2020版高考物理大二轮复习专题强化训练20高考物理中的五大解题思想 8页

高考物理 专题强化训练(二十)‎ 一、选择题 ‎1．(2019·云南师大附中月考)如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空．将电荷量为q的点电荷置于z轴上z＝h处，则在xOy平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零，则在z轴上z＝处的电场强度大小为(k为静电力常量)(　　)‎ A．k B．k C．k D．k ‎[解析]　根据题设，z轴上z＝－处的合场强为零，说明感应电荷在该处激发的电场强度与点电荷q在该处激发的电场强度等大反向，点电荷q在该处激发的场强大小为E＝k＝k，故感应电荷在该处激发的场强大小也为k，方向与点电荷q在该处激发的场强方向相反；根据对称性，感应电荷在z轴上z＝处激发的场强大小为k，方向与感应电荷在z轴上z＝－处激发的场强方向相反，点电荷q在z轴上z＝处激发的场强大小为k＝k，所以在z轴上z＝处的合场强大小为k＋k＝k，D正确．‎ ‎[答案]　D ‎2．(2019·广东茂名五校联考)如图所示，正电荷q均匀分布在半球面ACB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点C和球心O的轴线．P、M为CD轴线上的两点，距球心O的距离均为，在M右侧轴线上O′点固定正点电荷Q，点O′、M间距离为R，已知P点的场强为零，若带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零，则M点的场强为(　　)‎ 8‎ 高考物理 A．0 B. C. D.－ ‎[解析]　根据P点的场强为零，得半球面在P点场强和点电荷Q在P场强等大反向，即半球面在P点场强大小为E1＝，方向向右；现只研究半球面，若补全右半球面，根据带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零，补全右半球面后，球面在P、M两点产生的电场强度均为零，左半球面在M点场强和右半球面在M点场强等大反向，由于对称性，左半球面在P点场强和右半球面在M点场强等大反向，即左半球面在M点场强为E2＝，方向向右，点电荷Q在M点场强为E3＝，方向向左，叠加得M点合场强为E3＝－＝，方向向左，故C正确．‎ ‎[答案]　C ‎3．(2018·江苏卷)某弹射管每次弹出的小球速度相等．在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球．忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的(　　)‎ A．时刻相同，地点相同 B．时刻相同，地点不同 C．时刻不同，地点相同 D．时刻不同，地点不同 ‎[解析]　弹射管沿光滑竖直轨道自由下落，向下的加速度大小为g，且下落时保持水平，故先后弹出的两只小球在竖直方向的分速度与弹射管的分速度相同，即两只小球同时落地；两只小球先后弹出且水平分速度相等，又两只小球在空中运动的时间不同，则运动的水平位移不同，落地点不同，选项B正确．‎ ‎[答案]　B ‎4.在一半径为R的圆周上均匀分布有N个带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为＋3q，其余小球带电荷量为＋q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度大小为(　　)‎ 8‎ 高考物理 A．E B. C. D. ‎[解析]　假设圆周上均匀分布的都是电荷量为＋q的小球，由于圆周的对称性，根据电场的叠加原理知，圆心O处电场强度为0，所以A点小球带电荷量为＋3q，其余小球带电荷量为＋q时，圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为＋2q的小球在O点产生的电场强度大小，则有E＝k，若A处换为一个电荷量为＋q的小球，在圆心O点产生的电场强度大小为E1＝k，方向水平向左，其余小球带电荷量为＋q的小球在O点处产生的合电场强度大小E2＝E1＝k＝，所以仅撤去A点的小球，则O点的电场强度等于E2＝.‎ ‎[答案]　B ‎5. (多选)如图所示，一质量为m的质点系在一伸直的轻绳一端，绳的另一端固定在粗糙水平面上，绳长为r.给质点一垂直轻绳的初速度v0，质点将在该水平面上以绳长为半径做圆周运动，运动一周后，其速度变为，则以下说法正确的是(　　)‎ A．如果初速度v0较小，绳的拉力可能为0‎ B．绳拉力的大小随质点转过的角度均匀增大 C．质点运动一周的时间为 D．质点运动一周克服摩擦力做的功为mv ‎[解析]　由向心力公式F＝可知，只要v 8‎ 高考物理 ‎>0，绳的拉力不可能为0，A错误；质点运动一周的时间为t＝＝，C正确；质点运动一周克服摩擦力做的功为W克＝mv－m2＝，D正确；设质点在一小段时间内绕圆心转了θ角，速度由v1变成v2，对应的弧长为s，则有s＝rθ，v－v＝2as，绳拉力大小的变化量与质点转过的角度的比值为＝＝2ma，可知绳拉力的大小随质点转过的角度均匀减小，B错误．‎ ‎[答案]　CD ‎6．如图所示，一长轴为2L的椭圆形绝缘薄板边缘上均匀分布着电荷量为＋Q的电荷，长轴AB所在直线上另有三个点C、D、E，且AC＝BD＝DE＝L，在E处放置一电荷量为＋q的点电荷．已知D处的场强为零，则C处的场强大小为(k为静电力常量)(　　)‎ A．k B．k C．k D．k ‎[解析]　根据题意可知，带电薄板和E处点电荷在D点的合场强为零，则带电薄板在D处的场强大小为ED＝k，方向水平向右，因椭圆形带电薄板形状规则，则其在空间中产生的电场左右对称，所以带电薄板在C处产生的场强大小为EC＝ED＝k，方向水平向左，E处点电荷在C处产生的场强大小为EC′＝k＝k，所以C处的合场强大小为EC＋EC′＝k＋k＝k，方向水平向左．‎ ‎[答案]　D ‎7．(2019·福建厦门外国语学校模拟)如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面向里的磁感应强度大小为B0的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、C与圆心O连线的夹角为120°，此时细线的张力为F0.若圆环通电，为使细线中的张力恰好为零，则环中电流大小和方向应满足(　　)‎ 8‎ 高考物理 A．电流大小为，电流方向沿顺时针方向 B．电流大小为，电流方向沿逆时针方向 C．电流大小为，电流方向沿顺时针方向 D．电流大小为，电流方向沿逆时针方向 ‎[解析]　匀强磁场中直线电流所受安培力的大小由公式F＝BIL来计算，对于曲线电流，用等效法求安培力大小和判断安培力方向比较简便，要注意此时L是有效长度．若圆环通电，则由图并结合等效法可求得磁场中曲线电流的有效长度L0＝R，要使细线拉力恰好为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，大小等于F0，根据左手定则可以判断，环中电流方向沿顺时针方向，又F0＝B0I0·R，求得环中电流大小I0＝，故选项A正确．‎ ‎[答案]　A ‎8．(2019·济南模拟)MN为足够大的不带电的金属板，在其右侧距离为d的位置放一个电荷量为＋q的点电荷O，金属板右侧空间的电场分布如图甲所示，P是金属板表面上与点电荷O距离为r的一点．几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难，经过研究，他们发现图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中是两等量异号点电荷的电场线分布，其电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别对甲图P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是(　　)‎ 8‎ 高考物理 A．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为 B．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为 C．方向垂直于金属板向左，大小为 D．方向垂直于金属板向左，大小为 ‎[解析]　据题意，从乙图中可以看出，P点电场方向为水平向左；由图乙可知，正、负电荷在P点电场的叠加，设OP连线与水平方向夹角为θ，其大小为E＝2kcosθ＝2k·＝2k，故选项C正确．‎ ‎[答案]　C 二、非选择题 ‎9. (2019·石家庄质检)如图所示，在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中，固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD，圆弧的圆心为O，竖直半径OD＝R，B点和地面上A点的连线与地面成θ＝37°角，AB＝R.一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动，恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中，到达管中某处C(图中未标出)时恰好与管道间无作用力．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小为g.求：‎ 8‎ 高考物理 ‎(1)匀强电场的场强大小E和小球到达C处时的速度大小v；‎ ‎(2)小球的初速度大小v0以及到达D处时的速度大小vD.‎ ‎[解析]　(1)小球做直线运动时的受力情况如图甲所示，小球带正电，则qE＝，得E＝，小球到达C处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力，如图乙所示，‎ OC∥AB，则＝m 得v＝.‎ ‎(2)小球“恰好无碰撞地从管口B进入管道BD”，说明AB⊥OB 小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有 ‎－·2R＝mv2－mv 8‎ 高考物理 得v0＝，‎ 小球从C处运动到D处的过程，根据动能定理有 (R－Rsinθ)＝mv－mv2，‎ 得vD＝.‎ ‎[答案]　(1)　　(2)　 ‎10. (2019·郑州毕业班第二次质量检测)如右图所示，长R＝0.6 m的不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着质量m2＝0.1 kg的小球B，小球B刚好与水平面相接触．现使质量m1＝0.3 kg的物块A沿光滑水平面以v0＝4 m/s的速度向B运动并与B发生弹性正碰，A、B碰撞后，小球B能在竖直平面内做圆周运动．已知重力加速度g＝10 m/s2，A、B均可视为质点，试求：‎ ‎(1)在A与B碰撞后瞬间，小球B的速度v2的大小；‎ ‎(2)小球B运动到最高点时对细绳的拉力．‎ ‎[解析]　(1)物块A与小球B碰撞时，由动量守恒定律和机械能守恒定律有：m1v0＝m1v1＋m2v2‎ m1v＝m1v＋m2v 解得碰撞后瞬间物块A的速度v1＝v0＝2 m/s 小球B的速度v2＝v0＝6 m/s ‎(2)碰撞后，设小球B运动到最高点时的速度为v，则由机械能守恒定律有：m2v＝m2v2＋2m2gR 又由向心力公式有：F＋m2g＝m2 联立解得小球B对细绳的拉力F′＝F＝1 N.‎ ‎[答案]　(1)6 m/s　(2)1 N 8‎