6、如图所示，两根平行直圆棒MN 、PQ 间距保持为R 2不变，两棒所在平面与水平面成θ角，现将一个质量为m 、截面半径为R 的圆柱体搁在MN 、PQ 上，并由静止释放，已知圆柱体与两棒之间的动摩擦因 数均为33=μ，则下列关于圆柱体被释放后的受力和运动的说法正确的是 A 、圆柱体受到3个力的作用 B 、两根圆棒对圆柱体的支持力都是θcos 21mg C 、︒>30θ时，圆柱体就会沿斜面下滑 D 、︒=45θ时，圆柱体一定会沿斜面下滑7、如图所示，长直木板可以绕其左端水平固定轴转动；初始时刻，木板处于水平状态，物块静止的放置在木板上；现将木板的右端缓慢抬起，使木板绕水平轴逆时针转动，当物块刚刚开始相对木板滑动时，立即停止转动木板。