一、選擇題：本題共10小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~6題，每小題4分，共24分，只有一項符合題目要求；第7~10題，每小題6分，共24分，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
1. 物理學中常用比值法定義物理量，比如物體的密度定義式：，就是用到了這種方法。下列關系式中，用比值法定義的物理量定義式是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】A．公式是電容的定義式，屬于比值定義法，故A正確；
B．公式是點電荷電場強度的決定式，不屬于比值定義法，故B錯誤；
C．公式表明導體中電流I與導體兩端的電壓U成正比，與導體的電阻R成反比，不屬于比值定義法，故C錯誤；
D．公式表明導體的電阻與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比，公式不屬于比值定義式，是電阻定律的表達式，不屬于比值定義法，故D錯誤。
故選A。
2. 一種新型節(jié)能路燈如圖所示，它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板。關于節(jié)能路燈的設計解釋合理的是（ ）
A. 小風扇是用來給太陽能電池板散熱的
B. 小風扇是小型電動機，將電能轉化為風能
C. 太陽能電池板將太陽能轉化為電能
D. 蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
【答案】C
【解析】
【詳解】A B．“頭頂”的小風扇可以把風能轉化為電能，這樣只要有風，這種路燈就可以發(fā)電，填補了陰天和晚上不能發(fā)電的空白，可用于路燈晚上照明使用，故AB錯誤；
C．“肩扛”太陽能電池板可以把太陽能轉化為電能，故C正確；
D．蓄電池在夜晚放電時，將化學能轉化為電能，故D錯誤。
故選C。
3. 北京時間2023年10月3日，據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站公布，2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給Pierre等三位物理學家，以表彰他們“為研究物質中的電子動力學而產生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒（as）這種時間尺度，適合用來描述電子在原子內部運動的情況，，例如電子繞氫原子核一周大約是。已知電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動。根據(jù)以上信息估算氫原子核外電子繞核運動的等效電流大約為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)電流的定義式
故選A。
4. 靜電噴涂是一種利用靜電作用使霧化涂料微粒在高壓電場作用下帶上電荷，并吸附于被涂物的涂裝技術，靜電噴涂機的結構如圖所示，電場線的方向由工件指向噴口，工件接地并規(guī)定大地的電勢為零，下列說法正確的是（ ）
A. 霧化涂料微粒正電，工件帶負電
B. 靜電噴涂機噴口處的電勢大于零
C. 工件表面處的電場強度小于噴口處的電場強度
D. 工件與噴口之間的電場線與真空中等量同種點電荷之間的電場線類似
【答案】C
【解析】
【詳解】A．電場線的方向由工件指向噴口，可知，工件帶正電，由于霧化涂料微粒在高壓電場作用向工件運動，可知，微粒所受電場力方向與電場強度方向相反，則微粒帶負電，故A錯誤；
B．電場線的方向由工件指向噴口，沿電場線電勢降低，工件接地，電勢為0，故靜電噴涂機噴口處的電勢小于零，故B錯誤；
C．電場線分布的疏密程度表示電場強弱，工件表面處的電場線分布比噴口處的電場線分布稀疏一些，則工件表面處的電場強度小于噴口處的電場強度，故C正確；
D．等量異種點電荷的電場線分布關于連線的中垂線左右對稱，可知工件與噴口之間的電場線與真空中等量同種點電荷之間的電場線并不類似，故D錯誤。
故選C
5. 如圖所示是中國公交使用的全球首創(chuàng)超級電容儲存式現(xiàn)代電車，該電車沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”，沒有尾氣排放，乘客上下車的30秒內可充滿電并行駛5公里以上，剎車時可把80％以上的動能轉化成電能回收儲存再使用．這種電車的核心元器件是“，”石墨烯納米混合型超級電容器，該電容器能反復充放電100萬次，使用壽命長達十年，被譽為“21世紀的綠色交通”．下列說法正確的是（ ）
A. 該電容器的容量為
B. 電容器充電的過程中，電量逐漸增加，電容也逐漸增加
C. 電容器放電的過程中，電量逐漸減少，電容器兩極板間的電壓不變
D. 若標有“，”的電容器從電量為零到充滿電用時，則充電平均電流為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．該電容器的容量為
故A錯誤；
B．電容器充電的過程中，電量逐漸增加，但電容只由電容器自身決定，與電荷量的多少無關，即電容保持不變，故B錯誤；
C．根據(jù)
可知電容器放電的過程中，電量逐漸減少，電容不變，則電容器兩極板間的電壓減小，故C錯誤；
D．標有“，”的電容器從電量為零到充滿電，儲存的電荷量為
則充電平均電流為
故D正確。
故選D
6. 如圖所示的電路中，A1和A2為理想電流表，示數(shù)分別為I1和I2，R1：R2：R3=1：2：3；當ab兩點間加以恒定的電壓U后，下列結論正確的是（ ）
A. I1：I2=3：4
B. I1：I2=4：9
C. 將A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比3：5
D. 將A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比為1：1
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．電源接在A、C兩點時，電路圖如圖1所示：
并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和
故AB錯誤；
CD．將A1、A2換成理想電壓表，如右圖所示成為串聯(lián)電路
UR1：UR2：UR3=1：2：3
則
故C正確，D錯誤。
故選C。
7. 如圖為兩元件甲、乙的伏安特性曲線，兩圖線交于A點，A點坐標為（12V，1.5A），甲的圖線（直線）與橫軸所成夾角θ為30°。下列說法正確的是（ ）
A. 甲元件的電阻為
B. 在A點，甲的電阻等于乙的電阻
C. 由圖可知乙元件電阻隨電壓增大而減小
D. 若將甲、乙元件串聯(lián)，電流為1A時，甲、乙元件的總電壓為13V
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)圖像可知，甲元件的電阻
故A錯誤；
B．在A點，甲、乙兩元件的電壓、電流相同，由歐姆定律可知，甲的電阻等于乙的電阻，故B正確；
C．隨電壓的增大，元件乙的圖像斜率越來越小，根據(jù)歐姆定律可知，其電阻隨電壓的增大而增大，故C錯誤；
D．若將甲、乙元件串聯(lián)，電流為1A時，此時甲元件的電壓為
由圖像可知，乙元件的電壓為5V，則甲、乙元件的總電壓為
故D正確。
故選BD。
8. 兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點，規(guī)定無窮遠處為電勢能零點，一帶負電的試探電荷在x軸上各點具有的電勢能隨x變化的關系如圖所示，其中試探電荷在A、N兩點的電勢能為零，在ND段中C點的電勢能最大，則下列說法正確的是（ ）

A. O處點電荷帶正電，M處點電荷帶負電
B. q1的值大于q2的值
C. 將一正點電荷從N點由靜止釋放后，點電荷會沿x軸正方向運動且到達C點時速度最大
D. 將一正點電荷從N點移到D點，電場力先做負功后做正功
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．帶負電粒子在電勢越低的地方電勢能越大，而沿著電場線的方向電勢降低，根據(jù)所給圖像可知，該帶負電的粒子從O到A電勢能逐漸減小，則可知從O到A電勢升高，因此可知O點處的點電荷帶負電，M點處的點電荷帶正電，故A錯誤；
B．圖中A點處的電勢能為零，而根據(jù)
可知，A點處的電勢為零，設OA之間的距離為，AM之間的距離為，則根據(jù)點電荷在某點產生的電勢公式
以及電勢所滿足的代數(shù)運算可知
由于
則可知
故B正確；
CD．負電荷由N到D電勢能先增大后減小，則正電荷由N到D電勢能先減小后增大，由此可知電場力先做正功后做負功，而負電荷在C點的電勢能最大，因此可知正電荷在C點的電勢能最小，動能最大，故C正確，D錯誤。
故選BC。
9. 在如圖所示的電路中，定值電阻分別為、、、，現(xiàn)在M、N兩點間加12V的穩(wěn)恒電壓，則下列說法正確的是（ ）
A. M、N間的總電阻為12?
B. 和兩端的電壓比為4∶5
C. 流過和的電流比為3∶1
D. 和兩端的電壓比為1∶1
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．與并聯(lián)的電阻為
故M、N間的總電阻為
故A正確；
B．由圖可知，與串聯(lián)，電流相等，則電壓與電阻成正比，即4∶5，故B正確；
C．與并聯(lián)，電壓相等，則電流與電阻成反比，即1：3，故C錯誤；
D．設流過干路的電流為I，由C項分析，可知流過的電流為，根據(jù)和兩端的電壓比為
故D錯誤。
故選AB。
10. 如圖所示，豎直平面內有水平向左的勻強電場，在勻強電場中有一根長為L=0.5m的絕緣細線，細線一端固定在O點，另一端系一質量為m=2kg的帶電小球，電量大小為q=0.1C。小球靜止時細線與豎直方向成θ=37°角，此時讓小球獲得初速度且恰能繞O點在豎直平面內沿逆時針方向做圓周運動，重力加速度為g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不考慮空氣阻力。下列說法正確的是（ ）
A. 小球帶負電
B. 勻強電場的電場強度120N/C
C. 小球做圓周運動過程中動能最大的位置在初始位置處
D. 小球從初始位置開始，運動到豎直面內圓周最高點的過程中機械能減少了4.5J
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A．對小球靜止受力分析，受重力、電場力和拉力作用，根據(jù)平衡條件，小球帶負電，故A正確；
B．對小球進行受力分析，如圖所示
根據(jù)平衡條件有
代入數(shù)據(jù)解得
故B錯誤；
C．小球靜止時細線與豎直方向成角，則A點為小球繞O點在豎直平面內沿逆時針方向做圓周運動的等效最高點，如圖所示
由題知，小球恰能繞O點在豎直平面內沿逆時針方向做圓周運動，即在A點輕繩的拉力為零，由重力與電場力的合力F提供向心力，此時速度最小，此時合力F為等效的重力，根據(jù)動能定理，可知小球從A點運動到同一直徑的B點，合力F做的正功最多，則在B點的動能最大，故小球做圓周運動過程中動能最大的位置在初始位置處，故C正確；
D．根據(jù)功能關系可知，機械能的變化量等于除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功，此處即電場力做的功。小球從初始位置開始，運動到豎直面圓周最高點的過程中電場力做功為
即小球從初始位置開始，運動到豎直面內圓周最高點的過程中機械能減少了4.5J，故D正確。
故選ACD。
二、非選擇題：本題共5小題，共52分。
11. 某實驗小組把一只滿偏電流Ig=3mA，內阻Rg=100Ω的靈敏電流計，改裝成雙量程電壓表（0~3V和0~15V）。該小組根據(jù)電表改裝原理設計電路圖如圖，請結合電路圖完成下列問題：
（1）選0~3V量程時應該使用________兩個接線柱；選0~15V量程時應該使用________兩個接線柱（選填“AB”、“AC”）；
（2）若要達到改裝目的，圖中兩個電阻的阻值應為：R1=________Ω，R2=________Ω。
【答案】（1） ①. AB ②. AC
（2） ①. 900 ②. 4000
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]根據(jù)歐姆定律可得AB和AC接線柱對應量程分別為
，
可知
則選0~3V量程時應該使用AB兩個接線柱；選0~15V量程時應該使用AC兩個接線柱。
【小問2詳解】
[1][2]若要達到改裝目的，則有
，
解得
，
12. 某同學在實驗室測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率，其阻值大約為。
（1）已知該同學用電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）測金屬絲的電壓、電流時，表盤如下圖所示，則電壓表的讀數(shù)為______V，電流表的讀數(shù)為______A。
（2）用螺旋測微器測量其橫截面直徑如圖甲所示，由圖可知其直徑為______mm；如圖乙所示，用游標卡尺測其長度為______cm；
（3）為了減小實驗誤差，需進一步測量圓柱體的電阻，除待測圓柱體外，實驗室還備有的實驗器材如下，要求待測電阻兩端的電壓調節(jié)范圍盡量大，則滑動變阻器應選______；（填器材前的字母代號）
A 滑動變阻器（阻值范圍，1.0A）B. 滑動變阻器（阻值范圍，0.1A）
（4）若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端的電壓為U，圓柱體橫截面的直徑和長度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示該圓柱體電阻率的關系式為______。
【答案】（1） ①. 2.20 ②. 0.48
（2） ①. 1.850 ②. 4.250 （3）A
（4）
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]電壓表最小分度為0.1V，需要估讀一位，讀數(shù)為2.20V，電流表的最小分度為0.02A，不需要估讀，讀數(shù)為0.48A
【小問2詳解】
[1]螺旋測微器測量其橫截面直徑為
[2]用游標卡尺測其長度為
【小問3詳解】
為了測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應用分壓接法，滑動變阻器選取總阻值較小的，便于調節(jié)。
故選A。
【小問4詳解】
根據(jù)歐姆定律
又
聯(lián)立，解得
13. 如圖所示電路，已知電源的電動勢E=3V，內阻r=1Ω，外電阻R=5Ω。若電鍵S閉合，則求：
（1）電流表的示數(shù)？
（2）若開關閉合1分鐘，求電阻R產生的熱量為多大？
【答案】（1）0.5A；（2）75J
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律有
解得
I=0.5A
（2）根據(jù)焦耳定律，電阻R產生的熱量
解得
Q=75J
14. 某品牌的一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術參數(shù)表。請根據(jù)表中的相關數(shù)據(jù)計算：
（1）此車電機的內阻；
（2）此車電機正常工作時的效率；
（3）在額定電壓下，若電機突然卡死時，電機的總功率為多少。
【答案】（1）
（2）60% （3）
【解析】
【小問1詳解】
由表格讀出電機的額定電壓U=50V，額定電流I=4A，額定輸出功率P出=120W。電機輸入的是電功率，總功率等于電功率，則有
P總=U I=200W
根據(jù)能量守恒得，內部發(fā)熱功率
又
則有
【小問2詳解】
電機正常工作時的效率
100%=60%
【小問3詳解】
在額定電壓下，電機突然卡死時，電機電路是純電阻電路，歐姆定律成立，則有
15. 如圖，在直角坐標系xOy的第一象限內有一方向豎直向上的勻強電場E1；第四象限內（含y軸）有一方向水平向右、電場強度大小為的勻強電場；第二、三象限內（不含y軸）有一方向水平向左、電場強度大小為的勻強電場。一質量為m=0.1kg、電荷量為q=+1.0×10-3C的小球從坐標為（0，1）的A點以初速度沿x軸正方向進入第一象限，恰好從坐標為（2，0）的B點沿半圓形光滑絕緣軌道的切線方向進入第四象限，半圓形軌道的直徑為圖中BC線段，C點位于y軸負半軸上。過C點后小球即刻進入第二、三象限內足夠長的粗糙絕緣斜面直軌道，斜面直軌道與半圓形軌道相切于C點，小球與斜面直軌道間的動摩擦因數(shù)為，小球可視為質點，重力加速度大小取g=10m/s2，求：
（1）小球到達B點時的速度和第一象限內勻強電場的電場強度大小E1；
（2）小球到達C點時對半圓形軌道的壓力大小（結果可用根號表示）；
（3）小球在斜面直軌道上運動的路程。

【答案】（1）800N/C；（2）；（3）2m
【解析】
【詳解】（1）小球從A點到B點做類平拋運動
水平方向有
解得
豎直方向有
得
而
可得
設速度與x軸正方向的夾角為θ，由
可知
θ=45°
由牛頓第二定律有
解得
E1=800N/C
（2）小球從B點到C點做圓周運動，由幾何關系有
從B點到C點，由動能定理有
解得
在C點，由牛頓第二定律有
解得
由牛頓第三定律可得，小球對半圓形軌道的壓力大小
（3）小球從C點沿斜面直軌道向上做勻減速直線運動，由于重力和電場力沿斜面直軌道的分力大小相等，方向相反，當小球速度減為零后，小球將靜止不動，由牛頓第二定律有
由運動學規(guī)律有
解得
規(guī)格
后輪驅動直流電機
車型
26英寸
額定輸出功率
120W
整車質量
30kg
額定電壓
50V
最大載量
120kg
額定電流
4A

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