【學(xué)與練】高中物理粵教2019版必修3：第1章2課時分層作業(yè)2庫侖定律習(xí)題

課時分層作業(yè)(二)庫侖定律題組一對點電荷的理解1．下列說法正確的是()A．點電荷就是體積很小的帶電體B．點電荷就是帶電荷量很小的點C．根據(jù)F＝kQ1Q2D．靜電力常量的數(shù)值是由實驗得出的2．下列關(guān)于點電荷的說法，正確的是()A．只有電荷量很小的帶電體才能看成是點電荷B．體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷C．當(dāng)兩個帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時，可將這兩個帶電體看成點電荷D．一切帶電體都可以看成是點電荷題組二對庫侖定律的理解及應(yīng)用3．(多選)庫侖定律的適用范圍是()A．真空中兩個帶電球體間B．真空中任意帶電體間C．真空中兩個靜止點電荷間D．真空中兩個帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時4．關(guān)于靜電力常量k＝F·r2A．k是一個無單位的常數(shù)B．k隨兩點電荷間的距離r增大而增大C．k隨兩個點電荷電荷量的乘積Q1Q2的減小而增大D．k在數(shù)值上等于真空中靜止的兩個1C的點電荷相距1m時的相互作用力的大小5．用控制變量法，可以研究影響電荷間相互作用力的因素。如圖所示，C是一個帶電的物體，若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置，可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小。這個力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度θ顯示出來。若物體C的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示，物體與小球間的距離用d表示，物體和小球之間的作用力大小用F表示。則下列對該實驗現(xiàn)象的判斷正確的是()A．保持Q、q不變，增大d，則θ變大，說明F與d有關(guān)B．保持Q、q不變，減小d，則θ變大，說明F與d成反比C．保持Q、d不變，減小q，則θ變小，說明F與q有關(guān)D．保持q、d不變，減小Q，則θ變小，說明F與Q成正比6．真空中兩靜止的點電荷間距為r，比荷均為qm。已知萬有引力常量為G，真空中的靜電力常量為k。則兩點電荷間的萬有引力和庫侖力的大小之比為A．Gk B．C．Gm2題組三庫侖力作用下的力學(xué)問題7．水平面上A、B、C三點固定著三個電荷量為Q的正點電荷，將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為點電荷)放置在O點，OABC恰構(gòu)成一棱長為L的正四面體，如圖所示。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，為使小球能靜止在O點，小球所帶的電荷量為()A．mgL2C．6mgL8．如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在一條直線上，q2與q3間的距離為q1與q2間距離的2倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零。由此可以判定，三個點電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶69．如圖所示，電荷量Q＝2×10-7C的正點電荷A固定在空間中O點，將質(zhì)量m＝2×10-4kg、電荷量q＝1×10-7C的另一正點電荷B從O點正上方高于0.5m的某處由靜止釋放，B運(yùn)動過程中速度最大位置在P點。若靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，重力加速度g取10m/s2。(1)B運(yùn)動到距O點l＝0.5m處加速度的大小。(2)P、O間距L。10．如圖所示，水平光滑的絕緣細(xì)管中有兩形狀相同的帶電金屬小球A、B，質(zhì)量滿足mA＝2mB，兩球相向運(yùn)動，當(dāng)它們相距L時，A的加速度大小為a，已知A球帶電荷量為＋q，B球帶電荷量為－3q。當(dāng)兩球相碰后(不計能量損失)再次相距為L時，則()A．A球、B球加速度大小分別為aB．A球、B球加速度大小分別為aC．A球、B球加速度大小分別為2aD．A球、B球加速度大小分別為a，a11．如圖所示，在粗糙絕緣的水平面上有一物體A帶正電，另一帶正電的物體B沿著以A為圓心的圓弧由P到Q緩慢地從A的正上方經(jīng)過，若此過程中A始終保持靜止，A、B兩物體均可視為質(zhì)點且只考慮它們之間庫侖力的作用，則下列說法正確的是()A．物體A受到地面的支持力先增大后減小B．物體A受到地面的支持力保持不變C．物體A受到地面的摩擦力先增大后減小D．庫侖力對物體B先做正功后做負(fù)功12．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，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點時恰好對細(xì)管無作用力，已知重力加速度為g，不計其他阻力，求當(dāng)小球運(yùn)動到最低點時對管壁的作用力大小。13．如圖所示，長為L的絕緣細(xì)線下系一帶正電的小球，懸于O點，小球所帶的電荷量為Q。當(dāng)在O點另外固定一個正電荷時，若小球靜止在A處，則細(xì)線拉力是小球重力mg的2倍，g為重力加速度，k為靜電力常量，不計其他阻力?，F(xiàn)將小球拉至圖中B處(θ＝60°)，并放開使之?dāng)[動，問：(1)固定在O點的正電荷的電荷量為多少？(2)小球回到A處時懸線拉力為多大？課時分層作業(yè)(二)123456781011DCCDDCDCABA1．D[不論帶電體體積的大小如何，只要帶電體的體積、形狀等對所研究問題的影響可以忽略，該帶電體就可以看成點電荷，A、B錯誤；當(dāng)r→∞時，它們間的靜電力F→0，庫侖定律仍然適用，C錯誤；靜電力常量的數(shù)值是由庫侖扭秤實驗得出的，D正確。]2．C[能否把一個帶電體看作點電荷，不能以它的體積大小和形狀而論，應(yīng)該根據(jù)具體情況而定。若它的體積和形狀可以不考慮時，就可以將其看成點電荷，C正確。]3．CD[庫侖定律適用范圍：真空中的靜止點電荷間，或真空中可看作點電荷的兩個帶電體間，C、D正確。]4．D[靜電力常量k是根據(jù)庫侖扭秤實驗裝置測得的一個有單位的常量，與兩電荷間的作用力、電荷量的乘積、電荷間的距離無關(guān)，其數(shù)值上等于兩個真空中靜止的1C的點電荷相距1m時的相互作用力的大小，故D正確，A、B、C錯誤。]5．C[保持Q、q不變，增大d，則θ變小，減小d，則θ變大，只能說明F與d有關(guān)，A、B錯誤；保持Q、d不變，減小q，θ變小，說明F與q有關(guān)，C正確；保持q、d不變，減小Q，θ變小，只能說明F與Q有關(guān)，D錯誤。]6．D[根據(jù)庫侖定律可知，兩點電荷間的庫侖力的大小F庫＝kq1q2r2＝kq2r2，根據(jù)萬有引力定律可知，兩點電荷間的萬有引力的大小F引＝Gm7．C[對小球進(jìn)行受力分析，小球受重力和A、B、C處正點電荷施加的庫侖力。將A、B、C處正點電荷施加的庫侖力正交分解到水平方向和豎直方向。設(shè)α是A、B、C處正點電荷施加的庫侖力方向與豎直方向的夾角，將庫侖力分解到水平方向與豎直方向，根據(jù)豎直方向平衡條件得：在豎直方向3Fcosα＝mg，F(xiàn)＝kQqL2，根據(jù)幾何關(guān)系得cosα＝63，解得q8．A[由于三個點電荷所受靜電力平衡，所以中間電荷的電性與兩邊電荷的電性相反，并且靠近電荷量較小的電荷。對q1有kq1q2r2＝kq1q33r2，對q2有kq1q2r2＝kq2q32r9．解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律有mg－kQql2代入數(shù)據(jù)，解得a＝6.4m/s2。(2)當(dāng)B受到的合力為零時，速度最大，設(shè)此時B與A間的距離為L，則mg＝kQqL2，解得答案：(1)6.4m/s2(2)0.3m10．B[開始兩球相距L時，兩球之間的庫侖力大小為F＝kq·3qL2＝3kq2L2，則A球加速度大小a＝FmA＝3kq2mAL2，相碰后兩球電荷量先中和，后平分，帶電荷量均為－q，兩球再次相距為L時，庫侖力大小為11．A[當(dāng)物體B由P點運(yùn)動到最高點的過程中，物體A受力如圖甲所示，由平衡條件得，水平方向Fsinθ－Ff＝0，豎直方向FN－Fcosθ－mg＝0，解得FN＝mg＋Fcosθ，F(xiàn)f＝Fsinθ，由于G與F不變，θ逐漸減小為零，因而支持力FN逐漸變大，F(xiàn)f逐漸變小。當(dāng)物體B由最高點運(yùn)動到Q點的過程中，物體A受力如圖乙所示，由平衡條件得，水平方向Fsinθ－Ff＝0，F(xiàn)N－Fcosθ－mg＝0，解得FN＝mg＋Fcosθ，F(xiàn)f＝Fsinθ，由于G與F不變，θ由零逐漸增大，因而支持力FN逐漸變小，F(xiàn)f逐漸變大，因此物體A受到地面的支持力先增大后減小，物體A受到地面的摩擦力先減小后增大，故A正確，B、C錯誤；物體B受到的庫侖力方向與物體B的速度總是垂直，庫侖力對B不做功，故D錯誤。]甲乙12．解析：設(shè)小球在最高點時的速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律有mg－kQqR2設(shè)小球在最低點時的速度為v2，管壁對小球的作用力為F，根據(jù)牛頓第二定律有F－mg－kQqR2小球從最高點運(yùn)動到最低點的過程中只有重力做功，故機(jī)械能守恒，則12mv12＋聯(lián)立上式解得F＝6mg由牛頓第三定律得小球?qū)鼙诘?/p>