（考試時間：75分鐘 總分：100分）
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1. 下列關于物理學史及物理定律的表述，正確的是（ ）
A. 庫侖通過扭稱實驗發(fā)現(xiàn)了庫侖定律，并通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值
B. 相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相等，它們之間相互作用的庫侖力大小一定相等
C. 若兩個點電荷的電荷量各減為原來的一半，彼此間的距離減半，則它們之間的庫侖力大小減為原來的二分之一
D. 摩擦起電的過程中產生了電荷，所以不遵循電荷守恒定律
【答案】B
【解析】
【詳解】A．庫侖通過扭稱實驗發(fā)現(xiàn)了庫侖定律，密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，故A錯誤；
B．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相等，它們之間相互作用的庫侖力大小一定相等，為作用力與反作用力的關系，故B正確；
C．根據(jù)庫侖定律有
可知，若兩個點電荷的電荷量各減為原來的一半，彼此間的距離減半，則它們之間的庫侖力大小不變，故C錯誤；
D．摩擦起電的過程，是電荷的轉移和重新分配的結果，沒有產生新電荷，遵循電荷守恒定律，故D錯誤。
故選B。
2. 如圖所示，水平直線上有A、O、B三點，，空間存在著水平向左的勻強電場E。若將一個帶正電的點電荷放在A點，則O點的場強大小為；若將這個點電荷放在B點，則O點的場強為（ ）
A. 向右B. 向左C. 向左D. 向右
【答案】B
【解析】
【詳解】當帶正電的點電荷放在A點，電場向左，根據(jù)點電荷產生的電場公式
又O點的場強大小為，所以
若將這個點電荷放在B點，則電場向右，大小為
所以，此時O點的場強為
方向水平向左。
故選B。
3. 科學家研究發(fā)現(xiàn)，蜘蛛在沒有風的情況下也能向上“起飛”。如圖，當?shù)厍虮砻鎺в胸撾姾?，空氣中有正電荷時，蜘蛛在其尾部吐出帶電的蛛絲，在電場力的作用下實現(xiàn)向上“起飛”。下列說法正確的是（ ）
A. 蜘蛛往電勢高處運動B. 電場力對蛛絲做負功
C. 蛛絲的電勢能增大D. 蛛絲帶的是正電荷
【答案】A
【解析】
【詳解】由題意可知，蛛絲受到空氣中正電荷的吸引力和地球負電荷的排斥力，則蛛絲帶的是負電荷；離正電荷越近電勢越高，則蜘蛛往電勢高處運動，運動過程電場力對蛛絲做正功，蛛絲的電勢能減小。
故選A。
4. 點電荷A、B分別固定在x軸上和處，規(guī)定無窮遠處電勢為零，x軸正半軸上電勢與位置坐標的關系圖像如圖所示。則（ ）
A. 點電荷A、B為同種電荷
B. 點電荷A、B帶電荷量大小之比為
C. 除無窮遠處，x軸上只有2處場強為零的點
D. 從處靜止釋放的負試探電荷能再次經(jīng)過該點
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．圖線上某點切線的斜率表示該點的電場強度，結合題圖可知，處的合場強為零，且點電荷A帶負電，點電荷B帶正電，設點電荷A、B帶電荷量分別為和，結合點電荷場強公式和矢量合成有
可得
故B正確，A錯誤；
C．根據(jù)圖線上某點切線的斜率表示該點的電場強度可知除無窮遠處，x軸上只有1處場強為零的點，故C錯誤；
D．處場強沿x軸負方向，負試探電荷釋放后沿x軸正方向運動，運動到處時動能最大，之后動能減小，根據(jù)能量守恒可知電荷速度減為零時，電勢為零，即試探電荷將一直沿x軸正方向運動到無窮遠處，故D錯誤。
故選B。
二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題只有二個選項符合題目要，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
5. 如圖所示，電容式麥克風的振動膜是利用超薄金屬或鍍金的塑料薄膜制成的，它與基板構成電容器，并與電阻、電池構成閉合回路。麥克風正常工作時，振動膜隨聲波左右振動。當振動膜向右運動時，下列說法正確的是（ ）
A. 電容器的電容減小B. 電阻上有從a到b的電流
C. 電容器放電D. 振動膜所帶的電荷量增大
【答案】BD
【解析】
【詳解】振動膜向右運動時，根據(jù)
可知，d減小，電容器的電容增大，根據(jù)
可知，U不變，C增大，Q增大，則電容器充電，電阻上有從a到b的電流。
故選BD。
6. 為了保障交通安全，交警常用酒精濃度檢測儀對駕駛員進行酒精測試，其工作原理如圖乙所示，電源電動勢為E，內阻為r，R為氣敏電阻，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，為定值電阻，電路中的電表均為理想電表，電壓表示數(shù)為，示數(shù)變化量的絕對值為，電流表示數(shù)為I，示數(shù)變化量的絕對值為，閉合開關，當酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法正確的是（ ）
A. 電流表示數(shù)I變大，電壓表的示數(shù)變小
B. 電源的效率減小
C. 電壓表與電流表示數(shù)變化的絕對值的比值變小
D. 電源的輸出功率一定變大
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．酒后對著測試儀吹氣，酒精氣體的濃度增大，氣敏電阻R阻值減小，則總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，總電流增大，路端電壓減??；則電流表的示數(shù)I變大，定值電阻兩端電壓變大，則氣敏電阻R兩端電壓變小，即電壓表的示數(shù)變小，故A正確；
B．電源的效率為
酒后對著測試儀吹氣，酒精氣體的濃度增大，氣敏電阻R阻值減小，外電阻減小，則電源的效率減小，故B正確；
C．根據(jù)閉合電路歐姆定律有
可得電壓表與電流表示數(shù)變化的絕對值的比值為
則電壓表與電流表示數(shù)變化的絕對值的比值不變，故C錯誤；
D．電源的輸出功率為
可知當時，電源的輸出功率最大；由于題干信息無法確定外電阻與內阻的關系，所以無法判斷電源輸出功率的變化，故D錯誤。
故選AB。
7. 掃地機器人利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，并能根據(jù)紅外感應繞開障礙物。某掃地機器人正常工作時電動機的電壓為、電流為、線圈電阻為。則下列有關它的說法正確的是（ ）
A. 正常工作時，電動機的總功率為
B. 正常工作時，電動機的發(fā)熱功率為
C. 正常工作時，電動機的輸出功率為
D. 電動機被雜物卡住無法運轉（不考慮保護電路的作用）時，電動機的發(fā)熱功率為
【答案】BC
【解析】
【詳解】正常工作時，電動機輸入的總功率、熱功率及輸出功率分別為
電動機被雜物卡住無法運轉（不考慮保護電路的作用）時，電動機的發(fā)熱功率為
故選BC。
8. 如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長度為的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為且周期性變化的電壓，在兩板左側緊靠P板處有一粒子源A，自時刻開始連續(xù)釋放初速度大小為、方向平行于金屬板的相同帶電粒子，時刻釋放的粒子恰好從Q板右側邊緣離開電場，已知電場變化周期，粒子質量為m，不計粒子重力及相互間的作用力，則（ ）
A. 在時刻進入的粒子離開電場時速度大小為
B. 粒子的電荷量為
C. 在時刻進入的粒子離開電場時電勢能減少了
D. 在時刻進入的粒子剛好從P板右側邊緣離開電場
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．粒子進入電場后，水平方向做勻速運動，則t＝0時刻進入電場的粒子在電場中運動間
此時間正好是交變電壓的一個周期，粒子在豎直方向先做加速運動后做減速運動，經(jīng)過一個周期，粒子的豎直速度為零，故粒子離開電場時的速度大小等于水平速度v0，A錯誤；
B．在豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律
t=0時刻進入電場的粒子在時間內的位移為，則有
解得
B正確；
C．在時刻進入電場的粒子，在豎直方向先從靜止開始向下加速運動，靜電力做正功，然后向下減速運動，靜電力做等量的負功，再向上加速，靜電力做正功，然后再向上減速，靜電力做等量的負功，離開電場，故靜電力做的總功為零，電勢能不變，C錯誤；
D．時刻進入的粒子，在豎直方向先向下加速運動，然后向下減速運動，再向上加速，然后再向上減速，由對稱可以知道，此時豎直方向的位移為零，故粒子從P板右側邊緣離開電場，D正確。
故選BD。
三、非選擇題：共60分，其中9、10、11為填空題，12、13為實驗題，14～16為計算題。
9. 示波管應用了______（填“電場”或“磁場”）使電子束偏轉的原理；它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，管內抽成真空，如圖所示。給電子槍通電后，如果偏轉電極和上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點。如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的極板X應帶______電，極板Y應帶______電。
【答案】 ①. 電場 ②. 負 ③. 負
【解析】
【詳解】[1]示波管應用了電場使電子束偏轉的原理。
[2]電子受力方向與電場方向相反，因電子向極板向偏轉，可知電場方向為到，則極板應帶負電。
[3]電子受力方向與電場方向相反，因電子向極板向偏轉，可知電場方向為到，則極板應帶負電。
10. 某同學要將一小量程電流表（滿偏電流為，內阻為）改裝成有兩個量程的電流表，設計電路如圖所示，其中定值電阻，。
（1）該電流表的滿偏電壓為______V；
（2）當開關S接A端時，該電流表的量程為0～______；
（3）當開關S接B端時，該電流表的量程為0～______。
【答案】（1）2 （2）10
（3）50
【解析】
【小問1詳解】
該電流表的滿偏電壓為
【小問2詳解】
當開關S接A端時，與串聯(lián)，再并聯(lián)小量程電流表，有
該電流表的量程為0～10mA。
【小問3詳解】
當開關S接B端時，小量程電流表串聯(lián)，再并聯(lián)，有
該電流表的量程為0～50mA。
11. “場離子顯微鏡”的金屬鎢針尖處于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡內壁有一層均勻導電膜：在鎢針和導電膜間加上高電壓后，玻璃泡上半部分的電場可視為位于O點處點電荷形成的電場，如圖所示。a、b、c、d、O為同一平面上的5個點，是一段以O為圓心的圓弧，d為的中點。a、d兩點場強大小分別為、，O、a、c、d四點電勢分別為、、、，則：______、______，______。（填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 小于
【解析】
【詳解】[1][2]根據(jù)電場線及等勢線的分布情況可知，a、b、c三點位于同一等勢面上，故有
沿電場線的方向電勢逐漸降低，故有
[3]根據(jù)電場線分布情況可知，電場線密集的地方電場強度大，電場線稀疏的地方電場強度小，故有
12. 某探究小組要測量某電池的電動勢，可利用的器材有：待測電池、粗細均勻的金屬絲、金屬夾、刻度尺、電流表（內阻極小）、電阻箱、開關S、導線若干等。他們設計了如圖甲所示的實驗電路，主要實驗步驟如下：
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，測量結果如圖乙所示，則金屬絲直徑______；
（2）將金屬絲拉直固定，按照圖甲連接電路，金屬夾A固定于金屬絲左端，金屬夾B置于金屬絲的右端，電阻箱調至最大阻值；
（3）閉合開關S，將電阻箱阻值調節(jié)為0，快速滑動金屬夾B至適當位置并記錄電流表示數(shù)I（在電流表量程內），斷開開關S，記錄金屬夾B與金屬絲左端的距離L，多次重復實驗，記錄多組I、L的值；
（4）將電阻箱阻值調節(jié)為R，改變L的長度并多次重復實驗，記錄多組I、L值；
（5）分別作出電阻箱阻值為0和電阻箱阻值為R時的圖象如圖丙所示，圖中圖線______（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）是電阻箱阻值為0時的圖象；
（6）由圖線得出縱軸截距分別為、，則待測電池的電動勢大小為______（用、、R表示）。
【答案】 ①. 2.164##2.165##2.166 ②. I ③.
【解析】
【詳解】（1）[1]金屬絲直徑
（5）[2]電阻箱阻值為0時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律
根據(jù)電阻定律
整理得
電阻箱阻值為R時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律
整理得
可知電阻箱阻值為0時，圖象的縱截距較小，故圖中圖線I是電阻箱阻值為0時的圖象。
（6）[3]圖象的縱軸截距為
聯(lián)立可得待測電池的電動勢大小為
13. 用如圖a所示的電路觀察電容器的充放電現(xiàn)象，實驗器材有電源E、電容器C、電壓表、電流表、電流傳感器、計算機、定值電阻R、單刀雙擲開關、開關、導線若干
（1）閉合開關，將接1，電壓表示數(shù)增大，最后穩(wěn)定在。在此過程中，電流表的示數(shù)______（填選項標號）。
A. 一直穩(wěn)定在某一數(shù)值
B. 先增大，后穩(wěn)定在某一非零數(shù)值
C. 先增大，后逐漸減小為零
（2）先后斷開開關、，將電流表更換成電流傳感器，再將接2，此時通過定值電阻R的電流方向______（選填“”或“”），通過傳感器將電流信息傳入計算機，畫出電流隨時間變化的圖像，如圖b，時，，圖中M、N區(qū)域面積比為，可求出______。
【答案】（1）C （2） ①. ②. 5.0
【解析】
【小問1詳解】
電容器充電過程中，當電路剛接通后，電流表示數(shù)從0增大某一最大值，后隨著電容器的不斷充電，電路中的充電電流在減小，當充電結束電路穩(wěn)定后，此時電路相當于開路，電流為0。
故選C。
【小問2詳解】
[1]根據(jù)電路圖可知充電結束后電容器上極板帶正電，將接2，電容器放電，此時通過定值電阻R的電流方向；
[2]時可知此時電容器兩端的電壓為
電容器開始放電前兩端電壓為，根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示放電量可得間的放電量為
后到放電結束間放電量為
根據(jù)題意，解得
14. 如圖表示一種自動測定油箱內油面高度的油量表（實際上是由量程為的電流表改裝而成，不計內阻），滑動變阻器R的最大值為，金屬杠桿的右端是滑動變阻器的滑片。從油量表指針所指的刻度，就可以知道油箱內油面的高度。電源電動勢E為，內阻r為，為起保護作用的定值電阻，當油面下降時，油量表的示數(shù)將變小。油箱裝滿汽油時，油量表示數(shù)為最大值（即電流表達到最大值，此時滑動變阻器的觸頭在最下端）。求：
（1）的阻值為多少？
（2）當油箱中的汽油用完時（此時滑動變阻器的觸頭在最上端），電路中的電流為多少？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小問1詳解】
油箱裝滿汽油時，油量表（電流表）示數(shù)為最大值，此時，滑動變阻器的觸頭在電阻最小值一端，根據(jù)閉合電路的歐姆定律
則有
【小問2詳解】
當油箱中的汽油用完時（此時滑動變阻器的觸頭在電阻最大值一端），此時滑動變阻器和電阻串聯(lián)，總電阻
電路中的電流
15. 將兩個等量異種點電荷固定在邊長為L的正方形的A、C兩個頂點處，它們所帶電荷量分別為和，用長為L的不可伸長的絕緣細線與一個質量為m、帶電荷量為的帶電小球拴接，線的另一端懸掛在A點?，F(xiàn)將小球從B點由靜止釋放，小球從B點沿著圓弧運動到D點。整個裝置處于豎直向下的勻強電場中，電場強度。已知小球可視為質點，靜電力常量為k，重力加速度為g，不計空氣阻力。求：
（1）小球剛釋放時的加速度大??；
（2）經(jīng)過D點時，小球的速度大??；
（3）小球經(jīng)過D點時，細線的拉力大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小問1詳解】
小球剛釋放時，沿切線方向運動，對小球在豎直方向受力分析有
解得
小問2詳解】
B、D是處點電荷形成靜電場的等勢點，所以小球在B、D位置時處靜電荷形成的電場的電勢能相等，小球從B點運動到D點的過程中，根據(jù)動能定理
解得
【小問3詳解】
當小球經(jīng)過D點時在豎直方向上對小球受力分析
解得
16. 如圖，在平面直角坐標系中，矩形區(qū)域放置在第二象限，對角線以上的區(qū)域有方向平行于向下的勻強電場，邊長為L，邊長為，，P點為對角線的中點，一帶電粒子以某一初速度從D點出發(fā)經(jīng)P點進入電場，從C點以水平向右、大小為v的速度進入第一象限內的靜電分析器，分析器中存在電場線沿半徑方向指向圓心O的均勻輻向電場，粒子恰好在分析器內做勻速圓周運動，運動軌跡處的場強大小為。不計粒子所受重力，忽略金屬板的邊緣效應。求：
（1）帶電粒子的比荷：
（2）勻強電場的電場強度大小E；
（3）粒子從D點出發(fā)時初速度；
（4）粒子從D到Q運動過程的平均速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】
小問1詳解】
設帶電粒子質量為m，電量為q，粒子在靜電分析器中做勻速圓周運動，電場力提供向心力
解得
【小問2詳解】
粒子從P到C做類斜拋運動，C點是最高點，水平方向
豎直方向
可得粒子從P到C的時間
由牛頓第二定律得
【小問3詳解】
粒子在勻強電場中
解得
【小問4詳解】
粒子在靜電分析器中做勻速圓周運動，周期為
從C到Q的時間為
粒子從D到P做勻速直線運動
粒子從D到Q運動過程的時間t
粒子從D到Q位移
平均速度

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