1.2库仑定律基础巩固（Word版含答案）

1.2库仑定律基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．真空中两静止点电荷的电荷量分别为Q1、Q2，它们之间的库仑力为F。现保持它们之间的距离不变，将它们的电荷量分别变成3Q1、3Q2。则它们之间库仑力的大小将变为（　　）
A．F B．3F C．6F D．9F
2．关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．元电荷一定可看成点电荷
C．体积很大的带电体也可能看做点电荷
D．点电荷一定是电量很小的电荷
3．如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1和P2处．当小球N静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2（θ2图中未标出）．则
A．小球N带正电，θ1>θ2
B．小球N带正电，θ1<θ2
C．小球N带负电，θ1>θ2
D．小球N带负电，θ1<θ2
4．真空中有两个带电金属球A和B，相距为r，带电量分别为2q和4q，它们之间相互作用力大小为F。如果把每个球的电量和两球之间距离都减少为原来的一半，那么两球之间作用力的大小为（ ）
A．F B． C． D．2F
5．关于点电荷的说法，正确的是（　　）
A．只有体积小的带电体，才能作为点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C．点电荷不存在，它只是一种理想化的物理模型
D．点电荷一定是电量很小的电荷
6．真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变变为原来的2倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的多少倍（　　）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍
7．真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（ ）
A． B． C． D．
8．有两根光滑绝缘杆，它们可在同一竖直平面内绕O点无摩擦转动．两杆上各穿有质量为m，带电量分别为q1、q2的小球．两杆与水平面间夹角相等都为θ时，两小球在同一水平面上且处于平衡状态时，它们到O点距离均为l．θ取何值时小球到O点的距离l最小 （ ）
A．37° B．45° C．60° D．75°
9．如图所示，一长为L的细线，一端固定在绝缘天花板上，另一端连接了电荷量大小为Q的金属小球A，另一带正电、带电量也为Q的金属小球B固定在绝缘天花板上。静止时，细线与水平面夹角为30°，小球A、B间的连线与水平方向的夹角也为30°（已知静电力常量为k）。下列关于小球A的说法正确的是（　　）
A．小球A带正电，重力大小为
B．小球A带负电，重力大小为
C．小球A带正电，重力大小为
D．小球A带负电，重力大小为
10．在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为E。已知一半径为r的球形雨滴在此电场中不升不落，重力加速度g，水的密度为ρ。这雨滴携带的电荷量可表示为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量为+q，c和d电荷量为-q．则a电荷受到的其它三个电荷的静电力的合力大小是
A．0 B． C． D．
12．如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和-q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘轻弹簧连接，当系统静止时弹簧的压缩量为，下列过程都在弹性限度内，则下列说法正确的是
A．仅将+Q变成-Q，平衡时弹簧伸长量等于
B．仅将+Q变成-Q，平衡时弹簧伸长量大于
C．仅将+Q变成+2Q，平衡时弹簧压缩量等于2
D．仅将+Q变成+2Q，平衡时弹簧压缩量大于2
13．两个物体分别带有电荷( )
A．它们之间的静电力一定是引力
B．它们之间的静电力一定是斥力
C．如果它们带的是同种电荷，它们之间的静电力一定是引力
D．如果它们带的是异种电荷，它们之间的静电力一定是引力
14．如图所示，小球A、B带电荷量相等，质量均为m，都用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点，A球靠墙且其悬线刚好竖直，B球悬线偏离竖直方向θ角而静止，此时A、B两球之间的库仑力为F。由于外部原因小球B的带电荷量减小，使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半，则小球A和B之间的距离减小为原来的：（　　）
A．1 B． C． D．
15．如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在不可伸长的、绝缘丝线上质量为m的带电小球N，挂在横杆上的P处。当小球N静止时，两球心恰好在同一水平面上且丝线与竖直方向的夹角为，两小球可看作点电荷。则下列说法正确的是（　　）
A．绝缘丝线上承受的拉力大小为
B．小球N受到球体M施加的库仑力大小为
C．小球N带正电，球体M与小球N的电荷量不变，球体M越靠近小球N，夹角θ越大
D．小球N带正电，球体M位置不变，M的电荷量越大，夹角θ越小
二、填空题（共4题）
16．理解库仑定律应注意的问题
（1）库仑定律的适用条件。公式仅适用于______中（空气中近似成立）的两个______间的相互作用。如果其它条件不变，两点电荷在介质中，其作用力将比它们在真空中的作用力小；
（2）应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即用公式计算库仑力的大小，不必将表示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入，再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误；
（3）库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比______强得多；
（4）库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多______组成的。只要知道了带电体的电荷分布情况，根据库仑定律和______，就可以求出何意带电体间的静电力的大小和方向。
17．电量为q1=2q2，质量为m1=4m2的两个带异种电荷的粒子在真空中，除相互作用的库仑力外不受其它力的作用，已知两粒子与其固定点距离保持不变而不吸引在一起，则知两粒子一定做__________运动．
18．如图，质量为 m 的带电小球 A 用绝缘线悬挂于 O 点，O 点正下方 h 处固定带电量为 Q 的小球 B，A 球静止时与 B 球等高，且悬线与竖直方向的夹角为α．已知重力加速度为 g，静电力常量为 k，则 A 球所受库仑力为____________，A 球所带电量为_____________．
19．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素，O是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而___________，随着距离的增大而______。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体O与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_________________________________。
三、综合题（共4题）
20．原子是由原子核和核外电子组成的，核外电子绕核做圆周运动，什么力提供电子做圆周运动的向心力？
21．如图所示，长度未知的两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑，装有A、B两个金属小球，质量、电量分别为m 、3q和3m 、q ，现将真空管与水平面成30°放置时，A球处在管底，而B球恰在管的正中央位置，试求真空管的长度．
22．如图所示，把质量为m=0.2g的带电小球A用绝缘丝线吊起，若将带电荷量为qB=+410－8C的小球B靠近它，两小球在同一高度且相距d=3cm时，小球A平衡，丝线与竖直方向夹角为45°，g取10m/s2，静电力常量k=9.0109N·m2/C2，小球A、B可视为点电荷，求
（1）小球A带何种电荷；
（2）A受到的库仑力；
（3）小球A所带电荷量的大小。
23．如图所示，倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在水平位置，O为底边中点，直角边AB为光滑绝缘导轨，OD垂直AB.现在O处固定一带正电的物体，让一质量为M、带正电的小球从导轨顶端A由静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F，求它滑到B处的速度和加速度的大小．(重力加速度为g)
参考答案
1．D
2．C
3．A
4．A
5．C
6．B
7．B
8．B
9．B
10．A
11．D
12．D
13．D
14．C
15．C
16．真空 点电荷 万有引力 点电荷 万有引力定律
17．匀速圆周运动；
18．mgtanα mgh2tan3α/kQ
19．增大 减小
20．原子核对核外电子的库仑力提供电子做圆周运动的向心力
21．
22．（1）小球A带负电；（2）2×10－3N，方向水平向左；（3）5×10－9C
23．,