湖北省恩施高中2024年高考物理考前预测高中物理原创题库之二（36~45題）详细解析与易错提醒

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高中物理原创题库之二（36~45题）
湖北省恩施高中

A
B
O
v0
·
l
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，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

解得v1=2m/s＜v=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

解得v2=6m/s。
则碰前系统总动能为 ，碰后系统总动能为 ，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法的熟练情况。
【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m/s；对一种情况计算之后，没管现实可能性，直接由v1=2m/s＜m/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/s＞m/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。

37、真空中两个可视为点电荷的带电小球靠近放置，其中A球带电量为+Q，B球带电量为－q，且有Q＞q，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，以及在新情境下，选取特殊值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。
【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，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
v0
A. 球刚抛出时加速大小为
B. 球着地前瞬间的速度大小为
C. 球从抛出到着地过程中克服空气阻力做的功
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，竖直方向受到重力作用，加速度为，两者矢量和就是球的加速度，故A错；由题意，球在着地前已经竖直向下做匀速运动，故有，有，故B正确；从抛出到落地，由动能定理，有，代入，解得，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。
【易错提醒】没注意矢量合成规则，错选A；不注意功的正负，得不出C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D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
A．p1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饱和蒸汽压
D．p1、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，对绝对零度在气体的等容曲线上的位置不熟悉，以为摄氏0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3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①），一个运动是竖直向下的自由落体运动（称作分运动②）．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②的速度小于分运动①的速度
B．物体上升至最高点时，分运动②的速度与分运动①的速度大小相等
C．物体落回地面前瞬间，分运动②的速度与分运动①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②的位移大于分运动①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：，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：，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：，故C错误；下降阶段，合速度向下，但是合位移仍然向上，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：，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，同时考察作图能力。
【易错提醒】混淆位移和速度，可能错选C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。

41、万有引力定律和库仑定律具有相似的数学结构，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，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（r 强度为
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，）和半径大于r的球壳，则球壳在离球心距离为r（r 【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。

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（q＞0）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：
z
y
x
O
θ
B
v
（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（，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θ，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（，a，0）的点，则E＇和tanθ各为多少？
【答案】（1）E=vB，沿z轴正方向；（2）；
（3），
z
y
x
O
θ
B
v
r
【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：

解得：E=vB；
（2）粒子运动的轨迹如图所示，由几何关系，有:

解得粒子运动的半径为：r=2a
由牛顿第二定律，有：
解得
（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。
z
y
x
O
θ
B
v




则由平衡条件，有：
由曲线运动规律，有：、
其中：
解得：、
则有：

【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。

43、理论和实验分析表明，物质内分子热运动的平均动能与绝对温度T之间满足的关系是，其中k为一普适常量，i与物质的分子结构有关，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，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，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，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】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。
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．
①试求第3次压下活塞长度为多大时，篮球充气孔才能打开？
②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】① ②
【解析】①第3次压下活塞前，已经压下了2次，这时篮球内气压为p1，则有
……2分
当第3次压下活塞长度时，打气筒内气压为p2，则有
……2分
要使篮球充气孔打开，则有： p1=p2
联立解得： ……2分
②设需要提起压下活塞n次才能把篮球的气充足，则有
……2分
解得： ……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》“混合气体的状态方程和典型题型”一文。

C
v0
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







【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，电容器电压增加，充电电流，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（），故电流减小变慢，B、C可能正确；由可知，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A；对于B、C、D等不通过列方程仔细分析，凭感觉乱选。