2022-2023學(xué)年新教材高中物理第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用2庫(kù)侖定律夯基提能作業(yè)新人教版必修第三冊(cè)

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第九章2eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共7小題，每題7分，共49分)1．(2021·福建省同安一中高二上學(xué)期期中)關(guān)于元電荷和點(diǎn)電荷的理解正確的是(D)A．元電荷就是點(diǎn)電荷B．點(diǎn)電荷一定是電荷量最小的電荷C．體積很小的帶電體就是點(diǎn)電荷D．元電荷是一個(gè)電子所帶的電荷量的絕對(duì)值解析：元電荷表示電荷量，是一個(gè)電子所帶的電荷量的絕對(duì)值，不是點(diǎn)電荷，故A錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)一個(gè)帶電體的形狀及大小對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷，是由研究問(wèn)題的性質(zhì)決定，與自身大小形狀無(wú)具體關(guān)系，與電荷量的多少無(wú)關(guān)，故B、C錯(cuò)誤。2．(2021·北京人大附中高一下學(xué)期檢測(cè))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(B)A．一定是正電B．一定是負(fù)電C．可能是正電，也可能是負(fù)電D．無(wú)法判斷解析：對(duì)A電荷受力分析，B對(duì)A的是庫(kù)侖斥力，沿BA的連線向上；如果C是正電荷，則C對(duì)A的庫(kù)侖斥力沿CA連線向上，這兩個(gè)斥力的合力指向CA和BA延長(zhǎng)線之間，不可能沿BA偏向右；只有C帶負(fù)電，C對(duì)A的庫(kù)侖引力沿AC連線向下，與B對(duì)A的作用力的合力才偏向右側(cè)，故C一定帶負(fù)電，故B正確，ACD錯(cuò)誤。3．(2021·上海市金山中學(xué)高二上學(xué)期期中)兩個(gè)相同的金屬小球A、B，所帶的電量qA＝＋q0、qB＝－7q0，相距r放置時(shí)，相互作用的引力大小為F?，F(xiàn)將A球與B球接觸，再把A、B兩球間的間距增大到2r，那么A、B之間的相互作用力將變?yōu)?A)A．斥力、eq\f(9F,28) B．斥力、eq\f(9F,14)C．引力、eq\f(9F,28) D．引力、eq\f(9F,14)解析：金屬小球A和B，帶電量分別為＋q0和－7q0，相互作用力大小為F，根據(jù)庫(kù)侖定律，有：F＝keq\f(q0·7q0,r2)將兩球接觸后再放回原處，電荷先中和再平分，帶電量變?yōu)閑q\f(q0－7q0,2)＝－3q0，根據(jù)庫(kù)侖定律，有：F′＝keq\f(3q0·3q0,2r2)＝eq\f(9,28)F，且表現(xiàn)為斥力，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤；故選A。4．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，兩球電量的絕對(duì)值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引、庫(kù)侖力F庫(kù)分別為(D)A．F引＝Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫(kù)＝keq\f(Q2,l2) B．F引≠Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫(kù)≠keq\f(Q2,l2)C．F引≠Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫(kù)＝keq\f(Q2,l2) D．F引＝Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫(kù)≠keq\f(Q2,l2)解析：萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離l只有半徑的3倍，但由于殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)。因此，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律。對(duì)于a、b兩帶電球殼，由于兩球心間的距離l只有半徑的3倍，不能看成點(diǎn)電荷，不滿足庫(kù)侖定律的適用條件，故D正確。5．(2021·寧夏銀川一中高二上學(xué)期期末)如圖所示，真空中A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為＋Q和＋q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接。當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0。設(shè)彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則(C)A．保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于2x0B．保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量大于2x0C．保持Q不變，將q變?yōu)椋璹，平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0D．保持q不變，將Q變?yōu)椋璔，平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0解析：設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k′，原長(zhǎng)為x。當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，則有：k′x0＝eq\f(kQq,x＋x02)①保持Q不變，將q變?yōu)?q時(shí)，平衡時(shí)有：k′x1＝eq\f(2kQq,x＋x12)②由①②解得：x1<2x0，故A錯(cuò)誤；同理可得B錯(cuò)誤；保持Q不變，將q變?yōu)椋璹，如果縮短量等于x0，則靜電力大于彈力，故會(huì)進(jìn)一步壓縮彈簧，故平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0，故C正確；同理可得D錯(cuò)誤。6．(多選)如圖所示，上端固定在天花板上的絕緣輕繩連接帶電小球a，帶電小球b固定在絕緣水平面上，可能讓輕繩伸直且a球保持靜止?fàn)顟B(tài)的情景是(ACD)解析：若要使A球處于靜止?fàn)顟B(tài)其所受的合力為零，對(duì)a球所處的各種狀態(tài)進(jìn)行受力分析，可知A、C、D選項(xiàng)中a球可能處于平衡狀態(tài)。7．(多選)宇航員在探測(cè)某星球時(shí)有如下發(fā)現(xiàn)：(1)該星球帶負(fù)電，而且?guī)щ娋鶆颍?2)該星球表面沒(méi)有大氣；(3)在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一個(gè)帶電小球(小球的帶電量遠(yuǎn)小于星球的帶電量)置于離星球表面某一高度處無(wú)初速釋放，帶電小球恰好能處于懸浮狀態(tài)。則根據(jù)以上信息可以推斷(BD)A．小球一定帶正電B．小球一定帶負(fù)電C．只改變小球的電荷量，從原高度無(wú)初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)D．只改變小球離星球表面的高度，無(wú)初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)解析：可以將帶負(fù)電均勻的星球視為負(fù)點(diǎn)電荷，帶電小球處于平衡狀態(tài)，即為庫(kù)侖斥力與萬(wàn)有引力平衡，則eq\f(kQq,r2)＝eq\f(GMm,r2)，所以正確答案為B、D。二、非選擇題(本題共1小題，共11分)8．(11分)(2021·山東省濰坊市高二上學(xué)期三校聯(lián)考)把質(zhì)量2g的帶負(fù)電小球A，用絕緣細(xì)繩懸起，若將帶電荷量為Q＝4.0×10－6C的帶電球B靠近A，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距30cm時(shí)，繩與豎直方向成α＝45°角。(g＝10m/s2)試求：(1)B球受到的庫(kù)侖力多大？(2)A球帶電荷量是多少？答案：(1)2×10－2N(2)5.0×10－8C解析：(1)帶負(fù)電的小球A處于平衡狀態(tài)，A受到庫(kù)侖力F′、重力mg以及繩子的拉力T的作用，其合力為零。因此mg－Tcosα＝0 ①F′－Tsinα＝0 ②②÷①得F′＝mgtanα＝2×10－3×10×1N＝2×10－2N。根據(jù)牛頓第三定律有F＝F′＝2×10－2N，(2)根據(jù)庫(kù)侖定律F′＝keq\f(qQ,r2)∴q＝eq\f(F′r2,kQ)＝eq\f(2×10－2×0.32,9×109×4.0×10－6)C＝5.0×10－8C。eq\f(等級(jí)考訓(xùn)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共4小題，每題6分，共24分)1．一根放在水平面內(nèi)的絕緣光滑玻璃管，內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的彈性金屬小球A和B，帶電荷量分別為＋9Q和－Q。兩小球從圖示位置由靜止釋放，那么，兩小球再次經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)，A球的瞬時(shí)加速度為釋放時(shí)的(A)A．eq\f(16,9)倍 B．eq\f(9,16)倍C．1倍 D．eq\f(3,20)倍解析：設(shè)圖示位置時(shí)兩小球之間的距離為r，則釋放時(shí)兩小球之間的靜電力大小為F＝keq\f(9Q2,r2)，由牛頓第二定律可得釋放時(shí)A球的瞬時(shí)加速度a1＝eq\f(F,m)＝eq\f(9kQ2,mr2)。釋放后在靜電引力作用下，兩小球接觸后再分開，電量先中和再平分，二者帶了等量同種電荷，當(dāng)再次經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)，兩小球之間的靜電力大小為F′＝keq\f(4Q2,r2)＝keq\f(16Q2,r2)，A球的瞬時(shí)加速度為a2＝eq\f(F′,m)＝eq\f(16kQ2,mr2)，所以eq\f(a2,a1)＝eq\f(16,9)。A正確。2．(2021·陜西西北工業(yè)大學(xué)附中高二上學(xué)期期末)如圖所示，水平天花板下用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛兩個(gè)相同的帶電介質(zhì)小球A、B，左邊放一個(gè)帶電荷量為＋Q的固定球時(shí)，兩懸線都保持豎直方向。下列說(shuō)法中正確的是(BC)A．A球帶正電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較小B．A球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較小C．A球帶負(fù)電，B球帶正電，并且B球帶電荷量較大D．A球帶正電，B球帶負(fù)電，并且B球帶電荷量較大解析：存在固定球時(shí)，對(duì)A、B球受力分析，由于懸線都沿豎直方向，說(shuō)明水平方向各自所受電場(chǎng)力合力為零，說(shuō)明A球帶負(fù)電而B球帶正電。根據(jù)庫(kù)侖定律A離固定球近，所以A球帶電荷量較小，B球帶電荷量較大。故A、D錯(cuò)誤，B、C正確。3．如圖所示，光滑絕緣的水平面上的P點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，在它的右側(cè)N點(diǎn)由靜止開始釋放一個(gè)也帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，以向右為正方向，下列選項(xiàng)中能反映小球運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的是(B)解析：N點(diǎn)的小球釋放后，受到向右的庫(kù)侖力作用，開始向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)可得，隨著兩者之間的距離的增大，小球受到的庫(kù)侖力在減小，根據(jù)牛頓第二定律a＝eq\f(F,m)可得，小球做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確。4．(多選)(2021·江西省宜春市高二上學(xué)期期末)如圖所示，a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣絲線懸掛于同一點(diǎn)，兩球靜止時(shí)，它們距水平面的高度相等，繩與豎直方向的夾角分別為α、β，且β＞α。若同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，空氣阻力不計(jì)，兩球帶電荷量不變，則(AB)A．a(chǎn)球的質(zhì)量比b球的大B．a(chǎn)、b兩球同時(shí)落地C．a(chǎn)球的電荷量比b球的大D．a(chǎn)、b兩球飛行的水平距離相等解析：對(duì)小球受力分析，根據(jù)平衡條件有：mag＝eq\f(F庫(kù),tanα)，mbg＝eq\f(F庫(kù),tanβ)，由于β＞α，所以ma＞mb，故A正確；ma＞mb，因此水平方向上，a的加速度小于b的加速度。豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知，兩球同時(shí)落地，故B正確；a球的電荷量和b球的電量大小無(wú)法判斷，故C錯(cuò)誤；由于a的加速度小于b的加速度，因此a球水平飛行的距離比b球小，故D錯(cuò)誤。故選AB。二、非選擇題(本題共2小題，共16分)5．(8分)如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻的帶有電量為＋Q的電荷，另一電量為＋q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對(duì)稱性，點(diǎn)電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(r?R)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為__keq\f(Qqr2,4R4)__(已知靜電力常量為k)，方向__由球心指向小孔中心__。解析：絕緣球殼電荷的面密度為：σ＝eq\f(Q,4πR2)球殼上挖去半徑為r的小圓孔，去掉的電量為q′，則：q′＝σπr2＝eq\f(Qr2,4R2)與球心O對(duì)稱位置相應(yīng)電荷對(duì)球心電荷的庫(kù)侖力大小為F＝keq\f(qq′,R2)＝keq\f(Qqr2,4R4)是斥力，方向由球心指向小孔中心。6．(8分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一圓形光滑絕緣細(xì)管，細(xì)管截面半徑遠(yuǎn)小于半徑R，在中心處固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷。一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電小球在圓形絕緣細(xì)管中做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)細(xì)管無(wú)作用力，求當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的作用力大小。答案：6mg解析：設(shè)小球在最高點(diǎn)