人教版高二物理选修3-1课时作业第一章　静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案

人教版选修3-1课时作业第一章　静电场　库仑定律
一、选择题
1.关于点电荷的说法正确的是(　　)
A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19
C
B.实际存在的电荷都是点电荷
C.点电荷是理想化的物理模型
D.大的带电体不能看成点电荷
2.下列关于点电荷的说法正确的是(　　)
A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷
B.球状带电体一定可以看成点电荷
C.点电荷就是元电荷
D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定
3.关于库仑定律,下列说法中正确的是(　　)
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体
B.根据F=k,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大
C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
4.真空中有两个静止的点电荷q1、q2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.2倍
B.4倍
C.8倍
D.16倍
5.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2,则F1与F2之比为(　　)
A.2∶1
B.4∶1
C.16∶1
D.60∶1
6.A、B两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A带电荷量Q1,B带电荷量Q2,则A、B间相互作用力(　　)
A.无法确定
B.等于
C.大于
D.小于
7.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是(　　)
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°。则为(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.2
B.3
C.2
D.3
9.如图,A、B两个带电小球用等长绝缘轻质细线悬挂于O点,A球固定,B球受到库仑力作用,与其相连的细线与竖直方向成一定的夹角,若其中一个小球由于漏电,电荷量缓慢减小,则关于A、B两球的间距和库仑力大小的变化,下列说法中正确的是(　　)
A.间距变小,库仑力变大
B.间距变小,库仑力变小
C.间距变小,库仑力不变
D.间距变大,库仑力变小　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
10.如图所示,在粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块运动过程中,下列表述正确的是(　　)
A.两个物块的机械能守恒
B.物块受到的库仑力不做功
C.两个物块之间的库仑力逐渐减小
D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
11.如图所示,光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷,在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点),以向右为正方向,下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是(　　)
12.一根放在水平面内的绝缘光滑玻璃管,内部有两个完全相同的弹性金属小球A和B,带电荷量分别为+9Q和-Q。两小球从图示位置由静止释放,那么,两小球再次经过图示位置时,A球的瞬时加速度为释放时的(　　)
A.倍
B.
C.1倍
D.
13.(多选)如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,细线与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>α。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则(　　)
A.a球的质量比b球的大
B.a、b两球同时落地
C.a球的电荷量比b球的大
D.a、b两球飞行的水平距离相等
14.如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方,已知细线长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡时A、B带电小球处于同一高度,已知重力加速度为g,静电力常量为k。则(　　)
A.A、B间库仑力大小为
B.A、B间库仑力大小为2mg
C.细线拉力大小为mg
D.细线拉力大小为
15.如图所示,绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角θ=30°。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,且小球A正好静止在斜面中点。在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B,两球相距为d。已知两球的质量均为m、电荷量均为+q,静电力常量为k,重力加速度为g,两球均可视为点电荷。则下列说法不正确的是(　　)
A.两球之间库仑力F=k
B.当=时,斜面对小球A的支持力为
C.当=时,细线上的拉力为0
D.将小球B移到斜面底面左端C点,当=2时,斜面对小球A的支持力为0
答案
一、选择题
1.C　点电荷是将带电物体简化为一个带电的点,是一种理想化的物理模型,元电荷是电荷量的最小值,点电荷的电荷量可以等于元电荷,也可以是元电荷的整数倍,故A错误、C正确;在研究带电体间的相互作用时,若带电体的尺寸远小于它们之间的距离,才可把带电体看成点电荷,并不是所有电荷都可以看成点电荷,故B错误;在研究带电体间的相互作用时,大的带电体,在间距远大于带电体尺寸的情况下,可以看成点电荷,故D错误。
2.D　只有带电体的大小和形状可以忽略不计时,才可以看做点电荷,故A、B错误,D正确;点电荷是一种理想化的模型,它并不是元电荷,故C错误。
3.D　点电荷是一种理想化模型,只有带电体的大小和形状等可忽略不计时,带电体才能视为点电荷,故选项A错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,两电荷不能再视为点电荷,公式F=k不能用于计算此时的静电力,故选项B错误;q1和q2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律,故选项D正确。
4.B　由库仑定律可得变化前F=k;而变化后,F'==4F,选项B正确,A、C、D错误。
5.D　开始时F1=k=k,接触后,两球都带正电Q,F2=k=k,所以F1∶F2=60∶1,故D正确。
6.D　当两球心相距为3r时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电荷间距大于3r,根据库仑定律可知,它们相互作用的库仑力大小F<,故D正确,A、B、C错误。
7.A　两球之间存在相互吸引力,则两球带等量异种电荷;假设A带电荷量为Q,B带电荷量为-Q,两球之间的相互吸引力的大小F=k,第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电荷量都为,C与B接触时电荷先中和再平分,则C、B分开后电荷量均为-,这时,A、B两球之间的相互作用力的大小F'=k=,故A正确,B、C、D错误。
8.C　由A的受力分析图可得F=mg
tan
θ,由库仑定律得F=,式中r=l
sin
θ(l为悬线长度),由以上三式可解得qB=,因qA、m、l不变,则==2。
9.B　以小球B为研究对象,受到重力G、A的斥力F2和线的拉力F1三个力作用,受力示意图如图;作出F1、F2的合力F,则由平衡条件得F=G,根据△CBD∽△OAB得=,在电荷量逐渐减小的过程中,OB、OA、G均不变,AB减小,A、B间斥力F2变小,故B正确。
10.C　两物块之间由于带同种电荷,它们之间存在库仑斥力,库仑力对两个物块都做正功,则机械能不守恒,故A、B错误。根据库仑定律可知:库仑力与两个物块之间距离的平方成反比,故C正确;库仑力先大于物块所受的摩擦力,后小于摩擦力,故D错误。
11.B　N点的小球释放后,受到向右的库仑力作用,开始向右运动,根据库仑定律F=k可得,随着两者之间的距离的增大,小球受到的库仑力在减小,根据牛顿第二定律可得,小球做加速度减小的加速直线运动,故选项B正确。
12.A　设图示位置时两小球之间的距离为r,则释放时两小球之间的静电力大小为F=k,由牛顿第二定律可得释放时A球的瞬时加速度a1==。释放后在静电引力作用下相向运动,两小球接触后再分开,电荷量先中和再平分,二者带了等量同种电荷,当再次经过图示位置时,两小球之间的静电力大小为F'=k=k,A球的瞬时加速度a2==,所以=。A正确。
13.AB　对小球受力分析,根据平衡条件有:mag=,mbg=,由于β>α,所以ma>mb,故A正确;ma>mb,因此水平方向上,a的加速度小于b的加速度,竖直方向上做自由落体运动,根据运动的独立性可知,两球同时落地,故B正确;a球的电荷量和b球的电荷量大小关系无法判断,故C错误;由于水平方向a的加速度小于b的加速度,因此a球水平飞行的距离比b球小,故D错误。
14.D　根据题述和图中几何关系,A、B间的距离为r=l,根据库仑定律,可得库仑力大小为F=k=k,选项A错误;对小球A受力分析,受到竖直向下的重力mg、水平向右的库仑力F和细线的拉力T,由mg∶F=1∶,可得A、B间库仑力大小为F=mg,选项B错误;由mg∶T=1∶2,可得细线拉力大小为T=2mg,选项C错误;由T∶F=2∶,F=k可得细线拉力大小为T=,选项D正确。
15.C　根据库仑定律,两球之间的库仑力大小为F=,选项A正确;当=时,则有k=mg,对球受力分析,如图甲所示,
根据矢量的合成法则,依据数学知识,则斜面对小球A的支持力为N=,T=,选项B正确,C错误;将小球B移到斜面底面左端C点,对小球A受力分析,如图乙所示,
当=2时,F=k=mg,mg、F、T三个力的合力为零,致使N=0,小球恰要离开斜面,选项D正确。