一、單選題：本大題共9小題，共37分。
1.下列說法正確的是( )
A. 所有體積小的電荷都能看成點電荷
B. 沿電場線方向，電場強(qiáng)度越來越小
C. 任一點電場強(qiáng)度的方向總是指向該點電勢降落的方向
D. 電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電勢差，使電路中有持續(xù)的電流
2.1798年英國物理學(xué)家卡文迪許借鑒了庫侖的扭秤實驗，測定了萬有引力常數(shù)。下列說法不正確的是( )
A. 卡文迪許扭秤實驗需要確保研究小球為電中性
B. 兩個實驗的相似性，體現(xiàn)了“類比”是一種重要的思維方式
C. 卡文迪許扭秤實驗和庫侖扭秤實驗的都用到了“微小量放大法”
D. 萬有引力定律和庫侖定律的相似性，說明了他們是同一種基本相互作用
3.如圖所示，兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點，P、Q是MN連線上的兩點，且MP=QN。下列說法正確的是( )
A. P點電場強(qiáng)度比Q點電場強(qiáng)度大
B. P點電勢與Q點電勢相等
C. 若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P點電場強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍
D. 若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P、Q兩點間電勢差不變
4.一電子在電場中做圓周運動，從某時刻開始計時，在0～t0時間內(nèi)，該粒子的動能和電勢能隨時間的變化分別如圖中A、B圖線所示，其中圖線A與橫軸平行，則該電子在0～t0時間內(nèi)( )
A. 速度不變B. 合力不變C. 電場力做負(fù)功D. 剛好運動一周
5.在一半徑為R的圓周上均勻分布有N個絕緣帶電小球(可視為質(zhì)點)無間隙排列，其中A點的小球帶電荷量為?3q，其余小球帶電荷量為+q，此時圓心O點的電場強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)僅撤去A點的小球，則O點的電場強(qiáng)度為( )
A. 大小為E，方向沿AO連線斜向下B. 大小為 12E，方向沿AO連線斜向下
C. 大小為13E，方向沿OA連線斜向上D. 大小為14E，方向沿OA連線斜向上
6.如圖所示，水平放置的平行板電容器A、B極板正對，A、B極板上的O、O?接點與恒壓直流電源連接，下極板B接地，開關(guān)S閉合，一帶電油滴位于電容器中的P點且恰處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)開關(guān)S閉合，A極板上移一小段距離過程中，P點電勢將降低，電路中有逆時針方向的電流
B. 當(dāng)開關(guān)S斷開，B極板下移一小段距離過程中，帶電油滴靜止，P點電勢升高
C. 當(dāng)開關(guān)S閉合，將A極板向右平移一小段距離，帶電油滴將向上運動
D. 當(dāng)開關(guān)S斷開，B極板上移一小段距離，P點電勢將升高
7.如圖所示，A、B兩個帶等量電荷的小球用繞過光滑定滑輪的絕緣細(xì)線連接處于靜止?fàn)顟B(tài)，A球與光滑絕緣豎直墻面接觸，A、B兩球到定滑輪的距離相等，連接A球的絕緣細(xì)線豎直，A、B間的距離為L，A.B連線與豎直方向的夾角為60°，A球?qū)ωQ直墻面的壓力為F，不計小球大小，靜電力常量為k，則( )
A. 小球A的重力為 33FB. 小球B的重力為 3F
C. 細(xì)線對滑輪的作用力大小為FD. 小球A的帶電量為 3FL23k
8.如圖所示，A、B、C三點位于同一圓弧上，O為圓心，圓弧半徑為10cm，且∠AOC=90°，∠BOC=120°。該平面內(nèi)存在一勻強(qiáng)電場，現(xiàn)把一個電荷量q=1×10?5C的正電荷從A移到B，電場力做功為?1×10?4J；從B移到C，電場力做功為3×10?4J。則該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為( )
A. 100V/mB. 200V/mC. 300V/mD. 400V/m
9.如圖所示空間原有大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在此空間同一水平面的M、N點固定兩個等量異種點電荷，絕緣光滑圓環(huán)ABCD垂直MN放置，其圓心O在MN的中點，半徑為R、AC和BD分別為豎直和水平的直徑。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上，從A點沿圓環(huán)以初速度v0做完整的圓周運動，則( )
A. 小球從A到C的過程中電勢能減少
B. 小球不可能沿圓環(huán)做勻速圓周運動
C. 可求出小球運動到B點時的加速度
D. 小球在D點受到圓環(huán)的作用力方向平行MN
二、多選題：本大題共1小題，共5分。
10.如圖所示，質(zhì)量相同、帶電量不同的兩帶電粒子(重力不計)以大小相同的初速度從左上端水平射入平行板電容器，粒子1打在下極板中點處，粒子2由右側(cè)板中央處射出電場區(qū)域，粒子1和2所帶電荷量分別為q1和q2，在電場中的運動時間分別為t1和t2，在電場中運動的加速度分別為a1和a2，在電場中運動時動能的變化量分別為ΔEk1和ΔEk2，則( )
A. t1:t2=1:2B. a1:a2=4:1
C. q1:q2=2:1D. ΔEk1:ΔEk2=16:1
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同。
(1)請在圖1中畫出上述u?q圖像_____。類比直線運動中由v?t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電能Ep=_____。
(2)在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電，對應(yīng)的q?t曲線如圖3中①②所示。
a.充電過程中，“電源兩端電壓”和“通過電源的電流”變化情況如何_____；
b.①②兩條曲線不同是_____(選填E或R)的改變造成的；
c.電容器有時需要快速充電，有時需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說明實現(xiàn)這兩種充電方式的途徑_____。
12.某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻。
(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖甲、乙所示，長度為_________cm，直徑為_________cm；
(2)按圖丙連接電路后，實驗操作如下：
①將滑動變阻器R1的滑片置于_________(填“左”或“右”)端處；將S2撥向接點1，閉合S1調(diào)節(jié)R1，使電流示數(shù)為I0；
②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大，S2撥向接點2；保持R1，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2阻值為1000Ω；
(3)由此可知，圓柱體的電阻為__________Ω。
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以算出該圓柱體的電阻率，請估算。以下選項最接近計算結(jié)果的是 。
Ω?m B.1Ω?m C.10Ω?m D.100Ω?m
四、計算題：本大題共3小題，共40分。
13.如圖所示是三量程直流電表的原理圖，已知表頭G的滿偏電流Ig=6mA，內(nèi)阻Rg=10Ω，定值電阻R1=0.1Ω、R2=9.9Ω、R3=995Ω。當(dāng)使用a、b兩個端點時，是量程為I1的電流表，當(dāng)使用a、c兩個端點時，是量程為I2的電流表；當(dāng)使用a、d兩個端點時，是量程為U的電壓表。求量程I1、I2、U的值。
14.如圖所示，長為L的絕緣細(xì)線上端固定于O點，下端系一質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶電小球，整個裝置處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度方向水平向右，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線與水平方向間的夾角θ=53°，重力加速度為g。
(1)小球平衡時，求細(xì)線中的拉力大小T1及電場強(qiáng)度的大小E；
(2)將小球向右拉至與O點等高，且細(xì)線水平繃緊，若由靜止釋放小球，求小球到達(dá)平衡位置時細(xì)線中的拉力大小T2。
15.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有沿x軸負(fù)方向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，y軸與直線x=?d(d>0)之間的區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)也為E的勻強(qiáng)電場。P點位于第一象限內(nèi)，從P點由靜止釋放一個帶電荷量為+q質(zhì)量為m的粒子，不計粒子重力，忽略兩電場間的影響。
(1)若P點的縱坐標(biāo)為d，粒子能通過x軸上坐標(biāo)為(?d2,0)的點，求P點的橫坐標(biāo);
(2)若粒子能通過x軸上坐標(biāo)為(?2d,0)的點，則P點的坐標(biāo)(x,y)應(yīng)該滿足什么條件?
(3)求滿足第(2)問的粒子從P點到通過x軸所用的最短時間。
參考答案
1.D
2.D
3.C
4.C
5.D
6.B
7.A
8.B
9.C
10.AD
11. 12CU2 見解析 R 見解析
12.(1) 5.01 0.8470
(2)右
(3)1000
(4)B

13.解：根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律有
當(dāng)使用a、b兩個端點時，Ig(R2+Rg)=(I1?Ig)R1①
當(dāng)使用a、c兩個端點時，IgRg=(I2?Ig)(R1+R2)②
當(dāng)使用a、d兩個端點時，并聯(lián)部分的電阻R=(R1+R2)Rg(R1+R2)+Rg=5Ω ③
U=I2(R+R3)④
由①②③④式解得
I1=1.2A，I2=12mA，U=12V。

14.(1)以小球為對象，由平衡條件得
sinθ=mgT1
解得細(xì)線中的拉力大小為
T1=54mg
根據(jù)
tanθ=mgqE
解得電場強(qiáng)度的大小為
E=3mg4q
(2)釋放后小球做擺動，由動能定理得
mgLsinθ?qEL1?csθ=12mv2
小球到達(dá)平衡位置時，小球徑向方向的合力提供小球的向心力，則有
T2?mgsinθ?qEcsθ=mv2L
聯(lián)立解得
T2=94mg

15.解：(1)設(shè)P點的橫坐標(biāo)為x，粒子勻加速直線運動通過y軸的速度為v0，在第二象限內(nèi)做類平拋運動。由牛頓第二定律，得：qE=ma
由勻變速直線運動規(guī)律，得：v02=2ax，d2=v0t，d=12at2
聯(lián)立解得：x=d16
(2)
設(shè)P點的坐標(biāo)為(x,y)，粒子勻加速直線運動通過y軸時的速度為v0′。由牛頓第二定律，得：qE=ma
由勻變速直線運動規(guī)律，得：v0′2=2ax
粒子在第二象限電場中做類平拋運動，離開電場后做勻速直線運動，設(shè)粒子在第二象限電場內(nèi)運動的時間為t′，有
vy=at′
vx=v0′=dt′
粒子離開電場時速度偏向角的正切值tanθ=vyvx
由幾何關(guān)系有
tanθ=y?12at′2d
聯(lián)立解得4xy=3d2(x>0,y>0)
(3)粒子在第一象限內(nèi)運動的時間t1= 2xa
粒子在第二象限內(nèi)運動的時間t2=2dv0
又v02=2ax，qE=ma
粒子運動的總時間t= 2xa+2d 2ax≥2 2mdqE
故最短時間為tmin=2 2mdqE

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