2024-2025版高中物理第一章2庫(kù)侖定律課時(shí)作業(yè)新人教版選修3-1

PAGEPAGE72庫(kù)侖定律1.下列哪些帶電體可視為點(diǎn)電荷(C)A.電子和質(zhì)子在任何狀況下都可視為點(diǎn)電荷B.在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)帶電的絕緣球體可視為點(diǎn)電荷C.帶電的細(xì)桿在確定條件下可以視為點(diǎn)電荷D.帶電的金屬球確定不能視為點(diǎn)電荷解析:電子和質(zhì)子在探討的范圍特別小,可以與它的大小差不多時(shí),不能看做點(diǎn)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)帶電的絕緣球體在確定的條件下可視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;帶電的細(xì)桿在它的大小相比于探討的范圍來(lái)說(shuō)可以忽視不計(jì)時(shí),可以視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)C正確;帶電的金屬球在它的大小相比于探討的范圍來(lái)說(shuō)可以忽視不計(jì)時(shí),可以視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(2024·江西南昌檢測(cè))如圖所示的試驗(yàn)裝置為庫(kù)侖扭秤.細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒,棒的一端是一個(gè)帶電的金屬小球A,另一端有一個(gè)不帶電的球B,B與A所受的重力平衡,當(dāng)把另一個(gè)帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時(shí),A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小,變更A和C之間的距離r,記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系.這一試驗(yàn)中用到了下列哪些方法(C)①微小量放大法②極限法③限制變量法④逐差法A.①② B.③④ C.①③ D.②④解析:當(dāng)小球C靠近小球A時(shí),旋轉(zhuǎn)小角度,因此通過(guò)微小放大,能比較精確地測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)角度.同時(shí)體現(xiàn)了限制變量法,即限制了電荷量,去探討庫(kù)侖力與間距的關(guān)系,故C正確,A,B,D錯(cuò)誤.3.(2024·湖北宜昌檢測(cè))兩個(gè)半徑為R的金屬球所帶電荷量分別為+Q1和+Q2,當(dāng)兩球心相距為3R時(shí),相互作用的庫(kù)侖力大小為(C)A.F=kQ1QC.F<kQ1解析:當(dāng)兩球心相距為3R時(shí),兩球不能看成點(diǎn)電荷,因帶同種電荷,導(dǎo)致電荷間距大于3R,依據(jù)庫(kù)侖定律可知,它們相互作用的庫(kù)侖力大小F<kQ14.(2024·四川成都校級(jí)月考)如圖所示,兩個(gè)帶電球,大球的電荷量大于小球的電荷量,可以確定(D)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(shuō)明兩球確定帶有同種電荷,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是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.5.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)由靜止起先釋放一個(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)間變更規(guī)律的是(A)解析:N點(diǎn)的小球釋放后,受到向右的庫(kù)侖力作用起先向右運(yùn)動(dòng),依據(jù)庫(kù)侖定律F=kQ1Q26.(2024·山東濰坊校級(jí)月考)設(shè)星球帶負(fù)電,一帶電粉塵懸浮在距星球表面1000km的地方,又若將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2000km的地方相對(duì)于該星球無(wú)初速釋放,則此帶電粉塵(B)A.向星球下落 B.仍在原處懸浮C.推向太空 D.無(wú)法推斷解析:當(dāng)帶負(fù)電粉塵在高度為H處平衡,有GMm(r+7.兩個(gè)大小相同的金屬小球A,B分別帶有qA∶qB=4∶1數(shù)值的電荷量,相距較遠(yuǎn),相互間引力為F.現(xiàn)將另一個(gè)不帶電的、與A,B完全相同的金屬小球C,先與A接觸,再與B接觸,然后分別,則A,B間的作用力變?yōu)?B)A.18F B.14F C.12解析:金屬小球A,B之間是庫(kù)侖引力,故金屬小球A,B帶異種電荷,設(shè)金屬小球A為正電荷,B為負(fù)電荷.原來(lái)金屬小球A,B之間的庫(kù)侖引力為F=k4q·qr2=4kq2r2.第三個(gè)不帶電的金屬小球C與A接觸后,金屬小球A和C的電荷量都為2q,金屬小球C與B接觸時(shí)先中和再平分,則金屬小球C,B分開后電荷量均為2q-8.(2024·廣東江門模擬)如圖所示,在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為q(q>0)的相同小球,小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接.當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),每根彈簧長(zhǎng)度為l,已知靜電力常量為k,若不考慮彈簧的靜電感應(yīng),則每根彈簧的原長(zhǎng)為(C)A.l+5kqC.l-5kq解析:對(duì)最右側(cè)小球受力分析,兩庫(kù)侖力和彈簧的彈力的關(guān)系為k0x=kq2l2+kq2(2l9.(2024·云南昆明校級(jí)檢測(cè))(多選)如圖所示,水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面上,則(ABD)A.小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為kB.斜面對(duì)小球A的支持力不行能為零C.細(xì)線上的拉力不行能為零D.當(dāng)qd=mg解析:依據(jù)庫(kù)侖定律,小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為F=kq2d2,故A正確;兩個(gè)球帶同種電荷,相互排斥,斜面對(duì)A的彈力不行能為零,故B正確;球A受重力、支持力與庫(kù)侖斥力,當(dāng)處于平衡時(shí),則細(xì)線的拉力為零,故C錯(cuò)誤;若細(xì)線上的拉力為零,小球A受重力、支持力和庫(kù)侖斥力而平衡,依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,重力沿斜面對(duì)下的分力與庫(kù)侖力沿斜面對(duì)上的分力平衡,即mgsinθ=Fcosθ;其中F=kq10.(2024·甘肅武威校級(jí)月考)如圖所示,分別在A,B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C.在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C且AB=AC=BC=6×10解析:電子在C點(diǎn)同時(shí)受A,B處點(diǎn)電荷的作用力FA,FB,如圖所示.FA=FB=kQ1er2=9.0×109×2×10-14×1.6答案:8.0×10-21N,平行于AB向左11.(2024·四川成都校級(jí)月考)A,B兩帶電小球,A固定不動(dòng),B的質(zhì)量為m,在庫(kù)侖力作用下,B由靜止起先運(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(guò)一段時(shí)間后,B的加速度為a4解析:當(dāng)距離為d時(shí),依據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓其次定律得kq1當(dāng)距離為x時(shí),kq1q2x2解兩式得x=2d.答案:2d12.(2024·浙江嘉興校級(jí)月考)三個(gè)相同的金屬小球1,2,3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1,2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1,2之間作用力的大小仍為F.由此可知(D)A.n=1 B.n=4C.n=7 D.n=10解析:由題,三個(gè)金屬球相同,當(dāng)球3先與球2接觸后,球2與球3帶電荷量均為nq2;球3再與球1接觸后,兩球帶電荷量均為n-24q或n+24q.由于1,2之間作用力的大小仍為F,依據(jù)庫(kù)侖定律分析可知兩球帶電荷量乘積不變,有nq2=nq2·n13.(2024·廣東珠海校級(jí)月考)如圖所示,真空中的兩帶電小球(可看做是點(diǎn)電荷),通過(guò)調(diào)整懸掛細(xì)線的長(zhǎng)度使兩小球始終保持在同一水平線上,下列說(shuō)法正確的是(D)A.若只增大r,則T1,T2都增大B.若只增大m1,則θ1增大,θ2不變C.若只增大q1,則θ1增大,θ2不變D.若只增大q1,則θ1,θ2都增大解析:m1,m2受力如圖所示,由平衡條件可知,Fm1g=tanθ1,F'm2g=tanθ2,且F=F′=kqT1=m1gcosθ1,T2=m2gcosθ2,T1,T2都減小,故A錯(cuò)誤;若只增大m1,而F不變,則θ114.如圖所示,懸掛在O點(diǎn)的一根不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球A.在兩次試驗(yàn)中,均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球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θ.若兩次試驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2,θ分別為30°和45°,則q2A.2 B.3 C.23 D.33解析:對(duì)小球A的受力分析如圖所示,可得F=Gtanθ,由庫(kù)侖定律得F=kqAqBr2,式中r=lsinθ(l為細(xì)線長(zhǎng)).由以上各式可解得qB=Gl2si15.真空中相距3m的光滑絕緣平面上,分別放置兩個(gè)電荷量為-Q,+4Q的點(diǎn)電荷A,B,然后再在某一位置放置點(diǎn)電荷C,這時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài),求C的電荷量以及相對(duì)A的位置.解析:依據(jù)題意,三個(gè)點(diǎn)電荷中每個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài),由此可知,三個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)位于同一條直線上,設(shè)A,B如圖放置,為保證三個(gè)點(diǎn)電荷都平衡,經(jīng)代入數(shù)據(jù)分析可知,C應(yīng)放在A,B延長(zhǎng)線左側(cè),且C帶正電,設(shè)為qC,A,B之間距離為r,A,C之間距離為r′.則以A為探討對(duì)象,kqCQ以B為探討對(duì)象,kqC·以C為探討對(duì)象,kqC·由以上隨意兩個(gè)方程可得出qC=4Q,r′=r=3m.答案:4Q在A左側(cè),距A3m處16.如圖所示,電荷q1固定于半徑為R的半圓光滑軌道的圓心處,將另一帶正電的電荷量為q2、質(zhì)量為m的小球,從軌道的A處無(wú)初速度釋放,求:(1)小球運(yùn)動(dòng)到