陈老师高考物理原创题库之二（26~35題）详细解析与易错提醒.pdf

1、高中物理原创题库之二（高中物理原创题库之二（2635 题）题） 湖北省恩施高中陈恩谱 26、图甲为光电效应实验的电路图，保持光的颜色和光照强度不变，移动滑动变阻器滑片位置或对调电源 正负极，得到电流表的示数 I 随电压表的示数 U 变化的规律如图乙所示。则下列说法中正确的是 A由能量守恒定律可知，光电子的最大初动能等于入射光子的能量 B由欧姆定律可知，电压表的示数为零时，电流表的示数也为零 C保持光的颜色不变，只增加光照强度时，I-U 图像的纵截距 I0会增大 D保持光的颜色不变，只增加光照强度时，I-U 图像的横截距 Uc会增大 【答案】C 【解析】由光电效应方程 0m WhEk可知， mk

2、 Eh，故 A 错；由图乙可知，不加电压时，光 电流也不等于零，故 B 错；当只增加光照强度时，单位时间内逸出的光电子数增多，因此，图像的纵截距 I0会增加，故 C 正确；由 cm 0 k eUE可知， cm0k eUEhW，遏制电压 Uc只与入射光子的频 率有关，而与光照强度无关，即只增加光照强度时，横截距 Uc不变，故 D 错。 【命题意图】考察学生对光电效应的原理、光电效应实验及其曲线的理解掌握情况。【命题意图】考察学生对光电效应的原理、光电效应实验及其曲线的理解掌握情况。 【易错提醒】光电效应基本规律模糊不清，导致错选【易错提醒】光电效应基本规律模糊不清，导致错选 ABDABD 中的一

3、个。中的一个。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “光电效应的几个疑难点辨析光电效应的几个疑难点辨析”一文。一文。 27、由于地球自转和离心运动，地球并不是一个绝对的球形（图中虚线 所示） ，而是赤道部分凸起、两极凹下的椭球形（图中实线所示） ，A 点 为地表上地理纬度为的一点，在 A 点有一静止放在水平地面上物体 m， 设地球对物体的万有引力仍然可看做是质量全部集中于地心 O 处的质点 对物体的引力，地球质量为 M，地球自转周期为 T，地心 O 到 A 点距离 为 R，则关于水平地面对该物体的支持力的说法中，正确的是 A支持力沿 OA 方向向上

4、 B支持力垂直于水平地面向上 C支持力大小等于 2 Mm G R D支持力大小等于 2 2 2 ()cos Mm GmR RT 【答案】B 【解析】A 点物体受力如图所示，万有引力 F 与支持力 FN的合力 Fn即为物体随地球转动所需要的向心力，这个向心力就是万有引力 F 沿 纬线圈半径方向的分量将万有引力F沿FN和沿纬线圈半径方向分解； 万有引力 F 沿 FN方向分力即物体的重力 G，有： N 0FG，即物体的 重力 G 与地面支持力 FN相互平衡，所谓水平面，就是与重力 G 垂直的 平面，故答案选 B。 水平线 R A O 水平面 A O FN F Fn 【命题意图】考察万有引力与重力、圆

5、周运动向心力、力的分解与合成【命题意图】考察万有引力与重力、圆周运动向心力、力的分解与合成; ;深入考察学生对重力与万有深入考察学生对重力与万有 引力的关系的理解。引力的关系的理解。 【易错提醒【易错提醒】不管地球自转不管地球自转，选选 A A 或或 C C；不管矢量运算遵循平行四边形定则不管矢量运算遵循平行四边形定则，按代数加减方式计算重按代数加减方式计算重 力，选力，选 D D。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【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对重力加速度的几点辨析”一文。一文。 28、 、如右图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n2，原

6、线圈回路接 有内阻不计的交流电流表 A，副线圈回路接有定值电阻 R=2，现在 a、b 间、 c、d 间分别接上示波器，同时监测得 a、b 间、c、d 间的电压随时间变化的图 象如下图所示，则下列说法中不正确 的是 AT=0.02 Bn1:n255:1 C电流表 A 的示数 I36.4mA D当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬 时值为 0 【答案】D 【解析】变压器不改变交变电流频率（周期） ，故变压器副线圈输出电压周期与原线圈输入电压周期 相等，则 A 选项正确；3112202，5.6642，故有 U1=220V，U2=4V，n1:n2U1:U2=55:1，即 B 选 项正确； 副线圈

7、输出电压为U2=4V， 则输出电流为A2 2 2 R U I， 由 2211 IUIU， 得mA4 .36A 55 2 1 I； 由图可知，原副线圈电压瞬时值同时达到最大值，故 D 错。 【命题意图】考察理想变压器的基本规律，同时科普理想变压器原副线圈电压反相的常识。【命题意图】考察理想变压器的基本规律，同时科普理想变压器原副线圈电压反相的常识。 【易错提醒【易错提醒】不按题图答题不按题图答题，而是将理想变压器臆想成自感现象而是将理想变压器臆想成自感现象，从而认为原副线圈电压相差从而认为原副线圈电压相差 2 ，认认 为为 D D 正确正确。实际上实际上，变压器中必须考虑互感现象变压器中必须考虑

8、互感现象，理论计算表明理论计算表明，原副线圈电压反相原副线圈电压反相，原副线圈电流也反原副线圈电流也反 相。相。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【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关于交变电流的几个问题的说明”一文。一文。 29、物理学规律在数学形式上的相似，往往意味着物理意义的相似。某同学在查看资料后得知，电容器 C 储存的电场能 EC与两极间的电压 U 之间关系式为 2 2 1 CUEC，电感线圈 L 中储存的磁场能 EL与通过线 圈的电流 I 之间关系式为 2 2 1 LIEL，他类比物体 m 的动能 Ek与其速度 v 的关系式 2 2 1

9、vmE k ，做出如 下推论：质量 m 反映了物体对速度 v 的变化的阻碍作用，自感系数 L 反映了电感线圈对电流 I 的变化的阻 碍作用，则电容 C 也反映了电容器对电压 U 的变化的阻碍作用。他的分析依据如下，你认为他的分析合理 的是 A用相同大小的电流给电容器充电时，电容器的电容 C 越大，两极板间电压的增加相同大小U需 要的时间越长 B当电容器以相同大小的电流放电时，电容器的电容 C 越大，两极板间电压的减小相同大小U需 要的时间越长 C用相同的电源（E，r）给原来不带电的电容器充电，电容器的电容 C 越大，其电压从某个值 U 增 加相同的大小U所用的时间会更长 D电容器通过相同的电阻

10、放电，电容器的电容 C 越大，其电压从某个值 U 减小相同的大小U所用 的时间更短 【答案】ABD 【解析】充电电流 I 相同时，经过极短时间t的充电电量为tIq，则电容器电压增加量为 C q U ，可见，电容 C 越大，相同t内电压增加量U越小，即要引起相同电压增加量U，需更长 时间，故 A 选项正确；C 选项，电容器电压为 U 时，充电电流为 r UE I ，剩下分析与 A 选项相同； 放电电流 I 相同时，经过极短时间t的放电电量为tIq，则电容器电压增加量为 C q U ，可见， 电容 C 越大，相同t内电压减少量越小，即要引起相同电压减少量，需更长时间，故 B 选项正确；D 选 项，

11、电容器放电时，放电电流为 R U I ，剩下分析与 B 选项相同。 【命题意图【命题意图】考察电容器的电容考察电容器的电容、充放电充放电，欧姆定律欧姆定律，电流的定义电流的定义；顺便考察类比思想和信息提取能顺便考察类比思想和信息提取能 力。力。 【易错提醒【易错提醒】按题意即可搞定本题按题意即可搞定本题，但是但是，缺乏细致的分析缺乏细致的分析，没有把握没有把握，于是存在漏选于是存在漏选；要搞清楚本要搞清楚本 题的细节，就必须定量计算，也就是全面理解欧姆定律，知晓反电动势概念。题的细节，就必须定量计算，也就是全面理解欧姆定律，知晓反电动势概念。 【参考文献【参考文献】陈恩谱老师陈恩谱老师物理原来

12、可以这样学物理原来可以这样学 “电阻电阻、电感电感、电容的区别电容的区别” “高中物理中的反电动高中物理中的反电动 势势”一文。一文。 30、 有时在虹的外侧还能看到第二道虹， 光彩比第一道虹稍淡， 色序（颜色顺序）与虹正好相反，称为副虹或霓霓和虹的不 同点在于光线在雨滴内发生一次还是二次内反射如图所示， 太阳光水平照射到球形的水滴上，其中某色光的两条光线分别 到达水滴 O1上的 a 点和水滴 O2上的 b 点，经过水滴一次或两 次内反射后射出水滴，已知水对该色光的折射率为 n，a 点、 水滴球心 O1连线与水平方向夹角为1，b 点、水滴球心 O2连 线与水平方向夹角为2，a 与 O1、b 与

13、 O2在同一竖直平面内 试求从水珠射出的光线与水平方向的夹角、 说明人眼逆着出射光线看去，虹和霓由内向外的色序 【答案】 1 1 sin 4arcsin2 n ， 2 2 sin 326arcsin n ；虹的色序是内紫外红，霓的 色序是内红外紫。 【解析】a 光在射入水珠的折射角设为1，则由折射定律，有 1 sin sin n 1 2 b O2 霓 1 a O1 虹 ab 2I0I0 O 由几何关系，有： 111 2(1)(22 1)(1)4 1 2 得： 1 1 sin 4arcsin2 n b 光在射入水珠的折射角设为2，则由折射定律，有 2 sin sin n 2 由几何关系，有： 2

14、22 (2)2(222)(2)=3262 得： 2 2 sin 326arcsin n 紫光折射率大于红光折射率，由光路图可知，逆着光线看去， 虹的色序是内紫外红，霓的色序是内红外紫。 【命题意图【命题意图】考察折射定律考察折射定律、全反射及光路作图全反射及光路作图、几何分析几何分析；同同 时介绍虹、霓现象的实质。时介绍虹、霓现象的实质。 【易错提醒】作图不认真，几何关系方程无法正确列出；不知道人眼是逆着光线看物体的像。【易错提醒】作图不认真，几何关系方程无法正确列出；不知道人眼是逆着光线看物体的像。 【参考文献】赵凯华新概念物理教程【参考文献】赵凯华新概念物理教程 光学光学 。 31、圆心为

15、 O、半径为 R 的半圆的直径线两端，各固定有一根垂直圆平面的长直导线 a、b，两导线中通有 大小分别为 2I0和 I0、方向相同的电流已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度 r I kB ，其中 k 为 常数、I 为导线中电流、r 为点到导线的距离则下列关于该圆平面内电流的磁场的说法中，正确的是 A 圆心 O 点处的磁感应强度的方向由 a 指向 b B 在直径线上、到 b 距离为R 3 2 处的磁感应强度为 0 C 在半圆上一定存在“磁感应强度平行于直径线”的位置 D 在半圆上一定存在“磁感应强度沿半圆切线方向”的位置 【答案】BD 【解析】如图（1）所示，在直径线上，导线 a 中电流产生

16、的磁场磁感 应强度都向下，导线 b 中电流产生的磁场磁感应强度都向上，其大小分布规 律如图，可知，圆心 O 点处的磁感应强度的方向向下，A 错；两导线中电 流在直径线上、到 b 距离为R 3 2 处的磁感应强度大小分别为 d I kBa 3 2 0 2 、 d I kBb 3 1 0 ，其中 d 为直径长度，即 Ba、Bb大小相等、方向相反，所以该 处的磁感应强度为零，B 正确；如图（2）所示，在圆周上任取一点，并 将 Ba、Bb分解到垂直直径线方向，得： d I k d I kBB aay 00 2 sin sin 2 sin ， d I k d I kBB bby 00 cos cos c

17、os 即有： byay BB2，可见，Ba、Bb的矢量和不可能平行于直径线，C 错。 如图（3）所示，将 Ba、Bb分解到半径方向，得 ab 2I0I0 O Ba Bb 图（1） ab 2I0I0 O Ba Bb Bby Bay 图（2） ab 2I0I0 O Ba Bb Bbn Ban 图（3） cos sin 2 cos 0 n d I kBB aa sin cos sin 0 n d I kBB bb 解 nnba BB，得 3 3 cos，即当 3 3 arccos时，Ba、Bb的矢量和沿圆周切线方向。 【命题意图】考察直线电流的磁场、安培定则、矢量的分解与合成，以及几何计算。【命题意

18、图】考察直线电流的磁场、安培定则、矢量的分解与合成，以及几何计算。 【易错提醒】想当然，而不是耐心、细致的分析和计算，导致漏选或错选。【易错提醒】想当然，而不是耐心、细致的分析和计算，导致漏选或错选。 【参考文献【参考文献】陈恩谱老师陈恩谱老师物理原来可以这样学物理原来可以这样学 “矢量矢积在高中物理中的应用矢量矢积在高中物理中的应用” “矢量合成与分解矢量合成与分解 的讨论的讨论”一文。一文。 32、如图所示电路中，干电池电动势为 E，内阻为 r，开关 S 闭合后的一段时间t 内通过定值电阻 R 的电 荷量为 q，已知 R 两端的电势差恒为 U，不计导线电阻，则下列说法中正确的是 A电动势

19、E 和电势差 U 的单位都是伏特（V） ，因此电动势本质上就是电势差 B W=qE 反映的是这段时间t 内将电荷量 q 从电池一极移至另一极的过程中， 这部分电荷的电势能增加量 CW=qU 反映的是这段时间t 内，电池内化学能的减少量 D这段时间t 内电池内阻上产生的焦耳热为 Q=q(E-U) 【答案】D 【解析】电动势 q W E 非 反映的是非静电力将其他形式能量转化为电能的本领，而电势差 q W U 反 映的是静电力做功将电能转化为其他形式能量的“本领” ，因此两者尽管单位相同，物理意义却存在本质 区别，故 A 错；qEW 非 反映了电源在移动 q 的过程中非静电力做功的多少，也就是电源

20、内其他形式能 量的减少量，而qUW 是电荷 q 在从电源一极移到另一极的过程中静电力所做的负功的多少，亦即电荷 q 电势能的增加量，故可知 B、C 均错误；qEW 非 是回路中消耗的总的电能，qUW 同时也是电阻 R 上消耗的电能，故内阻 r 上消耗的电能即产生的焦耳热为)(UEqqUqEQ，故 D 对。 【命题意图】考察电动势、电势差的概念和区别，理解电源内部能量的转化。【命题意图】考察电动势、电势差的概念和区别，理解电源内部能量的转化。 【易错提醒】混淆电动势和电势差概念，无法将功和能正确的建立联系，从而错选【易错提醒】混淆电动势和电势差概念，无法将功和能正确的建立联系，从而错选 B B

21、或或 C C。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “化学电池与感应电源内电路上的电势升降问题化学电池与感应电源内电路上的电势升降问题” 一文。一文。 33、如图甲所示是某游标卡尺的实物图，它可以用于测量内径、外径和深度，其中（填“a” 、 “b” 、 “c” 、 “d”或“e” ）是用来测量深度的；测量结束、在读取数据前，需要将游标尺固定在主尺上，防止其 滑动，应操作的部件是（填“a” 、 “b” 、 “c” 、 “d”或“e” ） ；如图乙所示为用该尺测量某圆筒内径时 照片的一部分，则该圆筒内径大小为cm y xO a b M N B O1 【

22、答案】c、b、3.690 【解析】a 为内测量爪，可用于测量内径；b 紧固螺钉，用于固定游标尺；c 为深度尺，用于测量凹陷 部位的深度；d 外测量爪，可用于测量外径；e 是游标尺上的突起，方便手拨动游标尺的部件。 如图所示游标卡尺为 50 分度的游标尺，其长度为 49mm，最小分度值为 0.98mm，现第 45 号刻度线对 于主尺上 81mm 刻度线对其，故游标尺零刻线所在位置对应主尺上的位置为： l81mm450.98mm3.690mm 即该圆筒内径为 3.690mm。 【命题意图】考察游标卡尺的原理和使用。【命题意图】考察游标卡尺的原理和使用。 【易错提醒【易错提醒】没有实际的使用游标卡尺

23、没有实际的使用游标卡尺，或者观察不仔细或者观察不仔细，从而无法识别各个部件的功能从而无法识别各个部件的功能；另外另外，对对 游标卡尺读数只知道一种方法游标卡尺读数只知道一种方法（加法加法） ，不知道另一种方法不知道另一种方法（减法减法）其实这种方法才是课本上的内容其实这种方法才是课本上的内容。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “游标卡尺的原理及易错点提醒游标卡尺的原理及易错点提醒”一文。一文。 34、如图所示，纸面内有一直角坐标系 xOy，a、b 为坐标轴上的两点，其坐标分别为（0，2l） 、 （3l，0） ， 直线 MN 过 b 点且可根据需

24、要绕 b 点在纸面内转动MN 右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 大小为 B一质量为 m、电荷量为 q（q0）的带电粒子从 a 点平行 x 轴射入第一象限，若 MN 绕 b 点转 到合适位置，就能保证粒子经过磁场偏转后恰好能够到达 b 点设 MN 与 x 轴负方向的夹角为，不计粒 子重力 （1） 若粒子经过 b 点时速度沿 y 轴负 方向，求角的值和粒子的初速度 v1； （2）若粒子的初速度为 m qBl v 3 4 2 ， 求粒子从 a 运动到 b 的时间； （3） 在保证粒子能够到达 b 点的前提 下，粒子速度取不同的值时，粒子在磁场 中的轨迹圆的圆心位置就不同，求所有这 些圆心所

25、在曲线的方程 【答案】 （1） 45， m qBl2 1 v； （2） 3 时，) 3 8 329( 4 qB m t； 2 3 时，) 3 61 329( 4 qB m t； （3）llx l y 2 )3( 4 1 ，其中：0x 【解析】 （1）如图所示为粒子运动轨 迹，有几何关系可知： 45 且粒子在磁场中运动的轨道半径为： r1=2l 由牛顿第二定律，有 1 2 1 1 r mBqv v 解得 m qBl2 1 v y xO a b M N B y xO a b M N B 2 O D E y xO a b M N B O2 A C （2）设粒子在磁场中运动轨道半径为 r2，则由牛顿第

26、二定律，有 2 2 2 2 r mBqv v 解得 3 4 2 l r 则粒子运动有如图、所示两种情况。 第一种情况，如图所示，粒子在磁场中轨迹圆心为 O2，则由几何关系，有： 3 2 2 22 l rlCO， 2 1 sin 2 2 2 r CO bCOlbCOrCb 3 32 cos 22 ， 3 2 2 bAO 故， 3 ，粒子从 a 运动到 b 的时间为) 3 8 329( 4 3 4 3 2 ) 3 32 3( 2 1 qB m l ll t v 第二种情况中，粒子在磁场中轨迹圆心为 O2，则由几何关系，有：lbE 3 32 ， 3 2 2 bOD 故， 2 3 ，粒子从 a 运动到

27、 b 的时间为) 3 61 329( 4 3 4 3 4 ) 3 32 3( 2 1 qB m l ll t v （3）分析一：所有这些粒子在磁场中的运动都具有这样的特点，其进入磁场的点在 y=2l 的直线上， 其轨迹又都经过 b 点，因此，这些轨迹圆圆心到直线 y=2l 和到点 b（3l，0）的距离相等，由数学知识可知， 这些圆心所在的曲线是抛物线，其准线为直线 y=2l、焦点为 b（3l，0） ，如图所示。 则由数学知识可知，这些圆心所在曲线方程为llx l y 2 )3( 4 1 ，其中：0x 分析二：设初速度为某值时，其从 P 点进 入磁场后轨迹圆圆心为 O （x，y） ，则由几何 关

28、系，有：bOylOP2，xlQb 3 而： 222 bOQbQO 即： 222 )2()3(ylxly 化简，得：llx l y 2 )3( 4 1 其中：0x. 【命题意图【命题意图】考察带电粒子在磁场中的运考察带电粒子在磁场中的运 动、分情况讨论和抛物线知识。动、分情况讨论和抛物线知识。 【易错提醒】思考不全面，导致第（【易错提醒】思考不全面，导致第（2 2）问只考虑了一种情况；第三问不能联想起抛物线的知识。）问只考虑了一种情况；第三问不能联想起抛物线的知识。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “带电粒子在有界磁场中运动的临界问题带电粒子在有

29、界磁场中运动的临界问题”一文。一文。 35、如图所示，平行光滑金属导轨倾斜固定，轨道平面与水平面夹角为，在 ab 线以上、cd 线以下区域分 别存在如图所示方向相反的磁场，两区域磁感应强度大小相等、磁场方向均垂直于轨道平面。两根完全相 同的金属棒 MN、PQ 垂直导轨放置并保持静止，现先释放 MN，随后释放 PQ，金属棒在此后运动过程中 与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，重力加速度大小为 g。则在释 放金属棒后且两棒还在各自的磁场区域内加速运动的过程中，下列 说法中正确的是 AMN 棒释放后瞬间，其所受安培力沿斜面向上 BPQ 棒释放后瞬间，其加速度可能大于 gsin C释放 PQ 棒之前，M

30、N 棒的加速度逐渐增大 DPQ 棒释放之后，PQ 棒的加速度逐渐减小 【答案】AD 【解析】由楞次定律可知，A 正确；由右手定则和左手定则可知，两棒所受安培力方向均沿斜面向上， 大小也相同，即两棒加速度相同，而 MN 棒正在向下加速运动，可知 PQ 棒加速度向下且小于 gsin，故 B 错；由于两棒均在加速，则回路总电动势一直增加，电流一直增加，则两棒的加速度一直减小，故 C 错、 D 对。顺便说明：若 MN 棒离 ab 足够远，且两磁场区域足够大，则两棒最终以恒定速度差各自做匀速直 线运动。 【命题意图】考察楞次定律、法拉第电磁感应定律和牛顿定律、动力学动态问题。【命题意图】考察楞次定律、法拉第电磁感应定律和牛顿定律、动力学动态问题。 【易错提醒【易错提醒】死记硬背二级结论死记硬背二级结论，不注意适用条件不注意适用条件两棒之间两棒之间“来拒去留来拒去留”仅适用于单向磁场仅适用于单向磁场，本本 题是双向磁场；本题需从最原始的磁通量或者右手定则、左手定则入手分析。题是双向磁场；本题需从最原始的磁通量或者右手定则、左手定则入手分析。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学【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对楞次定律的深入理解”一文。一文。 欢迎关注欢迎关注“恩谱谈物理恩谱谈物理”微信公众号微信公众号 B B P Q M N a b c d