9.2库仑定律同步练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

9.2库仑定律同步练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册
一、单选题
1.下列关于点电荷的说法，正确的是(　　)
A．只有体积很大的带电体才能看成点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C．一切带电体都能看成点电荷
D．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
2.如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．则下面关于此实验得出的结论中正确的是(　　)
A．此实验中采用了等效替代的方法
B．电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关
C．电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关
D．电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关
3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是(　　)
A．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变
B．保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍
C．使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的
D．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小为原来的
4.如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(　　)
A．A带正电，QA∶QB＝1∶8
B．A带负电，QA∶QB＝1∶8
C．A带正电，QA∶QB＝1∶4
D．A带负电，QA∶QB＝1∶4
5.绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是（
）
6.如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9
C、QB＝－4×10－9
C、QC＝＋3×10－9
C的A、B、C点电荷，则作用在点电荷A上的作用力的大小为(　　)
A．9.9×10－4
N
B．9.9×10－3
N
C．1.17×10－4
N
D．2.7×10－4
N
7.中子内有一个电荷量为+的上夸克和两个电荷量为 的下夸克，一个简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示，如图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是（
）
8.如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为FA、FB，现使A、B带上同种电性的电荷，此时上、下细线受力分别为FA′、FB′，则(　　)
A．FA＝FA′，FB>FB′
B．FA＝FA′，FBC．FAFB′
D．FA9.如图所示，小球质量分别为m1、m2，带同种电荷，电量分别为q1、q2，将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O，此时两细线与竖直方向的夹角相等，则必有(
)
A．m1＝m2
B．q1＝q2
C．m1＝m2　q1＝q2
D．不能确定
10.A、B两个大小相同的金属小球，A带有6Q正电荷，B带有3Q负电荷，当它们在远大于自身直径处固定时，两球之间静电力大小为F.另有一大小与A、B相同的不带电小球C，若让C先与A接触，再与B接触，拿走C球后，A、B间静电力的大小变为(　　)
A．6F
B．3F
C．F
D．零
11.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应(　　)
A．带负电，放在A点
B．带正电，放在B点
C．带负电，放在C点
D．带正电，放在C点
二、多选题
12.如图所示，半径相同的两个金属小球A、B，其电荷量大小分别为2q，q，相隔一定距离，两球之间相互作用力为F。现让两球碰撞后再放回原处，此时A，B两球之间的相互作用力大小可能为
（
）
A.F　　　　　　　　　　　　B.F
C.F　　　　　　　　　　　　D.F
13.关于库仑定律的公式，下列说法中正确的是（
）
A.当真空中两个电荷间的距离r→时，它们间的静电力F→0
B.当真空中两个电荷间的距离r→0时，它们间的静电力F→
C.当两个电荷间的距离r→时，库仑定律的公式就不适用了
D.当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了
14.如图为库仑扭秤示意图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，改变A和C之间的距离r，记录每次悬线扭转的角度，便可找到力F与距离r的关系。这一实验中用到了下列哪些物理方法(
)
A．微小量放大法
B．极限法
C．比值定义法
D．控制变量法
15.两点电荷A，B的带电量>，在真空中相距为L，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置对A，B为（
）
A.同种电荷时，在A，B连线上靠近B一侧
B.同种电荷时，在A，B连线上靠近A一侧
C.异种电荷时，在B，A连线的延长线上靠近A一侧
D.异种电荷时，在A，B连线的延长线上靠近B一侧
16.如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则(　　)
A．小球A与B之间库仑力的大小为
B．当＝
时，细线上的拉力为0
C．当＝
时，细线上的拉力为0
D．当＝
时，斜面对小球A的支持力为0
三、计算题
17.如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中．求A、B两球间的距离．
18.如图所示，把一带电荷量为Q＝－5×10－8
C的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为q＝＋4×10－6
C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30
cm时，绳与竖直方向成45°角，取g＝10
m/s2，k＝9.0×109
N·m2/C2，且A、B两小球均可视为点电荷，求：
(1)A、B两球间的库仑力大小；
(2)A球的质量．
19.如图所示两个同样的气球充满氢气(气球重力不计)，气球带有等量同种电荷，两根等长的细线下端系上5.0×103
kg的重物后就漂浮着，求每个气球的带电荷量．(g取10
N/kg)
参考答案
1.【解析】带电体能否被看成点电荷，与它们的体积大小无关．当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷．
【答案】D
2.【解析】在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力和电性、电荷量关系，故A、B、C错误，D正确．
【答案】D
3.【解析】根据库仑定律F＝k可知，当q1、q2均变为原来的2倍，r不变时，F变为原来的4倍，答案A正确，同理可求得B、C、D中F均不满足条件，故B、C、D错误．
【答案】A
4.【解析】要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电．设AC间的距离为L，则FBsin
30°＝FA即k·sin
30°＝
解得＝，故选项B正确．
【答案】B
5.【解析】四种情况中，小球M均受到三个力的作用，竖直向下的重力、沿绳方向的拉力和静电力，其中竖直向下的重力和沿绳方向的拉力的合力具有水平向左的分量，所以若要小球M处于静止状态，静电力必须具有水平向右的分量，显然，只有选项B符合这种要求。
【答案】B
6.【解析】点电荷A同时受到B和C的库仑力作用，因此作用在A上的力应为两库仑力的合力．可先根据库仑定律分别求出B、C对A的库仑力，再求合力．
A受到B、C电荷的库仑力如图所示，根据库仑定律有
FBA＝＝
N
＝1.08×10－3
N
FCA＝＝
N＝9×10－5
N
规定沿这条直线由A指向C为正方向，则点电荷A受到的合力大小为
FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5)
N＝9.9×10－4
N．故选项A正确．
【答案】A
7.【解析】题目利用中子的内部结构考查了库仑力的合成。在解题中应首先分析中子的结构，明确三个夸克分别是位于正三角形的三个顶点和题中几个库仑力大小关系，利用平行四边形定则进行合成，质子、中子都是由夸克组成，夸克的电荷量为元电荷电荷量的或。左下夸克受力图示如下图。由平行四边形定则合成后受力竖直向上。同理可得右下夸克及上夸克受力。
【答案】B
8.【解析】两球都不带电时，FB＝mBg，FA＝(mA＋mB)g，两球都带同种电荷时，有静电斥力作用，设为F，则FB′＝F＋mBg，把A、B看作一个系统，则两球之间的斥力为内力，故FA′＝(mA＋mB)g，所以FB′>FB，FA′＝FA，B项正确．
【答案】B
9.【解析】根据牛顿第三定律知道，小球m1、m2所受的静电斥力等大反向，故m1g＝m2g＝，m1＝m2，电量q1、q2的大小关系不能由题目所给条件得出，故A正确。
【答案】A
10.【解析】C先后与A、B接触后，A、B带的电荷量分别为3Q、0，故此时A、B间的静电力为零．
【答案】D
11.【解析】a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态，可知在C答案状态下可使a受合力为零，故正确答案为C.
【答案】C
12.【解析】两球相碰之前的库仑力为F＝k＝2k。若两球带同种电荷，则相碰后所带电荷量均为q，它们之间的库仑力为F'===；若两球带异种电荷，则相碰后所带电荷量均为，它们之间的库仑力为F''=故正确答案为AC。
【答案】AC
13.【解析】库仑定律的公式适用于真空中的点电荷，当r→时，它们间的静电力F→0；当两电荷间的距离r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了。故选项A、D正确。
【答案】AD
14.【解析】把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，是放大法，A选项正确；保持A、C的电荷量不变，改变A和C的距离而得到F和r的关系，是控制变量法，D选项正确。
【答案】AD
15.【解析】当A、B为同种电荷时，则q必定位于A、B之间的连线上，且若靠近A一侧时，,
qA>qB,RAFB,不符合题意，所以应靠近B一侧，即A正确。同理可知D也正确。
【答案】AD
16.【解析】根据库仑定律得A、B间的库仑力F库＝k，则A项正确．当细线上的拉力为0时满足k＝mgtan
θ，得到＝
，则B错，C正确．斜面对小球A的支持力始终不为零，则D错误．
【答案】AC
17.【解析】对小球B受力分析，如图所示，小球B受竖直向下的重力mg，沿绝缘细线的拉力FT，A对它的库仑力FAB，
由力的平衡条件可知
FAB＝mgtan
θ.
根据库仑定律得FAB＝k，
解得r＝
＝
.
【答案】
18.【解析】(1)由库仑定律得：F＝k
代入数据得：F＝0.02
N.
故A、B两球间的库仑力为0.02
N.
(2)由牛顿第三定律知，B所受库仑力与A球所受库仑力的大小相等，对A球受力分析如图所示：
根据平衡条件得：F＝mgtan
α
代入数据得：m＝2×10－3
kg.
故A球的质量为：
m＝2×10－3
kg.
【答案】(1)0.02
N　(2)2×10－3
kg
19.【解析】先对重物受力分析，求出细线的拉力，如图甲所示，2FTcos
θ＝mg.同样再对左面气球受力分析，如图乙所示：知F＝FTsin
θ，而根据库仑定律，知F＝k，联立以上各式，最后可得Q≈8.7×10－4
C.
【答案】8.7×10－4
C
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