最新201X學(xué)年物理人教版選修3-1-1.2庫(kù)侖定律同步練習(xí)-教師用卷Word版含解析

1、309教育網(wǎng)庫(kù)侖定律同步練習(xí)一、單選題1. 真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的作用力為 F，若它們的帶電量都增大為原來(lái)的3倍，距離增大為原來(lái)的2倍，它們之間的相互作用力變?yōu)?)A. 16FB. 94FC. 32 FD. F2【答案】B【解析】解：由庫(kù)侖定律可得：變化前：F=kQqr2 變化后：F'=k3Q3q(2r)2=94F，故B正確，ACD錯(cuò)誤故選：B2. 真空中相距為r的兩點(diǎn)電荷Q1、Q2，電量均為q，相互作用力為F.若要使相互作用力變?yōu)?F，可采用的方法是()A. Q1、Q2電量同時(shí)增大為2q，距離保持不變B. Q1電量增大為2q，Q2電量不變，距離保持不

2、變C. Q1、Q2電量不變，距離變?yōu)?rD. Q1、Q2電量不變，距離變?yōu)?.5r【答案】B【解析】解：根據(jù)庫(kù)侖定律，則有：F=kq2r2；A、當(dāng)Q1、Q2電量同時(shí)增大為2q，距離保持不變時(shí)，庫(kù)侖力變?yōu)?F.故A錯(cuò)誤B、當(dāng)Q1電量增大為2q，Q2電量不變，距離保持不變時(shí)，庫(kù)侖力變?yōu)?F.故B正確C、當(dāng)Q1、Q2電量不變，距離變?yōu)?r時(shí)，則它們之間的作用力變?yōu)?4F，故C錯(cuò)誤D、當(dāng)Q1、Q2電量不變，距離變?yōu)?.5r時(shí)，則它們之間的作用力變?yōu)?F，故D錯(cuò)誤故選：B3. 將兩個(gè)分別帶有電荷量-2Q 和+5Q 的相同金屬小球 A、B 分別固定在相距為r的兩處(

3、均可視為點(diǎn)電荷)，它們間庫(kù)侖力的大小為 F.現(xiàn)將第三個(gè)與 A、B 兩小球完全相同的不帶電小球 C先后與A、B 相互接觸后拿走，A、B 間距離保持不變，則兩球間庫(kù)侖力的大小為()A. FB. 15FC. 910FD. 14F【答案】B【解析】解：開始時(shí)由庫(kù)侖定律得：F=k-2Q×5Qr2    當(dāng)小球和A接觸后，A球帶電為-Q，再和B球接觸時(shí)，先中和后總電量為4Q，故平分后B球帶電為2Q，因此此時(shí)：F1=k-Q×2Qr2  由得：F1=F5，故ACD錯(cuò)誤，B正確故選B4. 如圖

4、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.若彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則()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)量小于2x0C. 保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D. 保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0【答案】B【解析】【分析】根據(jù)庫(kù)侖定律及胡克定律列式分析，電荷量變化，庫(kù)侖力變化，兩球的距離變化，彈力變化，根據(jù)平衡條件列方程計(jì)算即可本題主要考查了庫(kù)侖定律及胡克定律的直接應(yīng)用，要知道，電荷量

5、變化后庫(kù)侖力要變化，距離變化后彈簧彈力會(huì)變化【解答】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：Kx0=kQq(x+x0)2A、保持Q不變，將q變?yōu)?q時(shí)，平衡時(shí)有：Kx1=k2Qq(x+x1)2由解得：x1<2x0，故A錯(cuò)誤；B、同理可以得到保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2x0，故B正確；C、保持q不變，將Q變?yōu)?Q，如果縮短量等于x0，則靜電力大于彈力，故會(huì)進(jìn)一步吸引，故平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0，故C錯(cuò)誤；D、保持Q不變，將q變?yōu)?q，如果縮短量等于x0，則靜電力大于彈力，故會(huì)進(jìn)一步吸引，故平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0，故D錯(cuò)誤故選B。5

6、. 如圖，真空中一條直線上有四點(diǎn)A、B、C、D，AB=BC=CD，只在A點(diǎn)放一電量為+Q的點(diǎn)電荷時(shí)，B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，若又將等量異號(hào)的點(diǎn)電荷-Q放在D點(diǎn)，則()A. B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為34E，方向水平向右B. B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為54E，方向水平向左C. BC線段的中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零D. B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同【答案】D【解析】解：AB、只在A點(diǎn)放正電荷時(shí)，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：E=kQr2 又將等量異號(hào)的點(diǎn)電荷-Q放在D點(diǎn)后，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為：EB=kQr2+kQ(2r)2=5kQ4r2=54E，方向水平向右，故A錯(cuò)誤，B也錯(cuò)誤；C、BC線段的中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度：E=kQ(3r2)2+kQ(3r2)20，故C錯(cuò)誤；D、C

7、點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為：EC=kQ(2r)2+kQr2=5kQ4r2=54E，方向水平向右，與B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故D正確；故選：D6. 如圖，三個(gè)固定的帶電小球a，b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a，b的連線，設(shè)小球a，b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則()A. a，b的電荷同號(hào)，k=169B. a，b的電荷異號(hào)，k=169C. a，b的電荷同號(hào)，k=6427D. a，b的電荷異號(hào)，k=6427【答案】D【解析】解：根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸，且小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a，b的連線，可知，a，b的電荷異號(hào)，對(duì)小球C受力分析

8、，如下圖所示：因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此acbc，那么兩力的合成構(gòu)成矩形，依據(jù)相似三角形之比，則有：FaFb=acbc=43；而根據(jù)庫(kù)侖定律，F(xiàn)a=kQcqaac2，而Fb=kQcqbbc2綜上所得，qaqb=43×4232=6427，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D。7. 在“研究電荷間作用力大小影響因素”的實(shí)驗(yàn)中，將一帶電輕質(zhì)小球掛在鐵架臺(tái)上，小球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角如圖所示.現(xiàn)增大小球的電荷量后仍掛在原處，絲線與豎直方向的夾角將()A. 增大B. 減小C. 不變D. 先減小再增大【答案】A【解析】解：由題意可知，當(dāng)增大小球的電荷量時(shí)，根據(jù)庫(kù)侖定律，則庫(kù)

9、侖力增大，由平衡條件，則有：FCmg=tan，因此絲線與豎直方向的夾角增大，故A正確，BCD錯(cuò)誤故選：A二、多選題8. 圖中A球系在絕緣細(xì)線的下端，B球固定在絕緣平面上，它們帶電的種類以及位置已在圖中標(biāo)出.A球能保持靜止的是()A. B. C. D. 【答案】AD【解析】解：A、對(duì)A球進(jìn)行受力分析： 根據(jù)力的合成，可知道三個(gè)力合力可以為0，故A正確B、對(duì)A球進(jìn)行受力分析： 根據(jù)力的合成，可知道任意兩個(gè)力的合力的方向不可能與第三個(gè)力方向相反.故B錯(cuò)誤C、對(duì)A球進(jìn)行受力分析： 根據(jù)力的合成，可知道任意兩個(gè)力的合力的方向不可能與第三個(gè)力方向相反.故C錯(cuò)誤D、對(duì)A球進(jìn)行受力分析： 根據(jù)力的合成，可知道

10、三個(gè)力合力可以為0，故D正確故選AD9. 兩個(gè)相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，帶電荷量大小之比為1：3，固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)侖力的大小為F.兩小球相互接觸后將其固定在距離為r2的兩處，則兩球間庫(kù)侖力的大小可能為()A. 13 FB. 43FC. 163 FD. 4F【答案】BC【解析】解：接觸前兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力大小為F=kQ3Qr2，兩個(gè)相同的金屬球各自帶電，接觸后再分開，其所帶電量先中和后均分，所以兩球分開后各自帶點(diǎn)為+Q，距離又變?yōu)樵瓉?lái)的12，庫(kù)侖力為F'=kQQ(r2)2，所以兩球間庫(kù)侖力的大小為43F. 兩個(gè)相同的金屬球各自帶電，接觸后再分

11、開，其所帶電量先中和后均分，所以兩球分開后各自帶點(diǎn)為+2Q，距離又變?yōu)樵瓉?lái)的12，庫(kù)侖力為F'=4kQQ(r2)2，所以兩球間庫(kù)侖力的大小為163F，故BC正確，AD錯(cuò)誤；故選：BC10. 豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣，小球A、B帶有同種電荷.現(xiàn)用指向墻面的水平推力F作用于小球B，兩球分別靜止在豎直墻和水平地面上，如圖所示.如果將小球B向左推動(dòng)少許，當(dāng)兩球重新達(dá)到平衡時(shí)，與原來(lái)的平衡狀態(tài)相比較()A. 推力F將變大B. 豎直墻面對(duì)小球A的彈力變大C. 地面對(duì)小球B的支持力不變D. 兩小球之間的距離變大【答案】CD【解析】解：A、B、C以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力，作出力圖如圖1所示 設(shè)

12、B對(duì)A的庫(kù)侖力F與墻壁的夾角為，由平衡條件得豎直墻面對(duì)小球A的彈力為：  N1=mAgtan，將小球B向左推動(dòng)少許時(shí)減小，則豎直墻面對(duì)小球A的彈力N1減小.故B錯(cuò)誤再以AB整體為研究對(duì)象，分析受力如圖2所示，由平衡條件得：  F=N1   N2=(mA+mB)g 則F減小，地面對(duì)小球B的支持力一定不變.故A錯(cuò)誤，C正確D、由上分析得到庫(kù)侖力F庫(kù)=mAgcos，減小，cos增大，F(xiàn)庫(kù)減小，根據(jù)庫(kù)侖定律分析得知，兩球之間的距離增大.故D正確故選：CD11. 兩個(gè)相同的金屬小球，所帶電荷量大小之比為1：7，相距r，兩小球可視為點(diǎn)電荷，兩者相

13、互接觸后再放回原來(lái)位置上，則它們之間的庫(kù)侖力大小與原來(lái)之比可能為()A. 4：7B. 3：7C. 16：7D. 9：7【答案】CD【解析】解：由庫(kù)侖定律可得：F=kQqr2，當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量變?yōu)?：4，所以庫(kù)侖力是原來(lái)的16：7當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量是先中和后平分，電量變?yōu)?：3，所以庫(kù)侖力是原來(lái)的9：7.故CD正確，AB錯(cuò)誤故選：CD12. 如圖，傾角為的絕緣斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一質(zhì)量為m，帶電量+q的小物塊(可看作是點(diǎn)電荷)恰好能在斜面上勻速下滑，若在AB中點(diǎn)D的上

14、方與B等高的位置固定一帶電量+Q的點(diǎn)電荷，再讓物塊以某一速度從斜面上滑下，物塊在下滑至底端的過(guò)程中，斜面保持靜止不動(dòng)，在不考慮空氣阻力和物塊電荷沒(méi)有轉(zhuǎn)移的情況下，關(guān)于在物塊下滑過(guò)程的分析正確的是()A. 在BA之間，物塊將做加速直線運(yùn)動(dòng)B. 在BD之間，物塊受到的庫(kù)侖力先增大后減小C. 在BA之間，斜面對(duì)地面的壓力有可能不變D. 在BA之間，斜面受到地面的摩擦力均為零【答案】BD【解析】解：A、開始時(shí)刻小物塊受重力、支持力和摩擦力，物塊恰好能在斜面上勻速下滑，說(shuō)明摩擦力和支持力的合力與重力平衡，而庫(kù)侖力對(duì)于物塊是阻力，則導(dǎo)致其做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)庫(kù)侖定律，則有在BD之間，電荷間的間距

15、先減小后增大，則物塊受到的庫(kù)侖力先增大后減小，故B正確；CD、開始時(shí)刻小物塊受重力、支持力和摩擦力，物塊恰好能在斜面上勻速下滑，說(shuō)明摩擦力和支持力的合力與重力平衡，是豎直向上的；根據(jù)牛頓第三定律，壓力和滑塊對(duì)斜面體的摩擦力的合力是豎直向下的；增加電場(chǎng)力后，小物塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力正比例增加，故滑塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力的合力仍然是豎直向下的；再對(duì)斜面體分析，受重力、故滑塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否則合力不為零；從整體角度分析，在BA之間，因庫(kù)侖斥力，導(dǎo)致斜面對(duì)地面的壓力增大，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD三、計(jì)算題13. 如圖所示，帶電荷量分別為+q和+4q的兩點(diǎn)電

16、荷A、B，相距L，求在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的電荷，才可以使三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)？【答案】解：(1)設(shè)電荷C離電荷A距離為x，那么電荷A對(duì)電荷C的靜電力大小 FAC=kqq'x2；電荷B對(duì)電荷C的靜電力大小 FBC=k4qq'(L-x)2，當(dāng)kqq'x2=k4qq'(L-x)2時(shí)，電荷C處于平衡狀態(tài)，因此x=L3 (2)要使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)同種電荷相吸，異種電荷相斥；因此電荷C在AB連線之間，且必須帶負(fù)電，答：在距AL3處放一個(gè)帶負(fù)電的電荷，才可以使三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)【解析】根據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法則求解.再對(duì)于其中兩個(gè)電荷研

17、究，由平衡條件分別列式求解我們可以去嘗試假設(shè)C帶正電或負(fù)電，它應(yīng)該放在什么地方，能不能使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).不行再繼續(xù)判斷14. 如圖所示，把質(zhì)量為310克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為4×10-8C的正電小球B靠近它，當(dāng)兩小球在同一高度相距3cm時(shí)，絲線與豎直夾角為30，(取g=10m/s2，k=9.0×109Nm2/C2)求：(1)小球A帶正電還是負(fù)電？(2)此時(shí)小球A受到的庫(kù)侖力大小和方向？(3)小球A帶的電量qA？【答案】解：(1)對(duì)A受力分析如下圖所示：因B帶正電，則A帶負(fù)電；(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，結(jié)合幾何關(guān)系得到Tsin30=mgTcos30=F解得

18、：F=mgtan30=310×10-3×10×33=1×10-3N；即A球受的庫(kù)侖力為1×10-3N.(3)根據(jù)庫(kù)侖定律，有：F=kQqr2故：qA=Fr2kQB=1×10-3×0.0329×109×4×10-8=2.5×10-9C即A球的帶電量是2.5×10-9C.答：(1)小球A帶負(fù)電；(2)此時(shí)小球A受到的庫(kù)侖力大小1×10-3N，方向水平向右；(3)小球A帶的電量為2.5×10-9C.【解析】(1)依據(jù)受力分析，結(jié)合同種電荷相斥，異種電荷相吸，即可求解；(2)對(duì)小球A受力分析，受到重力、靜電引力和細(xì)線的拉力，根據(jù)三力平衡求出靜電引力；(3)根據(jù)庫(kù)侖定律求解出小球A的帶電量本題結(jié)合物體平衡考查了庫(kù)侖定律的應(yīng)用，屬于簡(jiǎn)單基礎(chǔ)題目，是一道考查基礎(chǔ)知識(shí)的好題15. 如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于該三角形平面.現(xiàn)將電荷量為10-8C的正點(diǎn)電