专题17破解力学、电磁场、光学中的三维空间问题-【小题小卷】冲刺2023年高考物理小题限时集训

17 破解力学、电磁场、光学中的三维空间问题 难度：★★★★☆ 建议用时： 30分钟 正确率 ： /15 1．（2023·山西模拟）某次军事训练中，以静止的炮车为坐标原点建立空间坐标系O－xyz，炮车的车载雷达发现了一架直升机正以100m/s的速度沿x轴正方向匀速飞行，当直升机坐标为时，炮车开火发射一枚炮弹，炮弹在其飞行轨迹的最高点恰好击中直升机。忽略空气阻力，炮弹和直升机均可视为质点，取重力加速度。则炮弹的发射速度大小为（  ） A．200m/s B．300m/s C． D． 2．（2023·全国·高三专题练习）小明同学站在原地，将圆形雨伞绕竖直伞柄以角速度匀速转动，使附在雨伞表面的雨滴均沿雨伞边缘的切线方向水平飞出，最终落至地面成一圆形区域，已知雨伞边缘距地面的高度为h，到伞柄的垂直距离为R。忽略空气阻力，以下关于圆形区域半径的表达式正确的是（　　） A． B． C． D．R 3．（2023·贵州·模拟）如图所示，在空间坐标系中，A、B、M、N四个点均位于坐标轴上，且，现在A、B两点分别固定等量异种电荷与。下列说法正确的是（　　） A．O点的电场强度小于N点的电场强度 B．M、N两点的电场强度大小相等，方向相同 C．试探电荷从N点移到无穷远处，其电势能增加 D．沿着坐标轴将试探电荷从M点移到O点再移到N点，其电势能先增加后减小 4．（2023·江苏·模拟）如图所示的三维直角坐标系O-xyz中，在A（a，0，0）和B（0，a，0）点放置等量的异种点电荷，电量分别为＋q和－q，则坐标为处的电场强度E的大小为（　　） A． B． C． D． 5．（2022·湖南·统考高考真题）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（　　） A．电场强度方向垂直指向a，电势减小 B．电场强度方向垂直指向c，电势减小 C．电场强度方向垂直指向a，电势增大 D．电场强度方向垂直指向c，电势增大 6．(多选)如图所示，三维坐标系的轴方向竖直向上，所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为的小球从轴上的A点以速度沿x轴正方向水平抛出，A点坐标为（0，0，L），重力加速度为g，场强。则下列说法中正确的是（　　） A．小球运动的轨迹为抛物线 B．小球在平面内的分运动为平抛运动 C．小球到达平面时的速度大小为 D．小球的运动轨迹与平面交点的坐标为 7．（2023·山西晋城·期末）空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系O­xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标为（0，a，0），N点的坐标为（a，0，0），P点的坐标为。已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为（　　） A． B． C． D． 8．（2022·广东·高考真题）如图所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（2023春·青海西宁·高三校考开学考试）如图所示，在空间直角坐标系中，沿z轴正方向有电场强度为E的匀强电场，沿y轴正方向有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为的小球以一定的初速度沿x轴正方向抛出后小球做平抛运动，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．小球的初速度可能小于 B．经过时间，小球的动能变为初始时的2倍 C．仅将小球的初速度方向变为沿y轴正方向，小球不可能做匀变速运动 D．仅将磁感应强度B的方向变为沿z轴正方向，小球不可能做类平抛运动 10．(多选)如图，x、y、z三维坐标系（z轴为竖直方向）中处有一发射源，起始时刻向x轴负方向发射初速为，质量为m，带电量为q的正电粒子，在xOy平面及上方充满沿着z轴正方向的匀强磁场和匀强电场，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．带电粒子做匀变速曲线运动 B．粒子的动能先增大后减小 C．时，粒子的坐标为 D．从起始时刻开始，经历两段连续相等的时间，粒子的竖直分位移比为1：3 11．(多选)如图所示在空间直角坐标系O-xyz中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　） A．当线框经过x轴时，OP