2023年高考物理分题型多维刷题练专题04静电场和电路-【选择题组】(原卷版+解析)

这是一份2023年高考物理分题型多维刷题练专题04静电场和电路-【选择题组】(原卷版+解析)，共74页。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．比值定义法是物理学中常用来定义物理量的方法之一，下列物理量中采用比值定义法的是（ ）
A．磁感应强度B．点电荷场强
C．电流D．电容
2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C．法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D．麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
3．如图，在等边三角形abc中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中（ ）
A．a、b、c点的电场强度相同
B．a、c、d点的电势差满足
C．电子在a点时的电势能大于在d点的电势能
D．电子在a点时的电势能小于在d点的电势能
4．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面，工作时收尘板带正电，其右侧的电场线分布如图所示。粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。忽略粉尘的重力和粉尘所受的空气阻力。若带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．粉尘做匀加速直线运动B．粉尘的加速度先变小后变大
C．电场力对粉尘一直做正功D．粉尘的电势能逐渐变大
5．在如图所示的电路中，电源的内阻r=1.0 Ω，电阻R=9.0 Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.20 A。在通电时间t=4.0 s内，通过电阻R的电荷量q为（ ）
A．0.20 CB．0.40 CC．0.60 CD．0.80 C
6．如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电流随电压变化图线是一条直线
7．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．根据公式可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C．根据电动势E＝可知，电动势E的大小等于W和q的比值，但与W的大小和q的大小无关，由电源本身决定
D．根据公式可知，电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
8．如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度。下述做法可使静电计指针偏角增大的是（ ）
A．使A、B两板靠近一些
B．使A、B两板正对面积错开一些
C．断开S后，使B板向右平移拉开一些
D．断开S后，使A、B两板正对面积错开一些
9．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子只在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P和Q是这条轨迹上两个点，P、Q相比（ ）
A．P点的电势高B．带电微粒通过P点时的加速度大
C．带电微粒通过P点时的速度大D．带电微粒在P点时的电势能较大
10．如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的图像。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（ ）
A．电源的输出功率为
B．电源电动势为，内阻为
C．电源的总功率为
D．若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为原来的
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．N95透明智能口罩的外观是由防水防刮的再生透明非晶体塑料制成；它的侧面设计了两个圆孔静电层区域，是为了过滤空气：口罩内含有麦克风和扬声器；口罩也可以拆开，内部配备一个充电盒，盒内也提供某非可见光，可以进行对面罩全面消毒。由以上信息判断（ ）
A．非晶体塑料在光学现象中体现出各向异性
B．静电层的过滤作用主要应用了静电吸附作用
C．麦克风的工作原理是将电信号转换成声音信号
D．盒内的非可见光是红外线
2．“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”（ ）
A．极板电荷量较大
B．极板间的电场强度较大
C．单位电压容纳的电荷量较大
D．带相同电荷量时电压较大
3．如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是标有电场方向的一条电场线，一带电粒子只在静电力作用下从沿着虚线运动到。设该粒子在两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、。下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带负电B．点电荷靠近端
C．两点的电场强度D．该粒子在两点的电势能
4．有一个学生在测电灯泡内阻时，把电流表和电压表的位置交换，如图所示，将造成（ ）
A．电流表烧坏B．电压表烧坏C．灯泡烧坏D．灯泡不亮
5．如图所示，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，下列正确的是（ ）
A．小灯泡变暗，灯丝电阻率变大
B．小灯泡变暗，灯丝电阻率变小
C．小灯泡变亮，灯丝电阻率变大
D．小灯泡变亮，灯丝电阻率变小
6．如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
7．四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V，40W”，b、d灯泡的规格为“220V，100W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是（ ）
A．Pa = Pc < Pb = PdB．Pa = Pc > Pb > Pd
C．Pa < Pc < Pb < PdD．Pa < Pc < Pb = Pd
8．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为，则下列说法正确的是（ ）
A．电子绕核运动的等效电流为
B．电子绕核运动的等效电流为
C．等效电流的方向与电子的运动方向相反
D．等效电流的方向与电子的运动方向相同
9．如图所示，一匀强电场方向水平向右，电场强度大小为E。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量相等、带等量异种电荷，带电荷量为q。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原来位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．两根轻绳上的张力大小均为B．两根轻绳上的张力大小均为
C．小球的质量为D．小球所带电荷量为
10．如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，两带负电荷的微粒只受电场力作用，分别从p点沿虚线、运动，被吸附到金属圆筒上的m点和n点．下列说法正确的是（ ）
A．m点电场强度小于p点电场强度
B．两微粒在p点的速度均可为零
C．p、n两点电势差大于p、m两点电势差
D．微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属球靠近金属网，则（ ）
A．箔片先张开后闭合
B．金属网罩内部电场强度的方向与带电金属球产生的电场反向
C．若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，箔片不张开
D．若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，A将带负电
2．下列说法正确的是（ ）
A．“元电荷”是物体带电的最小单元，法拉第测出了它的大小
B．库仑最先提出电场的概念，认为电荷对电荷的作用就是电荷的电场对的作用
C．正电荷定向移动的方向是电流的方向，所以电流为矢量
D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
3．在图示电路中，为滑动变阻器的滑片，电流表与电压表均为理想电表。现闭合开关，将向左移动，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．当移到左端时，电源内部消耗的电功率最小
D．当移到左端时，电源的效率最低
4．如图所示，闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测 两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表坏了或未接好B． 的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触
C． 和 的灯丝都被烧断D． 的灯丝被烧断或没接好
5．如图所示，是一只理想二极管，电流只能从流向，而不能从流向。平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在点处于静止状态。以表示两极板间的电场强度，表示两极板间的电压，表示电荷在点的电势能。若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是（ ）
A．变小B．不变C．变大D．电荷仍保持静止
6．匀强电场中有a、b、c三点。在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°，∠c=90°。电场方向与三角形所在平面平行。已知a、b和c点的电势分别为、和4V。该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（ ）
A．、B．0V、4V
C．、D．2V、6V
7．如图所示，直线a、抛物线b和c分别为某一直流电源外接纯电阻电路中的总功率、外电路功率、电源内阻发热功率，随路端电压U变化的图线，但具体对应关系未知，根据图像可判断（ ）
A．图像对应图线a，由图知电源电动势为，内阻为
B．图像对应图线b，外电路电阻为时，输出功率有最大值为
C．图像对应图线b，由图知电源电动势为，内阻为
D．图像对应图线c，由图知外电路最大功率为
8．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（ ）
A．电压表示数变小B．液滴将向上运动
C．保持不变D．电源的输出功率增大
9．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为+2q，右侧点电荷带电荷量为-q，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知（ ）
A．P、Q两点的电场强度相同
B．M点的电场强度大于N点的电场强度
C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D．两点电荷连线的中点处的电场强度为
10．在实验课上，某实验小组将两个带电荷量为的小球固定在同一平面内，将另一带电荷量为的小球C穿在绝缘轨道上，轨道与两个带的小球在一个平面上，如图1所示。该小组同学改变绝缘轨道的形状和位置，探究带电小球自由运动。带电小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（ ）
A．若轨道为圆形，如图2所示，则小球C从B到A的过程中一直加速
B．若轨道为圆形，如图2所示，则小球C在B点对轨道压力最大
C．小球C可能在一闭合轨道上做匀速率运动
D．若一个带电小球电荷量由变为，小球C可能在一闭合轨道上做匀速率运动
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，均匀的带正电圆环圆心为O，以O点为坐标原点建立x轴，坐标轴垂直于圆环平面，A是x轴上的一点，B点是OA的中点，无穷远处电势为0。现在A处再放一同样的带正电圆环，圆心在A点，环面与x轴垂直，则（ ）
A．A点的电场强度减小B．A点的电势增大
C．B点的电场强度增大D．B点的电势为0
2．如图所示，一带电量为q的粒子（不计重力），以固定的带电量为的电荷为圆心在匀强磁场中做顺时针方向的圆周运动，圆周半径为r1，粒子运动速率为v，此时粒子所受的电场力是洛伦兹力的3倍。若使上述带电粒子以相同速率v绕正电荷做逆时针方向的圆周运动，其半径为r2.则r2与r1的比值为（ ）
A．1：2B．2：1C．D．
3．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ）
A．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B．当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等
C．负点电荷在B点速度大于
D．负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度
4．如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、f、g、h；在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，且四个点电荷所带电荷量相等。下列说法正确的是（ ）
A．g、f两点的电场强度相同
B．e、h两点的电场强度相同
C．将质子从O移到f电场力做负功
D．将电子从O移到e电场力做正功
5．某同学利用如图甲所示的闭合电路研究电容器的充、放电过程。先将滑动变阻器R滑到某合适位置，闭合开关S，电流传感器（可视为理想电流表）记录得到充电时电流随时间变化的图像如图乙所示。则（ ）
A．充电过程中，电容器极板电压增大、电阻两端电压减小
B．电路稳定时，电容器两端电压小于两端电压
C．电路稳定后，将R的滑片向左滑动，电流传感器中有的电流
D．若将R的滑片向左滑动，再次稳定后，电源效率比原来大
6．用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，电流表A为理想电表，改变电阻箱R的阻值，测得多组数据，根据测得数据描绘的图线如图乙所示。将该电源、电阻箱R、表笔a和b与量程为10mA、内阻为50Ω的毫安表连成如图丙所示的电路，将毫安表改装成欧姆表，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势，内电阻
B．甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为时，电源的输出功率为12W
C．丙图中，表笔a和b短接，当电阻箱R接入电路的阻值为时，毫安表满偏
D．丙图中，欧姆调零后，表笔a和b间接入阻值为的电阻，毫安表的示数为4mA
7．手电筒的两节干电池已经用了较长时间，小灯泡只能发出微弱的光，把两节干电池取出，用电压表直接接在两节干电池的两端，电压表示数接近3V，若把这两节干电池作为一个电子钟的电源（已知电子钟的额定电压与小灯泡的额定电压相同），电子钟能正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．这两节干电池的电动势减小很多
B．这两节干电池的内电阻减少很多
C．这台电子钟的额定功率和手电筒里的小灯泡额定功率相同
D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小
8．一兴趣小组为研究非纯电阻电路的性质，设计了如图所示电路图。图中M是一电动机，额定电压为12V，额定功率为24W，线圈电阻为，为定值电阻，阻值是 ，G为灵敏电流计，AB为一段阻值均匀的电阻棒，现在滑动滑片H，闭合开关，G的示数刚好为零，且电动机能够正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．滑片位于的左侧第一个四等分点上
B．滑片位于的中点上
C．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将 左移
D．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将 右移
9．如图所示，虚线区域为一匀强电场，区域内画有四条等间距的电场线，M、Q分别处在电场边缘。一电子进入电场经过电场线M时，其动能为10eV，然后电子通过电场线N时，动能为5eV，且速度方向与电场线N垂直。下列说法正确的是（ ）
A．电子经过电场线P时，动能可能为8eV
B．电子经过电场线P时，动能一定为10eV
C．电子离开电场时，动能一定为25eV
D．电子离开电场时，动能可能为25eV
10．某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，为等势面上的点，为两电荷连线上对称的两点，为两电荷连线中垂线上对称的两点。则（ ）
A．两点的电势差
B．负电荷从点移到点，电势能增加
C．两点的电场强度等大反向
D．两点的电场强度相同，从到的直线上电场强度先变大后变小
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、、中央各有一小孔，小孔分别位于、、点。由点静止释放的电子恰好能运动到点。现将板向右平移到点，则由点静止释放的电子（ ）
A．运动到点返回
B．运动到点返回
C．穿过点
D．在O点和返回点之间做周期性往复运动
2．如图甲所示，圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中，圆心为O，半径为。P为圆弧上的一个点，连线逆时针转动，为连线从位置开始旋转的角度，P点电势随变化如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．匀强电场的场强方向垂直连线向上
C．一电子从A点沿圆弧运动到C点，电势能减小
D．一电子从B点沿圆弧逆时针运动到D点，电场力先做负功后做正功
3．如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，开关始终处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表、电压表的读数均变小
B．电源内阻消耗的功率变大
C．液滴将向上运动
D．电源的输出功率变大
4．如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡L的图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时小灯泡L恰能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．此电源的内阻为0.67Ω
B．由图可知小灯泡L的额定功率小于6W
C．小灯泡L的电阻随两端电压的增大而增大
D．把小灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小，效率将变低
5．在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻，为滑动变阻器。电源电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．滑片P向下移动时，电流表示数增大B．滑片P向上移动时，电阻的电流增大
C．当时，电流表的示数为2AD．当时，电源的输出功率为32W
6．如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m，令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，图（a）静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2，下列说法错误的是（ ）
A．B球的电荷量QB=1.0×10-5C
B．直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线
C．若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大
D．若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J
7．空间中存在一足够大且沿水平方向的电场。在该电场中的一个粗糙水平面上将带电量为，质量为m的绝缘物块自某点O由静止释放，其速度v与位移x的关系图像为如图所示的一条斜率为k的直线，物块与水平面的滑动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物块的加速度a随位移x的变化关系为
B．该电场的电场强度E随物块位置x的变化关系为
C．若取O点电势为零，则处的电势为
D．物块从O点到的过程中，电势能减少量与摩擦生热的比值为
8．在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成角的匀强电场，电场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示。开始时小球静止在M点，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后由静止释放，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A．小球再次到M点时，速度刚好为零
B．小球从P到M过程中，合外力对它做的功为
C．小球从P到M过程中，其机械能增加了
D．小球能上升的最大高度在O点正上方L高度处
9．两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的O点，用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球，小球静止在细线与竖直方向夹角为的位置。现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢旋转一个小角度，两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行，如图中虚线所示。则（ ）
A．两板间匀强电场的场强将变大
B．细线对小球的拉力将变大
C．小球静止时细线与竖直方向夹角将变小
D．小球静止时细线与竖直方向夹角将变大
10．某兴趣小组利用压敏电阻（压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小）设计了判断电梯运动状态的装置，示意图如图甲所示。将压敏电阻B平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，电梯由静止启动后的一段时间内，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．0~内电梯可能上升B．~内电梯匀加速下降
C．~内电梯可能匀减速上升D．时刻电梯速度达到最大
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，一根无限长均匀带正电直导线与z轴重合，a、b、c三点均在平面内，。已知无限长均匀直导线外某点的场强与该点到导线距离r的关系为，为常量，则下列说法正确的是（ ）
A．a点的电场强度沿方向
B．将电子从b点移到c点，电子的电势能减小
C．将质子从b点沿z轴正方向射出后，质子动量随时间的变化率增大
D．将电子分别从b点和c点沿x轴正方向以相同速度射出，均可能做匀速圆周运动
2．如图所示，在正方形ABCD的三个顶点A、B、C上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷，其中A处点电荷带负电，B、C处点电荷均带正电。E、G、F三点四等分AB边，M、P、N三点四等分BC边。下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点处的电场强度相同
B．P点电势高于G点电势
C．负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小
D．负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能大
3．如图所示，两正四面体边长均为，两正四面体bcd面完全重合，电荷量为Q的两正、负电荷A、B分别置于两四面体左、右两顶点，静电力常量为k，则（ ）
A．b、c、d三点的电场强度大小相等，方向不同
B．b、c、d三点的电势不相等
C．平面bcd上电场强度的最大值为
D．平面bcd上电场强度的最大值为
4．如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）
A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路
5．利用质谱仪检测电量相等（4价）的气态C14和C12离子的浓度比，结合C14衰变为N14的半衰期，可以判断古代生物的年龄。如图所示，离子从容器A下方的狭缝S1飘入电场，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，检测分离后离子的电流强度可得离子的浓度比。测得，则C14和C12的浓度比为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个内阻为、匝数、面积为的线圈，以的角速度绕垂直于磁场的对称轴匀速旋转。理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接有一个电阻箱R。电表均为理想电表，不计其它电阻，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置旋转线圈的电动势达到最大值311V
B．电压表的示数为220V
C．电压表的示数为44V
D．当电阻箱的阻值调为时，电阻箱R上获得最大电功率
7．如图所示，半径为R的金属圆环固定在竖直平面，金属环均匀带电，带电量为Q，一长为L=2R的绝缘细线一段固定在圆环最高点，另一端连接一质量为m、带电量为q（未知）的金属小球（可视为质点）。稳定时带电金属小球在过圆心且垂直圆环平面的轴上的P点处于平衡状态，点P'（图中未画出）是点P关于圆心O对称的点。已知静电常量为k，重力加速度为g，若取无穷远为零势面，下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强一定为零
B．P'点场强大小为
C．金属带电小球的电量为
D．固定P处的小球，均匀带电圆环可视为n个带有相同电荷的小球（均可视为质点），现取下一个小球（其余个小球位置不变）置于P'处，则圆心O的场强大小为
8．如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板（原来不带电），上极板中央有一小孔，通过小孔喷入小油滴。其中质量为的小油滴A在时间t内匀速下落。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A经过一段时间后向上匀速运动在时间t内匀速上升了，已知油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，重力加速度为g。则（ ）
A．比例系数
B．A带负电,且电荷量
C．A上升距离电势能的变化量为
D．从极板施加电压开始到A下降到最低点所用的时间为
9．空间存在竖直方向的匀强电场，电场强度的大小和方向均可调节，在0~t0时间内电场方向竖直向下，电场强度大小为E1；在t0~3t0时间内电场方向变为竖直向上，电场强度大小为E2，t=0时刻从电场中的P点将一质量为m、带电量为+q的小球以速度v0水平抛出，t=3t0时刻小球恰好经过P点所在的水平线，已知E1=（g为重力加速度），则下列说法正确的是（ ）
A．E1 ： E2=2：7
B．小球运动到轨迹最低点时与抛出点的水平距离为v0t0
C．t= 3t0时刻小球的速度大小为3gt0
D．小球运动到轨迹最低点时距抛出点的竖直距离为gt02
10．如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为，宽与高均为的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵体时的动能
专题04 静电场和电路
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．比值定义法是物理学中常用来定义物理量的方法之一，下列物理量中采用比值定义法的是（ ）
A．磁感应强度B．点电荷场强
C．电流D．电容
【答案】A
【详解】A．磁感应强度与电流元、电流元受到的作用力没有决定关系，磁感应强度采用了比值定义法，A正确；B．是点电荷电场强度的决定式，B错误；C．是电流的微观决定式，C错误；D．是平行板电容器电容的决定式，D错误。故选A。
2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C．法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D．麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
【答案】B
【详解】A．牛顿总结了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测量了万有引力常量，故A错误；B．库仑通过扭秤实验研究得出了库仑定律，故B正确；C．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷数值，故C错误；D．法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场，故D错误。故选B。
3．如图，在等边三角形abc中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中（ ）
A．a、b、c点的电场强度相同
B．a、c、d点的电势差满足
C．电子在a点时的电势能大于在d点的电势能
D．电子在a点时的电势能小于在d点的电势能
【答案】C
【详解】A．a、b、c点的电场强度大小相同，方向不一样，A错误；B．d点距离点电荷最近，电势最高，三点间满足的电势差关系应为
CD．因为d点的电势最大，因此电子在d点的电势能最小，故a点的电势能大于在d点的电势能，C正确，D错误。故选C。
4．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面，工作时收尘板带正电，其右侧的电场线分布如图所示。粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。忽略粉尘的重力和粉尘所受的空气阻力。若带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．粉尘做匀加速直线运动B．粉尘的加速度先变小后变大
C．电场力对粉尘一直做正功D．粉尘的电势能逐渐变大
【答案】C
【详解】A．带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，电场强度逐渐增大，即合外力逐渐增大，粉尘作变速运动，A错误；B．带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，电场强度逐渐增大，即合外力逐渐增大，粉尘的加速度变大，B错误；
C．电场力和运动方向一直呈锐角，电场力对粉尘一直做正功，C正确；D．电场力对粉尘一直做正功，粉尘的电势能逐渐变小，D错误。故选C。
5．在如图所示的电路中，电源的内阻r=1.0 Ω，电阻R=9.0 Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.20 A。在通电时间t=4.0 s内，通过电阻R的电荷量q为（ ）
A．0.20 CB．0.40 CC．0.60 CD．0.80 C
【答案】D
【详解】该电路为串联电路，电流处处相等，通过电阻R的电流为I=0.20 A，由电流的定义式可知，通过电阻R的电荷量
q=It=0.20×4.0C=0.80 C
故选D。
6．如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电流随电压变化图线是一条直线
【答案】C
【详解】A．由图可知，斜率表示电阻的倒数，加正向电压时，随着电压的增大电阻变小，故A错误；B．由图可知，加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值时，二极管会被击穿，电流会变大，故B错误；C．由图可知，斜率表示电阻的倒数，且在变化，故无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件，故C正确；D．二极管加正向电压时，电流随电压变化图线是一条曲线，故D错误。故选C。
7．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．根据公式可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C．根据电动势E＝可知，电动势E的大小等于W和q的比值，但与W的大小和q的大小无关，由电源本身决定
D．根据公式可知，电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
【答案】C
【详解】A．电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，故A错误；B．公式
适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功，故B错误；C．电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定。故C正确；D．电容的公式
采用的是比值定义法，电容大小与电量和电压无关，故D错误。故选C。
8．如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度。下述做法可使静电计指针偏角增大的是（ ）
A．使A、B两板靠近一些
B．使A、B两板正对面积错开一些
C．断开S后，使B板向右平移拉开一些
D．断开S后，使A、B两板正对面积错开一些
【答案】CD
【详解】AB．图中静电计的金属杆接A板，外壳和B板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电势差，指针张角越大，表示两板间的电势差越大。合上S后，A、B两板与电源两极相连，两板间的电势差始终等于电源电压，静电计指针偏角一定不变，AB错误；CD．断开S后，板间距离增大或正对面积减小，都将使电容器的电容变小，而电容器所带电荷量不变，由可知，两板间的电势差U增大，从而使静电计指针偏角增大，CD正确。故选CD。
9．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子只在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P和Q是这条轨迹上两个点，P、Q相比（ ）
A．P点的电势高B．带电微粒通过P点时的加速度大
C．带电微粒通过P点时的速度大D．带电微粒在P点时的电势能较大
【答案】ABD
【详解】A．粒子所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，可知P的电势最高，故A正确；B．等势线密的地方电场线密电场强度大，故P点电场强度大，试探电荷受到的电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故B正确；CD．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的速度小于Q点的速度，故C错误；D正确。故选ABD。
10．如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的图像。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（ ）
A．电源的输出功率为
B．电源电动势为，内阻为
C．电源的总功率为
D．若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为原来的
【答案】AB
【详解】A．电源的输出功率为
故A正确；
B．由图像可知电源电动势为，内阻为
故B正确；C．电源的总功率为
故C错误；D．根据图像信息，有
若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流为
故D错误。故选AB。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．N95透明智能口罩的外观是由防水防刮的再生透明非晶体塑料制成；它的侧面设计了两个圆孔静电层区域，是为了过滤空气：口罩内含有麦克风和扬声器；口罩也可以拆开，内部配备一个充电盒，盒内也提供某非可见光，可以进行对面罩全面消毒。由以上信息判断（ ）
A．非晶体塑料在光学现象中体现出各向异性
B．静电层的过滤作用主要应用了静电吸附作用
C．麦克风的工作原理是将电信号转换成声音信号
D．盒内的非可见光是红外线
【答案】B
【详解】A．非晶体塑料在光学现象中体现出各向同性，A错误；B．静电层用来吸附空气中的灰尘，B正确；C．麦克风的工作原理是将声音信号转换成电信号，C错误；D．盒内的非可见光时紫外线，D错误。故选B。
2．“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”（ ）
A．极板电荷量较大
B．极板间的电场强度较大
C．单位电压容纳的电荷量较大
D．带相同电荷量时电压较大
【答案】C
【详解】CD．由于超级电容器具备超大的容量，即单位电压容纳的电荷量较大，也就是电容C较大，故带相同电荷量时电压较小，C正确，D错误；AB．电容器的容纳能力较大，并不代表实际使用中极板电荷量较大、场强较大，也有可能极板电荷量很小，场强很小，AB错误。故选C。
3．如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是标有电场方向的一条电场线，一带电粒子只在静电力作用下从沿着虚线运动到。设该粒子在两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、。下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带负电B．点电荷靠近端
C．两点的电场强度D．该粒子在两点的电势能
【答案】D
【详解】AD．根据电场线的性质，A点电势小于B点电势，根据轨迹的弯曲方向可知，电场力指向曲线弯曲内侧，即带电粒子一定带正电，根据电势能定义式有
易知，该粒子在A点电势能小于在B点电势能。故A错误；D正确；B．点电荷的电性不明，有可能带正电靠近N端，也可能带负电靠近M端。故B错误；C．该电场为点电荷电场，所以A、B两点的电场强度不可能大小相等。故C错误。故选D。
4．有一个学生在测电灯泡内阻时，把电流表和电压表的位置交换，如图所示，将造成（ ）
A．电流表烧坏B．电压表烧坏C．灯泡烧坏D．灯泡不亮
【答案】D
【详解】A． 电流表和电压表的位置交换，电流表和小灯泡两者一起与电压表形成串联，因为电压表电阻很大，电流表相当于导线，此时所通过的电流几乎为零，所以电流表不会被烧坏，A错误；B．电流表和电压表的位置交换，电压表与电流表和小灯泡两者一起形成串联，电压表相当于在测量电源电压，对电压表不会产生烧坏现象，B错误；C．电流表和电压表的位置交换后，电流表和小灯泡并联，导致小灯泡被短路而不亮，并非灯泡被烧坏，C错误；D．电流表和电压表的位置交换后，电流表和小灯泡并联，导致小灯泡被短路而不亮，D正确。故选D。
5．如图所示，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，下列正确的是（ ）
A．小灯泡变暗，灯丝电阻率变大
B．小灯泡变暗，灯丝电阻率变小
C．小灯泡变亮，灯丝电阻率变大
D．小灯泡变亮，灯丝电阻率变小
【答案】A
【详解】小灯泡灯丝是一种金属，金属的电阻率随温度的升高而变大，由电阻定律可知，电阻率变大，小灯泡的电阻变大，流过小灯泡的电流变小，故小灯泡变暗，灯丝电阻率变大。故选A。
6．如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
【答案】A
【详解】A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；故选A。
7．四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V，40W”，b、d灯泡的规格为“220V，100W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是（ ）
A．Pa = Pc < Pb = PdB．Pa = Pc > Pb > Pd
C．Pa < Pc < Pb < PdD．Pa < Pc < Pb = Pd
【答案】A
【详解】根据可知
Ra = Rc > Rb = Rd
ab并联的电阻与cd并联的电阻相同，串联电路，分压相同，故
Uab = Ucd
又因为
Ua = Ub，Uc = Ud
故
Ua = Ub = Uc = Ud
根据，得
Pa < Pb，Pc < Pd且Pa = Pc，Pb = Pd
故有
Pa = Pc < Pb = Pd
故选A。
8．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为，则下列说法正确的是（ ）
A．电子绕核运动的等效电流为
B．电子绕核运动的等效电流为
C．等效电流的方向与电子的运动方向相反
D．等效电流的方向与电子的运动方向相同
【答案】AC
【详解】根据电流的定义式
得等效电流为
等效电流的方向与电子的运动方向相反。故选AC。
9．如图所示，一匀强电场方向水平向右，电场强度大小为E。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量相等、带等量异种电荷，带电荷量为q。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原来位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．两根轻绳上的张力大小均为B．两根轻绳上的张力大小均为
C．小球的质量为D．小球所带电荷量为
【答案】BD
【详解】AB．对N球进行受力分析如图所示
竖直方向根据平衡条件可得
解得
对两小球整体受力分析可知两根轻绳上拉力的合力与两小球重力的合力等大反向，因此两根轻绳上的张力大小均为
故A错误B正确；C．对N球，水平方向根据平衡条件可得
即
同理若仅将两小球的带电荷量同时变为原来的2倍，有
联立解得
故C错误D正确。故选BD。
10．如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，两带负电荷的微粒只受电场力作用，分别从p点沿虚线、运动，被吸附到金属圆筒上的m点和n点．下列说法正确的是（ ）
A．m点电场强度小于p点电场强度
B．两微粒在p点的速度均可为零
C．p、n两点电势差大于p、m两点电势差
D．微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
【答案】AD
【详解】A．根据电场线疏密程度表示电场的大小，由图可知，m点电场强度小于p点电场强度，故A正确；
B．由图可知，粒子从p点沿曲线运动到点，由于只受电场力，则粒子在p点的速度不可能为零，粒子从p点沿曲线运动到点，由于只受电场力，粒子在p点的速度可能为零，故B错误；CD．根据电场线与等势面的关系可知，、在同一等势面上，则p、n两点电势差等于p、m两点电势差，由电场力做功公式可知，微粒从p到n的电场力做功等于从p到m的电场力做功，则微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量，故D正确。故选AD。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属球靠近金属网，则（ ）
A．箔片先张开后闭合
B．金属网罩内部电场强度的方向与带电金属球产生的电场反向
C．若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，箔片不张开
D．若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，A将带负电
【答案】D
【详解】AB．验电器被金属网罩起来，处于静电屏蔽状态，电荷分布在外表面，故箔片不张开，且处于静电屏蔽的导体内部场强处处为0，故AB错误；CD．若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，由静电感应可知，金属球A带负电，且箔片带正电张开，故C错误，D正确。故选D。
2．下列说法正确的是（ ）
A．“元电荷”是物体带电的最小单元，法拉第测出了它的大小
B．库仑最先提出电场的概念，认为电荷对电荷的作用就是电荷的电场对的作用
C．正电荷定向移动的方向是电流的方向，所以电流为矢量
D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
【答案】D
【详解】A．“元电荷”是物体带电的最小单元，数值最早是由美国物理学家密立根测得,故A错误；
B．法拉第最先提出电场的概念，认为电荷对电荷的作用就是电荷的电场对的作用，故B错误；
C．正电荷定向移动的方向是电流的方向，电流虽然有正负，但电流为标量，合成不遵守平行四边形定则，故C错误；D．根据电流强度的定义式，可知电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故D正确。故选D。
3．在图示电路中，为滑动变阻器的滑片，电流表与电压表均为理想电表。现闭合开关，将向左移动，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．当移到左端时，电源内部消耗的电功率最小
D．当移到左端时，电源的效率最低
【答案】C
【详解】A．闭合开关S，当M向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电阻总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，电流表的示数变小，故A正确；B．电压表测量的是路端电压，路端电压U=E-Ir，由于总电流减小，所以路端电压变大，即电压表示数变大，故B错误；C．当M移到左端时，总电阻最大，总电流最小，根据P=I2r知电源内部消耗的电功率最小，故C正确；D．电源效率
所以当M移到左端时，路端电压最大，电源的效率最高，故D错误。故选C。
4．如图所示，闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测 两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表坏了或未接好B． 的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触
C． 和 的灯丝都被烧断D． 的灯丝被烧断或没接好
【答案】B
【详解】由“两灯都熄灭，电流表的示数为零”可判断出电路故障为断路；由用电压表测 两端电压，电压表的示数近似于电源电压，可判断出故障为： 的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触。故选B。
5．如图所示，是一只理想二极管，电流只能从流向，而不能从流向。平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在点处于静止状态。以表示两极板间的电场强度，表示两极板间的电压，表示电荷在点的电势能。若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是（ ）
A．变小B．不变C．变大D．电荷仍保持静止
【答案】D
【详解】ABD．若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，根据
板间距离变大，则电容变小，由于二极管电流不能从流向，则电容器电荷量保持不变，根据
，
可知，极板间的电压增大，极板间的电场强度保持不变，则电荷受力保持不变，电荷仍保持静止，故AB错误，D正确；C．根据
由于极板B稍向下平移，变大，电场强度保持不变，可知点的电势增大，根据
由受力平衡可知，电荷受到电场力方向与电场方向相反，电荷带负电，故电势能减小，故C错误。
故选D。
6．匀强电场中有a、b、c三点。在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°，∠c=90°。电场方向与三角形所在平面平行。已知a、b和c点的电势分别为、和4V。该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（ ）
A．、B．0V、4V
C．、D．2V、6V
【答案】D
【详解】由题意可知，ab为圆形直径，圆心O点电势为

则Oc所在直线为等势面，做Oc垂线为电场线，如图
圆上M点电势最高，N点电势最低。作aP垂直MN，设圆半径为r，则
，，
得
得
沿MN方向电势均匀变化，则
故选D。
7．如图所示，直线a、抛物线b和c分别为某一直流电源外接纯电阻电路中的总功率、外电路功率、电源内阻发热功率，随路端电压U变化的图线，但具体对应关系未知，根据图像可判断（ ）
A．图像对应图线a，由图知电源电动势为，内阻为
B．图像对应图线b，外电路电阻为时，输出功率有最大值为
C．图像对应图线b，由图知电源电动势为，内阻为
D．图像对应图线c，由图知外电路最大功率为
【答案】C
【详解】A．因为a图线在同一电压U下，对应的功率是最大的，所以是总功率PE的曲线，即PE-U图象对应图线a，当U=0时，对应
电源总功率为
当U=3V时，对应I=0，即电源电动势E=3V，则电源内阻，故A错误；
B．电源输出功率
则图像为抛物线，对应于图线c；当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，最大输出功率为
故B错误；CD．当路端电压为零时，电源内阻消耗的功率最大，故Pr-U图像对应图线b，结合AB选项的分析，故C正确，D错误。故选C。
8．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（ ）
A．电压表示数变小B．液滴将向上运动
C．保持不变D．电源的输出功率增大
【答案】BC
【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，则滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，总电流减小，所以电压表的示数根据
电压表示数变大，故A错误；B．电压表示数变大，则电容器两极板电压增大，根据
可知电场强度变大，液滴受到向上的电场力变大，合力向上，液滴向上运动，故B正确；C．根据
可知
故C正确；D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，因为
可知滑动变阻器阻值增大，电源的输出功率减小，故D错误。故选BC。
9．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为+2q，右侧点电荷带电荷量为-q，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知（ ）
A．P、Q两点的电场强度相同
B．M点的电场强度大于N点的电场强度
C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D．两点电荷连线的中点处的电场强度为
【答案】BD
【详解】A．P、Q两点的电场强度大小相同，方向不相同，故A错误；B．M点的电场线比N点的电场线密，所以M点的电场强度大于N点的电场强度，故B正确；C．M点的电场强度大于N点的电场强度，把同一试探电荷放在N点，其所受电场力小于放在M点所受的电场力，故C错误；D．+2q在两点电荷连线的中点处的电场强度方向指向-q，大小为
-q在两点电荷连线的中点处的电场强度方向指向-q，大小为
合场强为
故D正确。故选BD。
10．在实验课上，某实验小组将两个带电荷量为的小球固定在同一平面内，将另一带电荷量为的小球C穿在绝缘轨道上，轨道与两个带的小球在一个平面上，如图1所示。该小组同学改变绝缘轨道的形状和位置，探究带电小球自由运动。带电小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（ ）
A．若轨道为圆形，如图2所示，则小球C从B到A的过程中一直加速
B．若轨道为圆形，如图2所示，则小球C在B点对轨道压力最大
C．小球C可能在一闭合轨道上做匀速率运动
D．若一个带电小球电荷量由变为，小球C可能在一闭合轨道上做匀速率运动
【答案】CD
【详解】A．若小球C带负电，小球C从B到A运动过程中切向受力与运动方向相反，则小球C从B到A的过程中一直减速，故A错误；B．若小球C带负电，并在B点达到一定速度可使得小球对轨道压力为零，故B错误；CD．如果轨道沿着等势面，则电场力与轨道垂直，电场力不做功，即轨道上小球动能不变，故CD正确。故选CD。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，均匀的带正电圆环圆心为O，以O点为坐标原点建立x轴，坐标轴垂直于圆环平面，A是x轴上的一点，B点是OA的中点，无穷远处电势为0。现在A处再放一同样的带正电圆环，圆心在A点，环面与x轴垂直，则（ ）
A．A点的电场强度减小B．A点的电势增大
C．B点的电场强度增大D．B点的电势为0
【答案】B
【详解】AB．设圆心在O点的圆环为圆环O，圆心在A点的圆环为圆环A，由于圆环A在A点产生的合场强为零，因此A点的电场强度不变，由于圆环A带正电，圆环A在A点产生的电势大于零，因此A点的电势增大，故A错误，B正确；C．未放置圆环A时，圆环O在B点产生的合场强大小不为零，方向水平向右，放置圆环A后，根据对称性可知，B点场强为零，故放置圆环A后B点的电场强度减小，故C错误；D．两个圆环在B点的电势都为正的，由电势的叠加可知B点的电势大于零，故D错误。故选B。
2．如图所示，一带电量为q的粒子（不计重力），以固定的带电量为的电荷为圆心在匀强磁场中做顺时针方向的圆周运动，圆周半径为r1，粒子运动速率为v，此时粒子所受的电场力是洛伦兹力的3倍。若使上述带电粒子以相同速率v绕正电荷做逆时针方向的圆周运动，其半径为r2.则r2与r1的比值为（ ）
A．1：2B．2：1C．D．
【答案】C
【详解】顺时针运动时根据电场力和洛伦兹力的合力提供向心力有
即
当带电粒子以相同速率v绕正电荷做逆时针方向的圆周运动时有
代入可得
整理得
设，可得
解得
即
故选C。
3．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ）
A．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B．当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等
C．负点电荷在B点速度大于
D．负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度
【答案】B
【详解】A．图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，A点运动到O点过程中，图像斜率越来越小，电场强度越来越小，点电荷所受电场力越来越小，则加速度也越来越小，A错误；
B．作图如图所示
根据上述，O点运动到B点过程是匀强电场，该电场强度的大小与图中虚线表示的电场强度大小相等，由于左侧图线为四分之一圆弧，将虚线平移至与圆弧相切，切点处的电场强度大小与右侧电场强度大小相等，根据几何关系可知，该切点的横坐标为，即当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等，B正确；
C．根据
可知，负点电荷由A点运动到B点过程中，电场力做的功为0，即合外力做的功为0，根据动能定理可知，负点电荷在B点速度等于，C错误；D．根据上述可知，负点电荷由A点运动到B点过程中，先做加速度减小的变加速运动，后做匀减速直线运动，作出图如图所示
由于变加速过程与匀减速过程的位移相等，即上图中曲线与时间轴所围面积等于直线与时间轴所围面积，则
根据
可知，负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度，D错误。故选B。
4．如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、f、g、h；在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，且四个点电荷所带电荷量相等。下列说法正确的是（ ）
A．g、f两点的电场强度相同
B．e、h两点的电场强度相同
C．将质子从O移到f电场力做负功
D．将电子从O移到e电场力做正功
【答案】D
【详解】A．根据电场叠加原理可知，两个正电荷在f点的合场强方向沿y轴负方向，两个负电荷在f点合场强沿y轴负方向，所以合场强方向沿y轴负方向，同理可得在g点合场强方向沿y轴正方向，因此场强方向相反，A错误；B．根据电场叠加原理可知，e、h两点的电场强度大小相同；方向相反。B错误；C．因为
将质子从O移到f电场力做功
将质子从O移到f电场力做正功。C错误；D．因为
将电子从O移到e电场力做功
将电子从O移到e电场力做正功。D正确。故选D。
5．某同学利用如图甲所示的闭合电路研究电容器的充、放电过程。先将滑动变阻器R滑到某合适位置，闭合开关S，电流传感器（可视为理想电流表）记录得到充电时电流随时间变化的图像如图乙所示。则（ ）
A．充电过程中，电容器极板电压增大、电阻两端电压减小
B．电路稳定时，电容器两端电压小于两端电压
C．电路稳定后，将R的滑片向左滑动，电流传感器中有的电流
D．若将R的滑片向左滑动，再次稳定后，电源效率比原来大
【答案】A
【详解】A．闭合开关S，在对电容器充电中，随充电量的增加，电容器极板电压逐渐增大；流经R2的电流逐渐减小，电阻R2两端电压减小，A正确；
B．电路稳定时，充电电流是零，电阻R2两端电压是零，则电容器两端电压等于两端电压，B错误；
C．电路稳定后，将R的滑片向左滑动，R的阻值减小，电路中的电流增大，R1两端电压增大，电容器两端电压增大，给电容器充电，电流传感器中有b→a的电流，C错误；D．若将R的滑片向左滑动，再次稳定后，电路是纯电阻电路，电源效率则有
外电路电阻越大，电源的效率越大，R的滑片向左滑动，外电路电阻减小，电源效率减小，D错误。故选A。
6．用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，电流表A为理想电表，改变电阻箱R的阻值，测得多组数据，根据测得数据描绘的图线如图乙所示。将该电源、电阻箱R、表笔a和b与量程为10mA、内阻为50Ω的毫安表连成如图丙所示的电路，将毫安表改装成欧姆表，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势，内电阻
B．甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为时，电源的输出功率为12W
C．丙图中，表笔a和b短接，当电阻箱R接入电路的阻值为时，毫安表满偏
D．丙图中，欧姆调零后，表笔a和b间接入阻值为的电阻，毫安表的示数为4mA
【答案】D
【详解】A．由闭合电路欧姆定律得
化简得
结合图线可得，电源电动势为
内电阻为
A错误；
B．甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为时，流过电源的电流和电源的输出功率为
B错误；C．丙图中，表笔a和b短接，由闭合电路欧姆定律得
解得
C错误；D．丙图中，欧姆调零后，由闭合电路欧姆定律得
解得
D正确。故选D。
7．手电筒的两节干电池已经用了较长时间，小灯泡只能发出微弱的光，把两节干电池取出，用电压表直接接在两节干电池的两端，电压表示数接近3V，若把这两节干电池作为一个电子钟的电源（已知电子钟的额定电压与小灯泡的额定电压相同），电子钟能正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．这两节干电池的电动势减小很多
B．这两节干电池的内电阻减少很多
C．这台电子钟的额定功率和手电筒里的小灯泡额定功率相同
D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小
【答案】D
【详解】A．用电压表直接接在两节干电池的两端，电压表示数接近3V，说明这两节干电池的电动势几乎没有变化，A错误；B．小灯泡只能发出微弱的光，说明电路中电流减小，表明电源内阻增大，B错误；CD．电子钟的额定电压与小灯泡的额定电压相同，在同一电源供电的情况下，电子钟接入电路时能正常工作，而小灯泡不能正常工作，只发出微弱的光，则小灯泡的实际电压比额定电压低，小灯泡接入电路时内阻的分压更大，根据串联电路中电压和电阻成正比这一关系可知，电子钟的电阻比小灯泡的电阻更大，这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小，两者的额定功率不同，C错误，D正确。故选D。
8．一兴趣小组为研究非纯电阻电路的性质，设计了如图所示电路图。图中M是一电动机，额定电压为12V，额定功率为24W，线圈电阻为，为定值电阻，阻值是 ，G为灵敏电流计，AB为一段阻值均匀的电阻棒，现在滑动滑片H，闭合开关，G的示数刚好为零，且电动机能够正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．滑片位于的左侧第一个四等分点上
B．滑片位于的中点上
C．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将 左移
D．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将 右移
【答案】BC
【详解】AB．由灵敏电流计示数为零可知灵敏电流计两侧电势差为零，可得与段电阻、与段电阻两端电压分别相等；由正常工作知两端电压为，经过与的电流为，则根据欧姆定律，两端电压也为，最终推得、两端电压应相同，故滑片应在中点，故B正确，A错误；CD．若仅电动机停转，那么可视为一阻值为 的纯电阻，根据上述分析，当灵敏电流计示数为零时，电动机与定值电阻两端的电压之比为，所以在闭合开关前，应将左移至左侧第一个四等分点处，故C正确，D错误。故选BC。
9．如图所示，虚线区域为一匀强电场，区域内画有四条等间距的电场线，M、Q分别处在电场边缘。一电子进入电场经过电场线M时，其动能为10eV，然后电子通过电场线N时，动能为5eV，且速度方向与电场线N垂直。下列说法正确的是（ ）
A．电子经过电场线P时，动能可能为8eV
B．电子经过电场线P时，动能一定为10eV
C．电子离开电场时，动能一定为25eV
D．电子离开电场时，动能可能为25eV
【答案】BD
【详解】AB．电子通过电场线N时，速度方向与电场线N垂直，电子在电场中的运动轨迹如图所示
可知M、N之间和N、P之间电子的运动轨迹一定关于N对称，根据对称性可得，电子经过电场线P时的动能与经过电场线M时的动能相等，即电子经过电场线P时，动能一定为10eV，故A错误，B正确；CD．电子离开电场时，可能经过电场线Q，也可能不经过电场线Q，如图所示
若电子经过电场线Q，根据类平抛运动规律可知，电子从N到P与P到Q所用时间相等，则有
，
电子从N到P，根据动能定理可得
电子从N到Q，根据动能定理可得
解得
可知电子经过电场线Q，其动能为25eV，若不经过电场线Q就出电场时，其动能就小于25eV，故C错误，D正确。故选BD。
10．某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，为等势面上的点，为两电荷连线上对称的两点，为两电荷连线中垂线上对称的两点。则（ ）
A．两点的电势差
B．负电荷从点移到点，电势能增加
C．两点的电场强度等大反向
D．两点的电场强度相同，从到的直线上电场强度先变大后变小
【答案】AD
【详解】该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，等量异种电荷的电场线分布如图
A．d、a两点的电势差
选项A正确；
B．从点移到点电势升高，但由于是负电荷所以电势能减小，选项B错误；
C．a、b为两电荷连线上对称的两点，所以a、b两点的电场强度大小、方向相同，C错误；
D．c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，c、d两点的电场强度大小方向都相同，根据等势线的密程度可判断出从到的直线上电场强度先变大后变小，选项D正确。
故选AD。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、、中央各有一小孔，小孔分别位于、、点。由点静止释放的电子恰好能运动到点。现将板向右平移到点，则由点静止释放的电子（ ）
A．运动到点返回
B．运动到点返回
C．穿过点
D．在O点和返回点之间做周期性往复运动
【答案】A
【详解】设AB板间电场强度为，BC板间场强为，根据题意由O点释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理
BC板间的场强
BC板间的场强不随距离的变化而变化，当C板向右平移到时，BC板间的场强不变，所以电子仍然运动到P点返回。故选A。
2．如图甲所示，圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中，圆心为O，半径为。P为圆弧上的一个点，连线逆时针转动，为连线从位置开始旋转的角度，P点电势随变化如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．匀强电场的场强方向垂直连线向上
C．一电子从A点沿圆弧运动到C点，电势能减小
D．一电子从B点沿圆弧逆时针运动到D点，电场力先做负功后做正功
【答案】C
【详解】AB． 当时，设P点位于M点处，此时可得
当时，设P点位于N点处，此时可得
如图所示
由于M、N两点分别是圆弧上电势的最低点、最高点，则过两点的等势面与圆相切，又因为电场线与等势面垂直，且指向电势降低的方向，可知电场方向从N指向M，可得场强大小为
故AB错误；C．由图乙可知， C点的电势为
电子从A点沿圆弧运动到C点，电势能的变化量为
即电势能减小，故C正确；D．从B点沿圆弧逆时针到D点，电势先升高后降低，则电子沿该路径运动时，由可知，电子的电势能先减小后增大，所以电场力先做正功后做负功，故D错误。
故选C。
3．如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，开关始终处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表、电压表的读数均变小
B．电源内阻消耗的功率变大
C．液滴将向上运动
D．电源的输出功率变大
【答案】C
【详解】A．当灯泡L的灯丝突然烧断时，外电路电阻增大，回路中总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的总电流减小，内电压减小，路端电压增大，但R1两端的电压减小，则电容器两端电压增大，即R2和R3的总电压增大，流过它们的电流增大，所以电流表和电压表的读数均变大，故A错误；B．由于回路中的总电流减小，所以电源内阻消耗的功率变小，故B错误；C．电容器两端电压增大，其内部电场强度增大，电场力增大，液滴将向上运动，故C正确；D．电源的输出功率的大小取决于外电阻和内电阻的关系，当二者相等时，电源的输出功率达到最大，根据题意无法确定内、外电阻关系，所以无法确定输出功率的变化，故D错误。故选C。
4．如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡L的图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时小灯泡L恰能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．此电源的内阻为0.67Ω
B．由图可知小灯泡L的额定功率小于6W
C．小灯泡L的电阻随两端电压的增大而增大
D．把小灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小，效率将变低
【答案】C
【详解】A．根据图线的斜率的绝对值为电源内阻，可得此电源的内阻
故A错误；
B．两图线的交点表示小灯泡L与电源连接时的工作状态，由于灯泡正常发光，则知灯泡的额定电压，额定电流，则额定功率为
故B错误；C．根据欧姆定律
可知灯泡图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小，可知小灯泡L的电阻随两端电压的增大而增大，故C正确；
D．电源的输出功率图像如下
由图可看出当时输出功率最大，有选项C知小灯泡L的额定电压，额定电流，则小灯泡L正常发光时的电阻为
若把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，则更接近内阻则电源的输出功率变大，根据分压原理，可知路端电压变小，电源效率
可知电源效率变低，故D错误。故选C。
5．在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻，为滑动变阻器。电源电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．滑片P向下移动时，电流表示数增大B．滑片P向上移动时，电阻的电流增大
C．当时，电流表的示数为2AD．当时，电源的输出功率为32W
【答案】C
【详解】A．等效电路如图所示
当滑片P向下移动时，导致滑动变阻器阻值减小，则等效电阻阻值减小，则等效电阻分压减小，根据变压器原理可知，副线圈两端电压减小，即电阻两端电压减小，根据欧姆定律可知，电流表示数减小，故A错误；B．将等效为电源内阻，滑片P向上移动时，电阻增大，根据串反并同可知，流过电阻的电流减小，故B错误；
C．等效电阻阻值为
电源电压有效值为
因此原线圈两端电压为
根据变压器原理可知，副线圈电压为
因此电流表示数
故C正确；
D．当时，电源的输出功率
故D错误。故选C。
6．如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m，令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，图（a）静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2，下列说法错误的是（ ）
A．B球的电荷量QB=1.0×10-5C
B．直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线
C．若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大
D．若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J
【答案】D
【详解】A．由图乙中的曲线Ⅰ知，在x=6m处B球的总势能最小，动能最大，该位置M点受力平衡，则有
解得
选项A正确；B．因随着两球距离的不断增加，电势能逐渐趋近于零，则渐进线Ⅱ表示小球B的重力势能随位置的变化关系，选项B正确；C．由于B球在位置M点受力平衡，B球从离A球2m处静止释放到M的过程中，根据牛顿第二定律可知
库仑力减小，向上运动过程中加速度大小减小；从M继续向上运动过程中，根据牛顿第二定律可知
库仑力减小，向上运动过程中加速度大小增大。
所以B球向上运动过程中加速度也先减小后增大，选项C正确；D．渐进线Ⅱ表示小球B的重力势能随位置的变化关系，有
由图像可知直线斜率k=0.5，则有
解得
B球在M点的电势能

在M点B球总势能为6J，B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，根据能量守恒定律，当B的动能为零，总势能为10J，由图可知，总势能为10J时，有
此时的电势能为
所以电势能的变化为
可知到最高点时电势能减小2J，选项D错误。
本题选错误的，故选D。
7．空间中存在一足够大且沿水平方向的电场。在该电场中的一个粗糙水平面上将带电量为，质量为m的绝缘物块自某点O由静止释放，其速度v与位移x的关系图像为如图所示的一条斜率为k的直线，物块与水平面的滑动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物块的加速度a随位移x的变化关系为
B．该电场的电场强度E随物块位置x的变化关系为
C．若取O点电势为零，则处的电势为
D．物块从O点到的过程中，电势能减少量与摩擦生热的比值为
【答案】C
【详解】A．物块运动的加速度为
A错误；B．由牛顿第二定律得
联立
可得
B错误；C．因电场强度与位移成线性关系，故而
C正确；D．该过程中，电势能的变化量为
其与水平面间的摩擦生热为
联立解得
D错误。故选C。
8．在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成角的匀强电场，电场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示。开始时小球静止在M点，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后由静止释放，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A．小球再次到M点时，速度刚好为零
B．小球从P到M过程中，合外力对它做的功为
C．小球从P到M过程中，其机械能增加了
D．小球能上升的最大高度在O点正上方L高度处
【答案】BD
【详解】AD．当小球静止于M点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，大小为
小球从P到M过程中做圆周运动，细线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，因两力的合力方向水平向右，始终做正功，所以小球到最右边时速度最大，不是零。M点为等效最低点，OP方向与OM方向垂直，由对称性可知，小球能上升的最大高度在O点正上方L高度处，故A错误，D正确；B．小球从P到M过程中，在电场力与重力合力方向上的位移为L，合外力做功为
故B正确；
C．小球从P到M过程中，合外力做功为，由动能定理知动能增加量为。重力势能增加量为。机械能增加量等于动能增加量和重力势能增加量之和，故C错误。
故选BD。
9．两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的O点，用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球，小球静止在细线与竖直方向夹角为的位置。现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢旋转一个小角度，两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行，如图中虚线所示。则（ ）
A．两板间匀强电场的场强将变大
B．细线对小球的拉力将变大
C．小球静止时细线与竖直方向夹角将变小
D．小球静止时细线与竖直方向夹角将变大
【答案】ABC
【详解】A．缓慢旋转过程中两轴心之间的距离保持不变，转动时两平行板的垂直距离变小，设转动的角度为，两轴心的距离为d，两极板间的电势差为U，则转动后的电场强度为
根据匀强电场的场强与电势差和板间距离关系得两板间匀强电场的场强将变大，A正确；BCD．未转动前，绳子拉力、电场力与小球的重力关系
，
当转动角度为，小球依然受重力、电场力和拉力，沿水平方向和竖直方向正交分解，根据平衡条件得
电场力水平方向分力不变，即细线水平方向分力不变，竖直方向分力变大，可知小球静止时细线与竖直方向夹角将变小；则细线的拉力增大，BC正确，D错误。故选ABC。
10．某兴趣小组利用压敏电阻（压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小）设计了判断电梯运动状态的装置，示意图如图甲所示。将压敏电阻B平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，电梯由静止启动后的一段时间内，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．0~内电梯可能上升B．~内电梯匀加速下降
C．~内电梯可能匀减速上升D．时刻电梯速度达到最大
【答案】BD
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，电压表读数为
0~t1内，U均匀增大，即电流I均匀减小，压敏电阻逐渐增大，压敏电阻受到的压力逐渐减小，系统的加速度向下逐渐增大，因为电梯从静止开始启动，所以电梯向下做加速度越来越大的加速运动，A错误；B．t1~t2内，U不变且大于U0，即电流恒定且小于原来电流，压敏电阻不变且大于电梯静止时的阻值，压力不变且小于电梯静止时压力，系统的加速度向下且大小不变，故电梯继续向下加速下降且加速度恒定，B正确；
C．t2~t3内，电压逐渐减小但大于，故此时压力仍小于电梯静止时的压力，加速度还是向下，电梯还是向下做加速运动，C错误；D．0~t3这段时间内，电梯从静止一直向下做加速运动，故时刻电梯速度达到最大，D正确；故选BD。
（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）
1．如图所示，一根无限长均匀带正电直导线与z轴重合，a、b、c三点均在平面内，。已知无限长均匀直导线外某点的场强与该点到导线距离r的关系为，为常量，则下列说法正确的是（ ）
A．a点的电场强度沿方向
B．将电子从b点移到c点，电子的电势能减小
C．将质子从b点沿z轴正方向射出后，质子动量随时间的变化率增大
D．将电子分别从b点和c点沿x轴正方向以相同速度射出，均可能做匀速圆周运动
【答案】D
【详解】A．导线无限长，则导线周围的电场强度叠加后方向都垂直于导线向外，所以a点的电场强度方向垂直于导线向外，故A错误；B．因b点比c点离导线近，所以b点电势高于c点电势，则带负电的电子从b点移到c点，电子的电势能增大，故B错误；C．将质子从b点沿z轴正方向射出后，质子将沿y轴负方向偏转，运动过程中，电场强度逐渐减小，电场力逐渐减小，加速度逐渐减小，所以速度变化率减小，则动量变化率也减小，故C错误；D．将电子分别从b点和c点沿x轴正方向以相同速度射出，若满足（与r无关），就可以做匀速圆周运动，两电子的速度相同，所以两电子可能都做匀速圆周运动，故D正确。
故选D。
2．如图所示，在正方形ABCD的三个顶点A、B、C上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷，其中A处点电荷带负电，B、C处点电荷均带正电。E、G、F三点四等分AB边，M、P、N三点四等分BC边。下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点处的电场强度相同
B．P点电势高于G点电势
C．负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小
D．负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能大
【答案】B
【详解】A．根据对称性可知，B、C处点电荷在M、N两点处的电场强度大小相等，方向相反，同时因为A处点电荷到M、N两点距离不相等，在M、N两点处的电场强度也不同，故叠加后M、N两点处的电场强度不相同，A错误；B．对于正电荷来说，离电荷越近，电势越高，而对于负电荷，离电荷越远，电势越高。则对于B处点电荷，在P、G两点电势相等；对于C处点电荷，P点电势高于G点电势；对于A处点电荷，P点电势高于G点电势；故叠加之后，P点电势高于G点电势。B正确；C．根据对称性，B、C处点电荷在M、N两点处的电势相等；A处点电荷在N点电势大于M点电势，所以M点电势比在N点电势小，负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，C错误；D．对于B、C两处正电荷来说，F点电势大于E点电势；对于A处负电荷来说，F点电势大于E点电势，则叠加后，F点电势大于E点电势。故负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能小，D错误。故选B。
3．如图所示，两正四面体边长均为，两正四面体bcd面完全重合，电荷量为Q的两正、负电荷A、B分别置于两四面体左、右两顶点，静电力常量为k，则（ ）
A．b、c、d三点的电场强度大小相等，方向不同
B．b、c、d三点的电势不相等
C．平面bcd上电场强度的最大值为
D．平面bcd上电场强度的最大值为
【答案】C
【详解】A．根据电场强度的合成满足平行四边形定则，则等量异种电荷连线的中垂面上的b、c、d三点的场强大小相等，方向均与bcd面垂直，则方向相同，选项A错误；B．等量异种电荷的中垂面为等势面，则b、c、d三点的电势相等，选项B错误；
CD．等量异种电荷的连线的中点场强最大，由几何关系可知正四面体的面的中线长为，正四面体的高为
则连线中点的场强为
选项C正确，D错误。故选C。
4．如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）
A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路
【答案】A
【详解】A．若R1断路，则电路中总电阻增大，则总电流减小；电流表A及L2均应变暗；由右侧部分总电阻没有变，则右侧分压将减小，则L1两端的电压将增大，则灯泡L1将变亮；故A正确；B．若R2断路，则电路中电阻增大；则电路中的电流减小，则可知L1应变暗，故B错误；C．若R3短路，则R2被短路，则电路中总电阻将减小，则电路中电流增大，则L1变亮，两端的电压增大；则L2两端电压减小，则L2变暗；同时R4路中电阻减小，则电流表示数也将增大；故C错误；D．若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大；L1变亮；L2两端的电压减小，故L2变暗；而电流表所在支路，电阻减小，则电流增大；故A的示数增大；故D错误。故选A。
5．利用质谱仪检测电量相等（4价）的气态C14和C12离子的浓度比，结合C14衰变为N14的半衰期，可以判断古代生物的年龄。如图所示，离子从容器A下方的狭缝S1飘入电场，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，检测分离后离子的电流强度可得离子的浓度比。测得，则C14和C12的浓度比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】带电粒子在电场中加速得
解得
带电粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力得
故粒子的电量相同，质量越大，轨迹半径越大，到达Q点的是C14，根据电流的微观表达式得
故
C正确，ABD错误。故选C。
6．如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个内阻为、匝数、面积为的线圈，以的角速度绕垂直于磁场的对称轴匀速旋转。理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接有一个电阻箱R。电表均为理想电表，不计其它电阻，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置旋转线圈的电动势达到最大值311V
B．电压表的示数为220V
C．电压表的示数为44V
D．当电阻箱的阻值调为时，电阻箱R上获得最大电功率
【答案】D
【详解】A．图示位置为中性面，电动势为0，A错误；BC．电动势的最大值
则可知电源的有效值为。由于电动机含内阻，因此电压表的示数一定比220V更小，则的示数也一定小于44V，BC错误；
D．设原线圈中电流为I
则
即
电阻R上的电功率为
当且仅当
即时，有最大功率，D正确。
故选D。
7．如图所示，半径为R的金属圆环固定在竖直平面，金属环均匀带电，带电量为Q，一长为L=2R的绝缘细线一段固定在圆环最高点，另一端连接一质量为m、带电量为q（未知）的金属小球（可视为质点）。稳定时带电金属小球在过圆心且垂直圆环平面的轴上的P点处于平衡状态，点P'（图中未画出）是点P关于圆心O对称的点。已知静电常量为k，重力加速度为g，若取无穷远为零势面，下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强一定为零
B．P'点场强大小为
C．金属带电小球的电量为
D．固定P处的小球，均匀带电圆环可视为n个带有相同电荷的小球（均可视为质点），现取下一个小球（其余个小球位置不变）置于P'处，则圆心O的场强大小为
【答案】C
【详解】A．将均匀带电圆环可视为n个带有相同电荷的小球，根据对称性可知，圆环在O点产生的场强为零，而带电金属小球在O点产生的场强一定不为零，所以O点的场强一定不为零，故A错误；
C．将均匀带电圆环可视为n个带有相同电荷的小球，设每个小球带电量为，则每个在P点产生的场强的水平分量为
根据对称性可知所有在P点产生的场强的竖直分量的矢量和为零，所以对进行求和可得均匀带电圆环在P点产生的电场强度大小为
带电金属小球在P点受重力、电场力、绳子拉力而平衡，由平衡条件可得
解得
故C正确；B．设细线与半径的夹角为θ，由几何关系
、、
由微元法，无限划分，设每一极小段圆环带电量为Δq，则
其中，解得
根据对称性可知，带电量为Q的圆环，在P、P′两点的场强大小相等，方向相反，即带电量为Q的圆环在P′点的场强大小为，而P′点的场强大小是圆环与带电金属小球在P′的电场强度的叠加，所以
故B错误；D．由题意可知每个小球带电量为
取下一个小球后，带电圆环剩余部分的小球在O点产生的场强等效为取下小球的位置关于O点对称的另一位置的小球单独存在时在O点产生的场强，即
方向沿圆环的径向。取下并置于P'的小球在O点产生的场强为
方向沿水平方向，而E金沿水平方向，且与E2方向相反，根据矢量合成法则可知E1、E2和E金的矢量和的大小一定不等于，故D错误。故选C。
8．如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板（原来不带电），上极板中央有一小孔，通过小孔喷入小油滴。其中质量为的小油滴A在时间t内匀速下落。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A经过一段时间后向上匀速运动在时间t内匀速上升了，已知油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，重力加速度为g。则（ ）
A．比例系数
B．A带负电,且电荷量
C．A上升距离电势能的变化量为
D．从极板施加电压开始到A下降到最低点所用的时间为
【答案】BC
【详解】A．未加电压时油滴匀速运动，由受力平衡得
由题意 ，其中匀速运动的速度为
联立解得
故A错误；B．上极板带正电则电场强度方向向下，油滴向上运动，则油滴带负电。根据受力平衡有
其中匀速运动的速度为
解得油滴的带电量为
故B正确；
C．A上升距离时电场力做功
电势能的变化量为
故C正确；D．极板施加电压后，由B项可知油滴受到的电场力为
油滴A下降到最低点时速度为0，设从极板施加电压开始到A下降到最低点所用的时间为 ，若油滴只受电场力，则由动量定律可得
解得
而由题意可知，油滴还受到重力和阻力的作用且重力和阻力合力不为零，故D错误。故选BC。
9．空间存在竖直方向的匀强电场，电场强度的大小和方向均可调节，在0~t0时间内电场方向竖直向下，电场强度大小为E1；在t0~3t0时间内电场方向变为竖直向上，电场强度大小为E2，t=0时刻从电场中的P点将一质量为m、带电量为+q的小球以速度v0水平抛出，t=3t0时刻小球恰好经过P点所在的水平线，已知E1=（g为重力加速度），则下列说法正确的是（ ）
A．E1 ： E2=2：7
B．小球运动到轨迹最低点时与抛出点的水平距离为v0t0
C．t= 3t0时刻小球的速度大小为3gt0
D．小球运动到轨迹最低点时距抛出点的竖直距离为gt02
【答案】ABD
【详解】A．由题意可知，在竖直方向带电小球的重力有G=mg，在0～t0时间内，小球受合力为
F合=mg+qE1=2mg
方向竖直向下，水平方向不受力，t=0时刻小球水平抛出，在0～t0时间内，在水平方向有
x1=v0t0
在竖直方向有

在t0～3t0时间内电场方向变为竖直向上， t=3t0时刻小球恰好经过P点所在的水平线，小球在t0～3t0时间内先向下做减速运动，向下速度减到零，后向上做加速运动，由位移时间公式，则有
解得
E1：E2=2：7
A正确；BD．当vy2=0时，小球运动到轨迹最低点，从t=0时刻到轨迹最低点，则有
vy2=vy1+a2t1
小球在竖直方向有
BD正确；C．小球从最低点到P点的水平面，所用时间为
到P点的水平面时竖直方向的速度
水平方向的速度
vx=v0
则有t=3t0时刻小球的速度大小为
C错误。故选ABD。
10．如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为，宽与高均为的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵体时的动能
【答案】AD
【详解】A．当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，故A正确；B．电磁泵对液体产生的推力大小为
故B错误；C．电源提供的电功率为
故C错误；D．根据电阻定律，泵体内液体的电阻
则电源提供的电功率为
若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为
故D正确；故选AD。