考生注意：
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。
2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。
3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.本卷命題范圍：人教版必修第三冊第九章至第十一章。
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第題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. 下列說法正確的是（ ）
A. 電荷放入靜電場中一定會受靜電力，靜電力的方向與該處電場強度的方向相同
B. 干燥的冬季，摸金屬門把手有時會有被電擊的感覺，是因為手與門把手間摩擦起電
C. 由電場強度的定義式：可知E與F成正比，與q成反比
D. 串、并聯(lián)電路中，任意一個電阻增大時，總電阻隨之增大
【答案】D
【解析】A．電荷放入靜電場中一定會受靜電力，正電荷受靜電力的方向與該處電場強度的方向相同，負電荷受靜電力的方向與該處電場強度的方向相反，故A錯誤；
B．干燥的冬季，摸金屬門把手有時會被電擊，是因為在人運動的過程中衣服的摩擦帶電，不是手與門把手摩擦起電，摸金屬門把手時手對金屬把手放電而被電擊，故B錯誤；
C．電場強度大小是由電場本身決定的，跟放入的試探電荷無關，跟電荷所受的電場力無關，故C錯誤；
D．在串聯(lián)電路中，總電阻等于各電阻之和，任意一個電阻增大時，總電阻增大。在并聯(lián)電路中，任意一個電阻增大時，總電阻的倒數(shù)減小，總電阻隨之增大，故D正確。
故選D。
2. 關于各圖所涉及的物理知識，下列說法正確的是（ ）
A. 圖甲，導體棒因靜電感應A端帶負電荷，B端帶正電荷
B. 圖乙，用銅絲編織的管線包裹話筒線是利用靜電吸收信號
C. 圖丙，靜電計的金屬桿上端固定一個金屬球而不做成針尖狀可防止尖端放電
D. 圖丁，工作人員在超高壓下帶電作業(yè)時，穿絕緣橡膠服比金屬絲編制的工作服更安全
【答案】C
【解析】A．圖甲，把大地和導體棒看成一個整體，導體棒是近端，因靜電感應A端和B端均帶負電荷，故A錯誤；
B．圖乙，用銅絲編織的管線包裹話筒線是利用靜電屏蔽，使金屬外衣內(nèi)不受外衣外的電場的干擾，故B錯誤；
C．圖丙，靜電計金屬桿上端固定一個金屬球而不做成針尖狀可防止尖端放電，故C正確；
D．圖丁中，超高壓帶電作業(yè)的工作人員，穿上金屬絲制成的衣服，起到靜電屏蔽的作用，可以保證安全，故D錯誤。
故選C。
3. 如圖所示是真空中三個等量點電荷形成的電場線和等勢線，下列說法正確的是（ ）
A. 點所在的線為電場線
B. 點電場強度的大小大于點電場強度的大小
C. 為同種點電荷
D. 與為異種點電荷，與為同種點電荷
【答案】D
【解析】A．根據(jù)點電荷周圍電場線與等勢線分布的特點知，點所在的線為等勢線，故A錯誤；
B．由電場線的疏密程度反映場強大小可知，點電場強度的大小小于點電場強度的大小，故B錯誤；
CD．根據(jù)電場線分布情況可知， 與為同種點電荷，與為異種點電荷，故C錯誤，D正確。
故選D。
4. 把一個內(nèi)阻，滿偏電流的電流表改裝成量程為的電壓表，需要（ ）
A. 串聯(lián)一個電阻B. 串聯(lián)一個電阻
C. 并聯(lián)一個電阻D. 并聯(lián)一個電阻
【答案】A
【解析】根據(jù)
解得
可知需要與串聯(lián)一個電阻。
5. 如圖所示，平行板電容器已經(jīng)充電，靜電計的金屬球與電容器的一個極板連接，外殼與另一個極板同時接地，靜電計指針的偏轉角度顯示電容器兩極板間的電勢差大小?，F(xiàn)保持正對面積S不變，緩慢增大兩極板間距離d，以下說法正確的是（ ）
A. 電容器極板帶電量Q變小
B. 電容器的電容C增大
C. 電容器板間電場強度E不變
D. 電容器兩極板間電壓U隨d的增大而線性減小
【答案】C
【解析】A．由于電容器與電源斷開，因此電容器的帶電量保持不變，A錯誤；
B．根據(jù)電容器的定義式
①
可知隨著d的增加，電容器的電容C減小。B錯誤；
C．利用公式
②
③
將①②③聯(lián)立可得
可知電容器板間電場強度E不變。C正確；
D．將①②聯(lián)立可得
可知電容器兩極板間電壓U隨d的增大而線性增加，D錯誤。
故選C。
6. 如圖所示，小球A、B、C均帶正電荷，三個球的電荷量均為Q，其中A、B兩球固定在絕緣水平地面上，三球所在位置構成一個邊長為a的等邊三角形，A、B、C位于同一豎直平面內(nèi)，重力加速度為g，靜電力常量為k，則C球的質量為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依題意，小球C受力平衡，所受兩個庫侖力對稱，大小為
如圖
由平衡條件可得
解得
故選A。
7. 如圖所示，在正方體的一個頂點固定著電荷量為Q的負點電荷，a、b、c為與該點電荷相鄰的三個頂點，下列說法正確的是（ ）
A. a、b、c三點構成的平面是一個等勢面
B. a、b、c三點的電場強度大小相同
C. 將正試探電荷沿直線移動過程中電場力始終不做功
D. 將正試探電荷沿直線移動過程中電勢能先增大后減小
【答案】B
【解析】A．a(chǎn)、b、c三點到Q點的距離相等，則電勢相等，但是abc三點構成的平面到Q的距離不都是相等的，則該平面不是一個等勢面，選項A錯誤；
B．a(chǎn)、b、c三點到Q點的距離相等，則三點的電場強度大小相同，選項B正確；
C．將正試探電荷沿直線移動過程中電場力先做正功后做負功，選項C錯誤；
D．將正試探電荷沿直線移動過程中電場力先做正功后做負功，電勢能先減小后增大，選項D錯誤。
故選B。
8. 如圖所示是一長方體金屬導體，其長、寬、高之比為。在此長方體的上、下、左、右四個面上分別通過導線引出四個接線柱1、2、3、4.在1、2兩端和在3、4兩端分別加上相同的恒定電壓，則下列說法正確的是（ ）
A. 接在1、2兩端和接在3、4兩端時導體的電阻之比為
B. 接在1、2兩端和接在3、4兩端時導體的電阻之比為
C. 相同恒定電壓加在1、2兩端和加在3、4兩端時，導體內(nèi)自由電子定向運動速率之比為
D. 相同的恒定電壓加在1、2兩端和加在3、4兩端時，導體內(nèi)自由電子定向運動速率之比為
【答案】AC
【解析】AB．根據(jù)電阻定律
可得
故A正確；B錯誤；
CD．根據(jù)歐姆定律
及電流微觀表達式
可得
解得
故C正確；D錯誤。
故選AC。
9. 如圖所示，水平放置的平行板電容器上下極板分別帶有等量異種電荷，電荷量大小均為，兩極板間距為，質量為電荷量為的帶負電微粒從上極板的邊緣以初速度射入，恰好沿直線從下極板邊緣射出，重力加速度為。則（ ）
A. 兩極板間的電壓
B. 微粒的機械能減小
C. 電容器的電容
D. 保持不變，僅將極板向下平移，微粒仍沿直線從極板間射出
【答案】BCD
【解析】A．因為帶電微粒做直線運動，則微粒受力平衡，根據(jù)平衡條件有
得
負電荷受電場力方向向上，所以電場方向豎直向下，則
所以
故A錯誤；
B．重力做功mgd，微粒的重力勢能減小，由于微粒做勻速直線運動，動能不變，根據(jù)能量守恒定律得知，微粒的重力勢能減小了，故B正確；
C．電容器的電容
故C正確；
D．在不變時，僅將極板向下平移，由
知電場強度不變，微粒仍受力平衡，微粒仍沿直線從極板間射出，故D正確。
故選BCD。
10. 如圖所示，在光滑豎直滑桿的左側O點固定正點電荷，N點與O點等高且間距為，帶正電小球套在滑桿上，從M點由靜止釋放，小球沿豎直滑桿下滑，小球剛釋放時加速度大小為a。已知小球的質量為m，電荷量為q，重力加速度為g，靜電力常數(shù)為k，下列說法正確的是（ ）
A. 小球運動到N點時速度最大，加速度為零
B. 小球運動到P點時，加速度大小為
C. 小球運動到P點時，速度大小為
D. 左側O點固定的正點電荷的電荷量為
【答案】CD
【解析】A．小球運動到N點時豎直方向只受重力，則加速度為g，此時速度不是最大，選項A錯誤；
B．小球在M點時
小球運動到P點時
解得P點加速度大小為
選項B錯誤；
C．從M到P電場力做功為零，則
解得小球運動到P點時，速度大小為
選項C正確；
D．在M點時
其中
解得左側O點固定的正點電荷的電荷量為
選項D正確。
二、實驗題（本題共2小題，共14分）
11. 如圖甲所示是定性探究電荷間相互作用力與兩電荷的電荷量，以及兩電荷之間的距離關系的實驗裝置。
（1）該實驗用到的研究方法是__________（填正確選項前的字母，單選）
A. 理想實驗法B. 等效替代法
C. 微小量放大法D. 控制變量法
（2）如圖乙所示，當小球B靜止時，兩球球心恰好在同一水平面上，細線與豎直方向的夾角為，若小球B的質量為，重力加速度為，則庫侖力與夾角之間的關系式=__________。
（3）如圖乙所示，接著該同學增大（或減少）小球所帶的電荷量，并在豎直方向上緩慢移動小球A的位置，保持A球在懸點的正下方并與B在同一水平線上，懸掛在點的不可伸長的絕緣細線下端的小球B的帶電量不變，比較小球B所受庫侖力大小的變化。在兩次實驗中，B處于受力平衡時，細線偏離豎直方向的角度分別為和，兩次實驗中A的電荷量分別為和，則__________。
【答案】（1）D （2） （3）
【解析】（1）在研究電荷之間作用力大小與兩小球的電荷量和以及距離的關系時，采用控制變量的方法進行，根據(jù)小球的擺角變化可以看出小球所受作用力隨電量或距離變化情況。
故選D。
（2）根據(jù)小球B受力平衡，由幾何關系可得
（3）對小球B受力分析，根據(jù)庫侖定律結合平衡條件有
解得
可得兩次實驗中A的電量之比為
12. 在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，金屬絲的阻值約為，實驗室可供選用的實驗器材有：
A.電流表（量程，內(nèi)阻為
B.電壓表（量程，內(nèi)阻約為
C.滑動變阻器（阻值
D.定值電阻
E.定值電阻
F.電源（電動勢為及開關和導線若干
（1）某同學根據(jù)提供的器材，設計如圖甲所示的電路測量金屬絲的電阻，為更準確地進行實驗測量，定值電阻應該選擇___________（填選項字母序號）。
（2）該同學建立坐標系，如圖乙所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的六個坐標點，請描繪出圖像___________，并計算出金屬絲的電阻為___________（結果保留兩位有效數(shù)字）。
（3）該同學用刻度尺測量金屬絲的長度為，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，刻度位置如圖丙所示，該金屬絲直徑的測量值___________mm，則待測金屬絲的電阻率___________（結果保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】（1）D （2） 2.5##2.6##2.7
（3）0.828##0.829##0.830##0.831##0.832 ####
【解析】（1）通過的電流最大值約為
電流表量程太小，需要改裝電流表擴大量程，定值電阻應該選擇，此時表的量程為
故選D。
（2）[1]連線如圖所示
[2]圖中的直線取點，電流表改裝后量程擴大20倍，即，改裝后電流表電阻
解得
（3）[1]螺旋測微器讀數(shù)為；
[2]根據(jù)電阻定律
可得
代入數(shù)據(jù)解得金屬絲的電阻率為
三、計算題（本題共3小題，共計40分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13. 如圖所示，真空中有一個三棱錐區(qū)域，三棱錐底面為等腰直角三角形，，在點放置一電荷量為正點電荷，點放置一電荷量為的正點電荷，靜電常數(shù)為，求：
（1）點的電場強度大?。?br>（2）在點放置一電荷量為的正試探電荷，則其所受電場力的大?。?br>（3）正點電荷在空間產(chǎn)生的電勢，電荷量為q的正試探電荷從O點移到點電場力做功。
【答案】（1） （2） （3）0
【解析】（1）由幾何知識，三角形為等腰直角三角形，。A點的點電荷在點產(chǎn)生的電場強度大小
點的點電荷在點產(chǎn)生的電場強度大小
則點的合電場強度大小
（2）同理可知，點的合電場強度大小
則電荷量為的正試探電荷在點受到的電場力大小為
（3）正點電荷Q在空間產(chǎn)生的電勢，電勢是標量，點和點電勢相等，則
所以
電場力做功
14. 如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定著一根光滑絕緣細桿，細桿左側點處固定著一個帶正電的點電荷，以為圓心的圓周與細桿交于兩點，點為的中點。現(xiàn)將一質量為電荷量為的小球（可視為質點）套在桿上從點由靜止釋放，小球滑到點時的速度大小為。已知重力加速度為，M點和點的高度差為，取點為零電勢點。求：
（1）點的電勢；
（2）小球滑至點時的速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）小球從點到點過程，由動能定理可得
又
解得
又由
，
解得
（2）由幾何關系可得段的豎直高度
小球從點到點過程，靜電力做功為零，根據(jù)動能定理可得
解得
15. 如圖甲所示，平行板電容器兩極板的間距為，兩極板長為，M板接地（電勢為零），時刻，電荷量為，質量為的帶正電粒子沿兩板中心線以某一初速度射入極板間，板的電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，當時，粒子在（已知）時刻恰從板右端邊緣飛出。忽略邊界效應，板間的電場為勻強電場，不計粒子重力。求
（1）粒子從點飛入時的速度大??；
（2）圖乙中的；
（3）若粒子恰從板右端邊緣飛出，圖乙中的值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在沿板方向做勻速直線運動，可得
解得
（2）粒子在垂直板方向做變速直線運動，內(nèi)粒子的加速度
因為，內(nèi)粒子在垂直板方向加速度大小與內(nèi)相等，圖像如圖所示，
在內(nèi)垂直板方向位移
解得
（3）若粒子恰從板右端邊緣飛出，即粒子在垂直板方向先向上加速后向上減速再反向加速，圖像如圖所示
粒子在0到時刻，加速度
粒子在到時刻，加速度
全程在垂直極板方向列運動學公式
解得
即

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