2020高三物理原创题库1 前10题详细解析和易错提醒

高中物理原创题库之一（前 10 题） 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/m2E ，沿 OA 方向 B. V/m200E ，沿 BO 方向 C. V/m3200E ，沿 AOB 角平分线向左 D. V/m 3 3400 E ，沿 AOB 角平分线向左 【答案】D 【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 3 3400 cos3020cm V40    d U E ，故本题选 D。 【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；顺 便了解 φ-x 图象的斜率是电场强度在x方向上的投影。 【易错提醒】φ-x 和 φ-y 图象的斜率 x E x     、 y E y     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（C 选项） ，当然更不能把这两个投影直接当做电 场强度本身（B 选项） 。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 v0，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 2 0 v 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 8 2 0 mv D、整个过程中，流过 a 棒的电荷量为 LB mv 2 0 【答案】BD A B O x y φ/V 25 O x/cm 50 φ/V 20 O y/cm 40 M N Q P 【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 ba BLvBLvE ，随着 va的减小、vb的增大，回路总电动势减小，回路电流减小，安培力 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 0 mvmvLBtI a  b 棒 0 b mvLBtI 两式联立，解得 2 0 v v a  向右、 2 0 v v b  向左，流过 a 棒的电荷量为 BL mv t Iq 2 0 。 同时，整个过程中，回路中产生的焦耳热为 2 0 222 0 4 1 2 1 2 1 2 1 mvmvmvmvQ ba  总 ，则 a 棒上产生 的焦耳热为 2 0 8 1 2 1 mvQQ 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；顺便指出楞 次定律二级结论“来拒去留”只适用于单向磁场，双向磁场中恰好是“来迎去离” 。 【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 OHN 15 8 1 1 14 7  D、六步循环的总核反应方程为 e2HeH40 1 - 4 2 1 1  【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 eNO 0 1 15 7 15 8  、 eCN 0 1 13 6 13 7  ， 包含了 Y 的核反应方程为 HeCHN 4 2 12 6 1 1 15 7  ， 故可知 X 为正电子 e 0 1 ， Y 为氦原子核 He 4 2 ， 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 1 1 被吸纳，释放出了 1 个氦原子核 He 4 2 和 2 个正电子 e0 1 ，故全过程的总核反应方程为 e2HeH4 0 1 4 2 1 1  ，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；顺便介绍聚变反应复杂的实际过程。 【易错提醒】注意不要错把正电子 e 0 1 看成了电子 e 0 1 ；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 光子 质子 质子 光子 质子 光子 质子 Y X X ① 中某点所受引力大小为 F，则该点的引力场强度为 m F g  ，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（rR）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 2hR 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