2015_2016學(xué)年高中物理1.1電荷及其守恒定律同步練習(xí)新人教版選修3_1+2015_2016學(xué)年高中物理1.2庫侖定律同步練習(xí)新人教版選修3_1

1、2015_2016學(xué)年高中物理1.1電荷及其守恒定律同步練習(xí)新人教版選修3_1第一章 靜電場(chǎng)1電荷及其守恒定律A組1.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的()A.2.4×10-19 CB.-6.4×10-19 CC.-1.6×10-18 CD.4.0×10-17 C解析:任何帶電物體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,2.4×10-19 C不是元電荷的整數(shù)倍。答案:A2.把一個(gè)帶電棒移近并接觸一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器的過程中,金屬箔片先閉合后又張開,說明棒上帶的是()A.正電荷B.負(fù)電荷C.可以是正電荷,也可以是負(fù)電荷D.帶電棒上先帶正電荷,后帶負(fù)電荷解析:

2、驗(yàn)電器的金屬箔片開始時(shí)帶正電,帶電棒靠近并接觸驗(yàn)電器時(shí),金屬箔片先閉合后張開,說明金屬箔片所帶正電荷先被吸引而轉(zhuǎn)移,后來金屬箔片帶上負(fù)電荷,所以又會(huì)張開,由此判斷,帶電棒帶負(fù)電。答案:B3.絕緣細(xì)線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)小球A,A的表面鍍有鋁膜,在A的近旁有一金屬球B,開始時(shí)A、B都不帶電,如圖所示,現(xiàn)使B帶電,則()A.A、B間不發(fā)生相互作用B.B將吸引A,吸住后不放開C.B立即把A排斥開D.B先吸引A,接觸后又把A排斥開解析:不帶電的小球A靠近帶電金屬球B時(shí),由于靜電感應(yīng),A上將產(chǎn)生感應(yīng)電荷,B對(duì)A的引力大于斥力,所以B要吸引A。當(dāng)A與B接觸后,由于接觸起電,A與B帶上同號(hào)電荷,B要排斥

3、A。答案:D4.如圖所示,原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛金屬驗(yàn)電箔,若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體M端,可能看到的現(xiàn)象是()A.只有M端驗(yàn)電箔張開,且M端帶正電B.只有N端驗(yàn)電箔張開,且N端帶負(fù)電C.兩端的驗(yàn)電箔都張開,且N端帶負(fù)電,M端帶正電D.兩端的驗(yàn)電箔都張開,且N端帶正電,M端帶負(fù)電解析:A靠近不帶電導(dǎo)體的M端,MN由于靜電感應(yīng)帶電。由于同性相斥,異性相吸,M端感應(yīng)出正電荷,N端感應(yīng)出負(fù)電荷。答案:C5.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,驗(yàn)電器的箔片張開。下面各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況,正確的是()解析:把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器,若金屬球帶正電荷,則將

4、導(dǎo)體上的自由電子被吸引上來,這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電荷,箔片帶正電荷,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;若金屬球帶負(fù)電荷,則將導(dǎo)體上的自由電子排斥到遠(yuǎn)端,這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電荷,箔片帶負(fù)電荷,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:B6.(多選)關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說法正確的是()A.摩擦起電現(xiàn)象說明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷B.摩擦起電說明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體的另一個(gè)部分D.感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了解析:摩擦起電的實(shí)質(zhì):當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r,一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另

5、一個(gè)物體,于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電,失去電子的物體帶正電,即電荷在物體之間轉(zhuǎn)移。感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì):當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷之間的相互吸引或排斥,導(dǎo)致導(dǎo)體中的自由電荷趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體上靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷,遠(yuǎn)離的一端帶同號(hào)電荷,即電荷在物體的不同部分之間轉(zhuǎn)移。由電荷守恒定律可知,電荷不可能被創(chuàng)造。綜上所述,選項(xiàng)B、C正確。答案:BC7.(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電,今使甲、乙兩物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后得知甲物體帶正電荷1.6×10-15 C,丙物體所帶電荷量的大小為8×10-16 C。則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情

6、況下列說法中正確的是()A.乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16 CB.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10-15 CC.丙物體一定帶有正電荷8×10-16 CD.丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16 C解析:甲、乙相互摩擦后,甲、乙?guī)У攘慨愄?hào)電荷,由于甲物體帶正電荷1.6×10-15 C,則乙物體帶負(fù)電荷1.6×10-15 C;乙物體與丙物體接觸后,由題意知,電荷平分,故乙、丙兩物體各帶負(fù)電荷8×10-16 C。故選項(xiàng)A、D正確。答案:AD8.如圖所示,左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電金屬球,若用絕緣工具沿

7、圖示某條虛線將導(dǎo)體切開,導(dǎo)體分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的有()A.沿虛線c切開,A帶負(fù)電,B帶正電,且QB>QAB.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負(fù)電,且QB=QAC.沿虛線a切開,A帶正電,B帶負(fù)電,且QB>QAD.沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負(fù)電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)解析:靜電感應(yīng)使得A帶正電,B帶負(fù)電,導(dǎo)體原來不帶電,只是在C的電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng),使B部分帶了多余的電子,而帶負(fù)電,A部分少了電子,因而帶正電。A部分轉(zhuǎn)移走的電子數(shù)目和B部分多余的電子的數(shù)目是相同的,因此無論從哪一

8、條虛線切開,兩部分的電荷量總是相等的,但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān),自由電子在不同位置所受C的作用力的強(qiáng)弱是不同的,這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻,越靠近右端負(fù)電荷密度越大,越靠近左端正電荷密度越大,所以從不同位置切開時(shí),QA、QB的值是不同的,故只有選項(xiàng)D正確。答案:D9.如圖所示,A、B、C是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體,其中C球帶正電,A、B是兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體均不帶電。試問:(1)如何使A、B都帶等量正電荷?(2)如何使A、B都帶等量負(fù)電荷?(3)如何使A帶負(fù)電荷B帶等量的正電荷?解析:(1)解法一:把A、B緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,把

9、A與B分開,移走C后再用手摸一下B,再把A與B接觸一下,則A和B就帶等量正電荷。解法二:把A、B緊密靠攏,讓C接觸A或B,然后移去C,再把A與B分開,則A、B就帶等量正電荷。(2)把A、B緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,再用手摸一下A或B,移走C以后再把A與B分開,則A和B就帶等量負(fù)電荷。(3)把A、B緊密靠攏,讓C靠近A,則在A端感應(yīng)出負(fù)電荷,B端感應(yīng)出等量正電荷,把A與B分開后,移去C,則A帶負(fù)電荷,B帶等量的正電荷。答案:見解析B組1.(多選)對(duì)于元電荷的理解,下列說法正確的是()A.元電荷就是指電子或質(zhì)子本身B.所有帶電體帶的電荷量一定等于元電荷的偶數(shù)

10、倍C.元電荷的值通常取e=1.60×10-19 CD.元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的答案:CD2.導(dǎo)體A帶5q的正電荷,另一完全相同的導(dǎo)體B帶q的負(fù)電荷,將兩導(dǎo)體接觸一會(huì)兒后再分開,則導(dǎo)體B帶的電荷量為()A.-qB.qC.2qD.4q解析:相同帶電體接觸后,電荷量先中和,后平分。答案:C3.一個(gè)帶電導(dǎo)體與另一個(gè)不帶電導(dǎo)體接觸,下列說法正確的是()A.兩個(gè)物體一定帶異種電荷B.兩個(gè)物體一定帶同種電荷C.兩個(gè)物體一定帶不等量的同種電荷D.兩個(gè)物體一定帶等量的同種電荷解析:一個(gè)帶電物體與另一個(gè)不帶電物體接觸,電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,所以一定帶同種電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;

11、若兩個(gè)相同的物體,則兩個(gè)物體帶等量的同種電荷,否則兩個(gè)物體帶不等量的同種電荷,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:B4.有甲、乙、丙三個(gè)小球,將它們兩兩靠近,它們都相互吸引,如圖所示,那么,下列說法正確的是()A.三個(gè)小球都帶電B.只有一個(gè)小球帶電C.有兩個(gè)小球帶同種電荷D.有兩個(gè)小球帶異種電荷解析:若兩小球相互吸引,則兩小球帶異種電荷,或者一小球帶電,一小球不帶電。由圖示情況知,三球中有一球帶正電,一球帶負(fù)電,一球不帶電,選項(xiàng)D正確。答案:D5.(多選)用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖所示,由此對(duì)摩擦起電說法正確的是()A.兩個(gè)物體摩擦?xí)r,表面粗糙的易失去電子B.兩個(gè)物體摩擦起電時(shí),一

12、定同時(shí)帶上種類及數(shù)量不同的電荷C.兩個(gè)物體摩擦起電時(shí),帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等D.同一物體與不同種類物體摩擦,該物體的帶電種類可能不同解析:兩物體摩擦?xí)r得失電子取決于原子對(duì)電子的束縛能力的大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的得失,所以兩物體帶電的種類一定不同,數(shù)量相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;由題中例子不難看出同一物體與不同種類物體摩擦,帶電種類可能不同,選項(xiàng)D正確。答案:CD6.半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量,相隔一定的距離,今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屬小球C,先后與A、B接觸后移開。(1)若A、B兩球帶同號(hào)電荷,接觸后兩球的電荷量大小之比為多大?(2)若A、B兩球帶異號(hào)電

13、荷,接觸后兩球的電荷量大小之比為多大?解析:(1)設(shè)A、B帶同號(hào)電荷為q,則A、C接觸后,A、C所帶電荷量為qA=qC=qC與B接觸后,B、C所帶電荷量為qB=qC=q故A、B的電荷量大小之比為。(2)設(shè)qA=+q,qB=-q則C與A接觸后,A、C所帶電荷量為qA=qC=+qC與B接觸后,B、C所帶電荷量為qB=qC=-q故A、B所帶電荷量大小之比為。答案:(1)23(2)212015_2016學(xué)年高中物理1.2庫侖定律同步練習(xí)新人教版選修3_12庫侖定律A組1.兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為d,相互作用力大小為F;保持兩個(gè)點(diǎn)電荷電荷量不變,改變它們之間的距離,使相互作用力大小變?yōu)?F,則兩點(diǎn)電荷之間的距離

14、應(yīng)變?yōu)?)A.4dB.2dC.D.答案:C2.如圖所示,兩個(gè)帶電球,大球的電荷量大于小球的電荷量,可以肯定()A.兩球都帶正電B.兩球都帶負(fù)電C.大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力D.兩球受到的靜電力大小相等解析:由題圖可知,兩帶電球相互排斥,說明兩球一定帶有同號(hào)電荷,但不能確定是正電荷,還是負(fù)電荷,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;兩帶電球間的靜電力具有一般力的共性,符合牛頓第三定律,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:D3.兩個(gè)分別帶有電荷量為-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?則兩球間庫侖力的大小為()A.FB.FC

15、.FD.12F解析:本題考查庫侖定律及帶電體電荷量的轉(zhuǎn)移問題。接觸前兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力大小為F=k,兩個(gè)相同的金屬球各自帶電,接觸后再分開,其所帶電荷量先中和后均分,所以兩球分開后各自電荷量為+Q,距離又變?yōu)樵瓉淼?庫侖力為F=k,所以兩球間庫侖力的大小為F,選項(xiàng)C正確。答案:C4.如圖所示,在絕緣的光滑水平面上,相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球,從靜止同時(shí)釋放,則兩個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是()A.速度變大,加速度變大B.速度變小,加速度變小C.速度變大,加速度變小D.速度變小,加速度變大解析:根據(jù)同種電荷相斥,每個(gè)小球在庫侖斥力的作用下運(yùn)動(dòng),由于力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同

16、,均做加速直線運(yùn)動(dòng),速度變大;再由庫侖定律公式F=k知隨著距離的增大,兩小球間的庫侖斥力減小,加速度減小,所以只有選項(xiàng)C正確。答案:C5.(多選)兩個(gè)質(zhì)量分別是m1、m2的小球,各用絲線懸掛在同一點(diǎn),當(dāng)兩球分別帶同種電荷,且電荷量分別為q1、q2時(shí),兩絲線張開一定的角度1、2,如圖所示,此時(shí)兩個(gè)小球處于同一水平面上,則下列說法正確的是()A.若m1>m2,則1>2B.若m1=m2,則1=2C.若m1<m2,則1>2D.若q1>q2,則1=2解析:以m1為研究對(duì)象,對(duì)m1受力分析如圖所示。由共點(diǎn)力平衡得FTsin 1=F斥FTcos 1=m1g由得tan 1=,同理

17、tan 2=,因?yàn)椴徽搎1、q2大小如何,兩帶電小球所受庫侖力屬于作用力與反作用力,大小永遠(yuǎn)相等,故從tan =知,m大,則tan 小,亦小,m相等,亦相等,故選項(xiàng)B、C正確。答案:BC6.如圖所示,有三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,已知A、B都帶正電荷,A所受B、C兩個(gè)電荷的靜電力的合力如圖中FA所示,那么可以判定點(diǎn)電荷C所帶電荷的電性為()A.一定帶正電B.一定帶負(fù)電C.可能帶正電,也可能帶負(fù)電D.無法判斷解析:因A、B都帶正電,所以庫侖力表現(xiàn)為斥力,即B對(duì)A的作用力沿BA的延長(zhǎng)線方向,而不論C帶正電還是帶負(fù)電,A和C的作用力方向都必須在A、C連線上,由平行四邊形定則知

18、,合力必定為兩個(gè)分力的對(duì)角線,所以A和C之間必為引力,所以C帶負(fù)電,選項(xiàng)B正確。答案:B7.如圖所示,懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)所帶電荷量不變的小球A。在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動(dòng)另一帶同號(hào)電荷的小球B,當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上,A處于受力平衡時(shí),懸線偏離豎直方向的角度為。若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2,分別為30°和45°,則為()A.2B.3C.2D.3解析:設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為l,A和B處在同一水平線上,以A為研究對(duì)象,小球A受到重力、庫侖力F和繩子的拉力FT三個(gè)力的作用。A處于平衡狀態(tài),則庫侖力F=mgtan 。當(dāng)1=30°時(shí)

19、,有=mgtan 30°,r1=lsin 30°當(dāng)2=45°時(shí),有k=mgtan 45°,r2=lsin 45°,聯(lián)立得=2。答案:C8.有A、B兩帶電小球,A固定不動(dòng),B的質(zhì)量為m。在庫侖力作用下,B由靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知初始時(shí),A、B間的距離為d,B的加速度為a。經(jīng)過一段時(shí)間后,B的加速度變?yōu)?此時(shí),A、B間的距離應(yīng)為多少?解析:如圖所示,設(shè)A、B帶的電荷量分別為q1、q2B的加速度為時(shí),A、B間的距離為x由庫侖定律和牛頓第二定律可得=ma=m聯(lián)立求得x=2d。答案:2dB組1.(多選)對(duì)于庫侖定律,下面說法正確的是()A.凡計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)

20、電荷間的相互作用力,就可以使用公式F=kB.兩個(gè)帶電小球即使相距非常近,也能用庫侖定律C.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們之間的庫侖力大小一定相等D.當(dāng)兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為4r時(shí),對(duì)于它們之間的靜電作用力大小,只取決于它們各自所帶的電荷量解析:庫侖定律適用于真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷,當(dāng)兩個(gè)帶電小球離得非常遠(yuǎn)時(shí),可以看成點(diǎn)電荷來處理,而帶電小球離得比較近時(shí),小球上的電荷分布會(huì)發(fā)生變化,不再均勻分布,庫侖定律不再適用。兩點(diǎn)電荷間的庫侖力是作用力和反作用力,所以選項(xiàng)A、C正確。答案:AC2.(多選)將兩個(gè)半徑極小的帶電小球(可視為點(diǎn)電荷)置于一個(gè)絕緣的光滑水平面上,從靜止

21、開始釋放,則下列敘述中正確的是()A.它們的加速度一定在同一直線上,而且方向可能相同B.它們的加速度可能為零C.它們的加速度方向一定相反D.它們的加速度大小之比保持不變解析:兩個(gè)帶電小球之間的靜電力是相互作用力,大小相等,方向相反。所以,它們的加速度方向一定相反,由a=知,加速度大小之比始終等于質(zhì)量之比的倒數(shù),保持不變。若兩個(gè)小球帶同號(hào)電荷,兩個(gè)小球相互排斥,距離增大,靜電力減小,加速度越來越小;若兩個(gè)小球帶異號(hào)電荷,兩個(gè)小球相互吸引,距離減小,靜電力增大,加速度越來越大。綜上,選項(xiàng)C、D正確。答案:CD3.如圖所示,A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球,A固定在豎直放置的10 cm長(zhǎng)的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上,且恰與A等高。若B的質(zhì)量為30 g,則B帶的電荷量是多少?(g取10 m/s2)解析:因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高。設(shè)A、B之間的水平距離為l。依據(jù)題意可得tan 30°=,l= cm=10 cm。對(duì)B球進(jìn)行受力分析,如圖所示,依據(jù)物體平衡