湖北省恩施高中2024年高考物理考前预测原创题库（11~20）题参考答案、详细解析和易错提醒

高中物理原创题库之一（11~20题）

湖北省恩施高中 

11、如图所示，某同学在学习了电场的叠加原理和等量同种电荷的电场线分布图后，得知在两点电荷连线的中垂线（x轴）上必定有两个场强最大的点A、A＇，并在此基础上进一步作了如下四个推论，你认为该同学的分析正确的是

A．若两个点电荷的位置不变，但将电荷量加倍，则x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置

B．若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90后对称的固定在z轴上，则x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置

C．若在yOz平面内固定一个均匀带电细圆环，圆环的圆心在原点O，直径与第一幅图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置

D．若在yOz平面内固定一个均匀带电薄圆板，圆板的圆心在原点O，直径与第一幅图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置

【答案】ABC

【解析】可以将每个点电荷（2q）看做放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，A正确；由对称性可知，B正确；由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，C正确；如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置。

【命题意图】考察点电荷场强的决定式、电场的叠加、等量同种电荷的电场线分布以及旋转对称。

【易错提醒】A选项以为电荷量倍增，场强最大的位置到O点的距离也倍增，C选项犯类似的错误；而分析D选项时，则可能误套前面结论，而没注意到靠内圆环的场强最大点位置的变动。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“高中物理中的微元法”一文。

12、如图（1）所示为机车在足够长水平路面上以恒定功率P启动的模型，假设机车启动过程中所受阻力

F阻恒定；如图（3）所示为一足够长的水平的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，左端接有定值电阻R，导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场B中，将一质量为m的导体棒垂直搁在导轨上并用水平恒力F向右拉动，金属棒和导轨的电阻不计且两者始终接触良好。图（2）、图（4）分别是机车、导体棒开始运动后的v-t图像，其中虚线是v-t图线的渐近线。则下列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都是无穷大 D. 两者都能在有限时间、有限距离内达到匀速运动状态

【答案】AB

【解析】vm代表的是匀速运动，也就是平衡时，对机车启动问题，有、，得，对导轨金属棒问题，有、，得，故AB正确；刚开始运动时，初速度接近零，对机车启动问题，由，可知牵引力趋于无穷大，由可知，机

车加速度趋于无穷大，但是对导轨金属棒问题，最开始的感应电动势接近零，感应电流接近零，拉力F却是有限的恒定值，故加速度为有限值，C错误；由题意，速度图象只是以虚线为渐近线，即不可能在有限时间内达到收尾匀速运动状态，故D错误。

【命题意图】考察功率与速度的关系、牛顿第二定律、平衡条件、动生电动势、闭合电路欧姆定律、左手定则及收尾速度模型，了解收尾速度模型理论上讲无法收尾的问题。

【易错提醒】随意作图，可能导致认为导体棒在开始运动时加速度与机车启动问题相同；由于中学教师教学中的失误，学生普遍认为两者可以在有限时间内达到收尾匀速运动——理论上讲，由于最终加速度趋近于零，由易知，有限的速度变化，将需要无穷长的时间，因此，两者都不可能在有限时间内达到匀速运动状态，所以题干将虚线表述为速度时间图象的渐近线。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“高中物理中的微元法”一文。

13、如图所示电路中，理想二极管具有单向导电性。当输入如图甲所示正弦交变电压后，电路中的电流按图乙所示规律变化，而二极管D、定值电阻R两端的电压按图丙、丁所示规律变化，忽略导线电阻，则下列说法中正确的是：

A、       B、电阻R消耗的电功率为

C、二极管D消耗的电功率为  D、整个电路消耗的电功率为

【答案】AB

【解析】二极管正向电阻为0，因此加正向电压时，电源电压全部加在定值电阻两端，而加反向电压时，二极管电阻无穷大，二极管将分得全部的电压，故A正确；按有效值定义（让相应的交变电流通过一

假想定值电阻r），易知二极管、电阻两端电压的有效值均为，通过二极管、电阻的电流的有效值均为；对定值电阻R来说，有电压时就有电流，故有：，即，即可用电流电压有效值相乘来计算，故B正确；但是对二极管D来说，前半个周期有电流时，却没有电压，后半个周期有电压，电流却为零，因此二极管D根本就不消耗功率，即，即电流电压有效值相乘算出来的，根本就不是二极管D的功率，故C错；由能量守恒定律可知，整个电路消耗的电功率，等于电阻R和二极管D消耗的电功率之和，即，故D错。

【命题意图】考察交变电流的有效值、功率和能量守恒定律，借此破除对一个典型错题——2014年全国卷2的21题——含二极管的交流电路功率计算上的疑惑。

【易错提醒】错误的以为任何情况下交变电流的功率都可以用电流电压有效值相乘计算，不知道功率因数概念；或者错误的从功率等于电流电压有效值相乘这个错误认识出发，用能量守恒错误分析问题。

【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。

14、某同学在学习了动量定理之后认为，表明作用在物体上的力等于物体动量对时间的导数（变化率），而，由复合函数求导的规则可知，，其中是物体质量对时间的变化率，即物体的加速度。为了验证他的分析，该同学设计了如下问题，请你也利用下面这个问题检验一下该同学分析的的正确性。

如图所示，一工人沿着水平光滑轨道推动货车运装沙子，沙子经一竖直静止的漏斗连续的落进货车。已知某时刻，货车（连同已落入其中的沙子）质量为M，速度为v，单位时间内落进货车的沙子质量为Q，试确定货车加速度与工人对货车推力的关系。

【答案】

【解析】一段极短时间内落入货车的沙子质量为   

沙子落入货车后，立即和货车共速，则由动量定理，有

解得沙子受到货车的力为，方向向前        

由牛顿第三定律可知，货车受到沙子的反作用力向后，大小为 

对货车（连同已落入其中的沙子），由牛顿第二定律，有  

解得              

【解法二】一段极短时间内落入货车的沙子质量为 

取系统为研究对象，则由动量定理，有

解得

由于时间极短，

解得

【解法三】取货车为研究对象，由动量定理，有

解得

【命题意图】考察牛顿定律、动量定理、变质量问题处理、微元法和分部求导。

【易错提醒】变质量问题中不会用微元法选取研究对象，从而无法下手做题；另一方面，习惯了处理恒定质量的物体的牛顿第二定律问题，不敢相信分部求导所展示的变质量问题中牛顿第二定律的形式。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“高中物理中的微元法”一文。

15、亚里士多德在其著作《物理学》中说：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判的继承了亚里士多德的这些说法；自牛顿之后，对于运动，新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是

A．包括天体在内的一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动

B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因

C．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即停下来并反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性，物体的速度只能连续渐变，而不能发生突变

D．可绕竖直轴转动的圆桌转得太快时，放在水平桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的

【答案】ABC

【解析】在物体受力时，由于物体质量不等于零，由牛顿第二定律可知，物体的加速度就是有限值，因此，发生一定的速度变化就必须要一定的时间，也就是速度只能渐变不能突变，故C正确；圆桌转得太快时，盘子随着圆桌转动所需要的向心力增加，也就是需要的静摩擦力增加，当需要的静摩擦力超过能提供的最大静摩擦力时，盘子就会向外滑，D选项的解释错误。

【命题意图】考察牛顿运动定律、惯性的作用、竖直上抛运动的规律、静摩擦力临界问题、圆周运动动力学，顺便介绍物理学史上科学概念的继承性，以及亚里士多德对物理学的伟大贡献。

【易错提醒】以为物体受力时惯性不起作用，从而漏选C；D选项似是而非。另外，本题可以提一下轻质物体没有惯性速度可以突变，以及拓展转动参考系下惯性力概念。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“与牛顿第一定律相关的物理学史”“动力学临界问题的基本类型和处理技巧”一文。

16、理论计算表明，天体表面的第二宇宙速度是其表面第一宇宙速度的倍。若一个天体密度足够大，以至于其表面第二宇宙速度超过光速，则任何物质包括光都无法从其表面逃逸出来，这样的天体就是黑洞。已知地球表面重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6370km，光速为3.0×108m/s，则要使地球变成黑洞，至少需将地球的全部质量压缩至约

A．一颗绿豆大小   B．一个桂圆大小     C．一个苹果大小     D．一个西瓜大小

【答案】B

【解析】设必须将地球质量至少压缩到半径为r的球体内，由题意，有，其中，联立解得r=0.8cm，球体直径为1.6cm，四个选项里最接近的这个大小的是桂圆，所以选B。

【命题意图】考察重力与万有引力的关系、第一宇宙速度及信息提取与建模能力。

【易错提醒】黑洞半径r与地球半径R混淆不清，不熟悉第一宇宙速度的计算依据，数值计算能力不足导致算错，缺乏生活经验，对“桂圆”大小不熟悉，从而导致出错。

【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。

17、质量为m的子弹以某一初速度v0击中静止在粗糙水平地面上质量为M的木块，并陷入木块一定深度后与木块相对静止，甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置，设地面粗糙程度均匀，木块对子弹的阻力大小恒定，则下列说法中正确的是

A．若M较大，则可能是甲图所示情形；若M较小，则可能是乙图所示情形

B．若v0较小，则可能是甲图所示情形；若v0较大，则可能是乙图所示情形

C．地面较光滑，则可能是甲图所示情形；地面较粗糙，则可能是乙图所示情形

D．无论m、M、v0的大小和地面粗糙程度如何，都只可能是甲图所示的情形

【答案】D

【解析】设子弹与木块相对静止时的共同速度为v，则这一过程中，子弹的位移为，木块的位移为，则子弹陷入木块的深度为，设木块长度为L，则有；无论m、M、v0的大小和地面粗糙程度如何，前述分析都成立，故D正确。

【命题意图】考察匀变速直线运动规律、牛顿定律、信息提取与建模能力以及用速度时间图象分析多个物体运动问题的能力。

【易错提醒】由于很多老师平时从来没有认真思考这个问题，以至于常常将子弹打木块、滑块滑板问题画成乙图，给学生造成误导；另一方面，想当然而不是仔细的分析，很容易导致错选。本题若用速度时间图象分析，将更加直观明显！

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“叠加体问题的分析技巧”一文。

18、如图所示是一种荡秋千的方式：人站在秋千板上，双手抓着两侧秋千绳；当他从最高点A向最低点B运动时，他就向下蹲；当他从最低点B向最高点C运动时，他又站立起来；从C回到B他又向下蹲……这样荡，秋千会越荡越高。设秋千板宽度和质量忽略不计，人在蹲立过程中，其身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。则下列说法中正确的是

A．人在最低点B时处于失重状态

B．从A到B的过程中，秋千板对人做负功

C．若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低

D．从B到C的过程中，人站立起来，将体内化学能转化为系统的机械能

【答案】CD

【解析】人在最低点，其做圆周运动的加速度竖直向上，处于超重状态，故A错误；秋千板宽度和质量忽略不计，其能量变化不用考虑，因此，人对秋千板不做功，由于脚与秋千板始终相对静止，因此秋千板对人做功与人对秋千板做功大小相等、符号相反，联立可知，秋千板对人不做功，故B错误；由于存在空气阻力和摩擦损耗，若人保持姿势不变，秋千和人正体机械能减少，则秋千就会越荡越低，故C正确；秋千之所以能够越荡越高，就是人体不断的将体内的化学能通过蹲立动作转化为系统的机械能，故D正确。

【命题意图】考察圆周运动运动学及动力学、超重失重、功能关系、能量守恒，并了解荡秋千的原理。

【易错提醒】没有荡秋千的生活经验，或者没有认真分析其中的能量转化过程，从而出现漏选D的情况；另一方面，对于秋千板做功问题，容易错误的以为是支持力垂直速度，所以不做功——实际上，如果本题考虑秋千板的质量，则秋千板的机械能可能增加，秋千板就会对人体做负功，也就是支持力和摩擦力的合力并不与速度垂直，实际荡秋千时，秋千板并不是总是与绳垂直的。

【参考文献】陈恩谱老师《物理原来可以这样学》“高中物理中轻质物体的动力学”一文。

19、自然界中某个量D的变化量，与发生这个变化所对应的x的变化量的比值，叫做这个量D对x的变化率。下列说法中正确的是

A．若D、x表示某质点做匀加速直线运动的速度和位移，则是恒定不变的

B．若D、x表示某弹簧中的弹力与形变量，则在弹簧的弹性限度内是恒定不变的

C．若D、x表示某质点做直线运动时的动能与位移，则越大，合力对质点做功的功率就越大

D．若D、x表示电场中x轴上各点的电势和位置坐标，则某点附近的越大，该点沿x轴方向的电场强度越大

【答案】BD

【解析】对匀加速直线运动，，故越来越小，故A错误；对弹簧，，即弹簧的劲度系数，故不变，B正确；，故直线运动中就是作用在物体上的合力，越大，就是合力越大，但是物体可能做减速运动，合力功率未必增大，故C错误；电场中，，故D正确。

【命题意图】考察变化率概念及其在高中物理各个部分中的应用。

【易错提醒】不认真审题，把对位移的变化率看成对时间的变化率，从而错选A；不清楚能量位移图象的斜率、电势位置图象斜率的物理意义，从而无法判断CD正误。

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

20、理论分析表明，开关闭合后，电路中的能量并不是由导线传输的，而是通过导线外面的电磁场传输的，右图为直流电路中的能量传输途径示意图，其中箭头表示各个位置能量传输的方向（能流方向）。已知电磁场在真空中的传播速度为光速c，则下列说法正确的是

A、开关闭合前，导线外就有电场，电源中的能量就已经源源不断的通过电场传输给了用电器

B、开关闭合后，电源内非静电力做功，将电能转化为其他形式能量

C、开关闭合后，电能是随着自由电荷在导线中的定向移动而缓慢传输到用电器的

D、如果导线电阻忽略不计，则导线附近的能流方向几乎与导线平行

【答案】D

【解析】开关未闭合时，尽管电池周围空间有电场（正负极电荷产生），但是，电源和用电器中并没有电流，也就是它们都没有工作，因此A选项错误；开关闭合后，电源中非静电力做功，将其他形式能量（比如化学能）转化为电能，故B选项错；由题意，电能是通过导线外面的电磁场传输的，而不是从导线中传输的，故C选项错；当导线电阻可以忽略不计时，导线就不消耗能量，因此，能量就不会从导线外流进导线，即能流方向几乎与导线平行，D选项正确。

【命题意图】一方面考察对电源电动势——非静电力做功的理解和电路的工作过程，另一方面以信息的形式介绍电路中能量的实际传输方式，同时考察学生的信息提取与理解能力。

【易错提醒】一直错误的认为电能是通过导线传输给用电器的，因此不看本题提供的信息，直接凭错误认知答题，从而错选C；对于D选项，不从导线不消耗能量去分析问题，看到能流这个新鲜概念就犯晕。