特色小卷16 空间问题-【精彩三年】2024高考物理汇编与名师优创特色63卷教师用书word（新教材）

特色小卷16　空间问题 [时间：15分钟] 1．基于斜面情境的立体拓展 如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC边与AB边的夹角也为θ。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数μ＝tan θ，重力加速度大小为g，则拉力大小为(　　) A．2mg sin θcos 　　　B．2mg sin θ C．2mg sin D．mg sin θcos 2．基于真实受力情境的立体分析 小黄是徒手爬楼高手，在网上拥有许多粉丝，被称为现实中的“蜘蛛侠”。如图所示，他徒手利用两面直角相关的墙角靠摩擦爬上墙壁。当他双脚离开直角墙面时，仅用双手将自己稳定在空中，此时关于他的受力分析可能正确的是(　　) 3．基于长方体的电场分布类问题 (多选)如图所示，∠DAB＝60°，ABCD——EFHG是底面为菱形(边长为L)的四棱柱，在A、C两点分别固定一个电荷量为q的正点电荷，O为AC与DB的交点，P、Q是关于O点对称的两点，其中AQ＝CP。则下列说法正确的是(　　) A．D点电势等于B点电势 B．P、Q两点电场强度相同 C．把质子沿直线PQ从P点移到Q点，静电力做功为0 D．在D点以初速度v0沿DB方向入射一电子，只在静电力作用下，电子将会沿DB方向匀加速运动到B点 如图所示，正方体ABCD——EFGH所处空间中存在匀强电场(图中未画出)。在A、F两点分别放入正、负两等量异种点电荷甲和乙后，B点的电场强度变为0。下列说法正确的是(　　) A．原匀强电场的电场强度方向从A指向F B．放入点电荷前，B点电势高于H点电势 C．放入点电荷前后，C点电场强度方向不变 D．放入点电荷后，再将甲从A点沿直线移至D点的过程，甲的电势能保持不变 4．基于椎体的电场分布类问题 如图所示，匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点，已知BE中点O的电势为0，A、B、C三点的电势分别为7 V、－1 V、3 V，则E、F两点的电势分别为(　　) A．2 V、－2 V B．1 V、－3 V C．1 V、－5 V D．2 V、－4 V 如图所示，四个点电荷分别位于正四面体的四个顶点A、B、C、D处，其中A、D两点处点电荷所带电荷量均为＋q，B、C两点处点电荷所带电荷量均为－q。已知P为AB边的中点，Q为CD边的中点，M为AD边的中点，N为BC边的中点，则下列说法不正确的是(　　) A．M点的电势高于N点的电势 B．M点的电场强度与N点的电场强度相同 C．P点的电势等于Q点的电势 D．P点的电场强度与Q点的电场强度相同 特色小卷16　空间问题 1．A　解析：以物块为研究对象，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，其中摩擦力的方向与物块相对于斜面的运动方向相反，如图所示，重力沿斜面向下的分力为mg sin θ，摩擦力为Ff＝μmg cos θ，根据余弦定理可得F＝＝2mg sin θcos ，故A正确，B、C、D错误。 2．D　解析：两面直角墙壁给人的弹力垂直墙壁指向外面，根据对称性两弹力的大小相等，两弹力与重力的合力向外倾斜，由平衡条件可得，人所受两面直角墙壁的摩擦力的合力向内倾斜，选项D正确，A、B、C错误。 3．AC　解析：根据等量同种电荷等势线分布特点及对称性可知D点电势等于B点电势，故A正确；根据等量同种电荷电场线分布特点可知P、Q两点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；根据等量同种电荷等势线分布特点及对称性可知P点电势等于Q点电势，所以把质子沿直线PQ从P点移到Q点，静电力做功为0，故C正确；DB是AC的中垂线，可知在DB连线上O点的电场强度最小，电子不会做匀加速运动，故D错误。 4．C　解析：点电荷甲、乙在B点产生的电场强度的切线方向由A指向F，由于B点的电场强度变为0，则原匀强电场的电场强度方向由F指向A，故A错误；放入点电荷前，B点和H点处于同一等势线上，电势相等，故B错误；放入点电荷前，C点电场强度方向与原匀强电场的电场强度方向相同，放入点电荷后，两点电荷在C点的电场强度方向与原匀强电场的电场强度方向相反，但大小比原匀强电场的电场强度大小要小，叠加后方向与原匀强电场的电场强度方向相同，故C正确；放入点电荷后，A、D不在同一等势线上，甲从A点沿直线移至D点的过程，电势能要发生变化，故D错误。 5．B　解析：如图所示，设AB的中点为M，MO平行于AE，且AE＝2MO，根据U＝Ed，可知沿着AE方向电势变化量是沿着MO方向电势变化量的2倍，而M点电势为3 V，即UMO＝3 V，故有UAE＝6 V，由此可知E点电势为1 V；根据正八面体的特点可知，AE平行于CF，故沿CF方向电势降低为UCF＝6 V，由此可得F点电势为－3 V，故选B。 6．D