2019高考物理选修3-1专题练习-库伦定律(含解析).doc

2019高考物理选修3-1专题练习-库伦定律（含解析）一、单选题1.如图所示，两个半径么（均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为F，那（ ）A.F=k B.Fk C.Fk D.无法判断2.真空中有P1和P2两个点电荷，不计重力作用，P1的电量是P2的2倍，P1的质量是P2的一半，将它们释放时，P2的加速度的大小等于a，则P1加速度的大小等于（ ） A.B.C.2aD.4a3.两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为（ ） A.FB.FC.FD.12F4.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离减少为原来的 ，它们之间的相互作用力变为（） A.B.FC.9FD.81F5.有三个相同的金属小球A，B，C，其中A，B两球带电情况完全相同，C球不带电将A，B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A，B间的库仑力变为（ ） A.B.C.D.6.两个分别带有电荷量Q和+5Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为（ ） A.B.C.D.7.真空中两个完全相同的金属小球，分别带+3Q和Q的电量，当它们相距r时，它们间的库仑力大小是F若把它们接触后分开，再放回原位置，则它们间的库仑力大小为（ ） A.FB.FC.3FD.9F8.完全相同的两金属小球，相距为d（d远大于小球的直径），分别带有q和3q的电荷量，其相互作用的引力为F，现将两小球接触，然后分开，放回原处，则它们相互作用的库伦力为（ ） A.， 引力B.， 斥力C.， 引力D.， 斥力9.两个半径为1cM的导体球分别带上+Q和-3Q的电量，两球心相距90cM时相互作用力为F ， 现将它们碰一下后放在球心间相距3cM处，则它们的相互作用力大小 （ ） A.300FB.1200F C.900FD.无法确定10.在光滑绝缘的水平面上，有两个相距不太远的带异种电荷的小球被固定，现解除固定将它们由静止释放，此后的一小段时间内，两球间（带电小球始终可视为点电荷）（） A.距离变大，库仑力变大B.距离变大，库仑力变小C.距离变小，库仑力变大D.距离变小，库仑力变小11.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的 ，它们之间的相互作用力变为（ ） A.B.FC.4FD.16F二、多选题12.两个相同的金属小球（可视为点电荷），所带电量之比为1：7，在真空中相距r，把它们接触后再放回原处，则它们间的静电力可能为原来的（ ） A.B.C.D.13.两个相同的金属小球（可看作点电荷），所带电荷量的绝对值之比为1：7，在真空中相距为r现让两者相互接触后，再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能是原来的（ ） A.7B.C.D.14.如图所示，在粗糙绝缘的水平碗上有一物体A带正电，另一带正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用则下列说法正确的是（ ）A.物体A受到地面的支持力先增大后减小B.物体A受到地面的支持力保持不变C.物体A受到地面的摩擦力先减小后增大D.库仑力对点电荷占先做正功后做负功15.真空中两个相同的金属小球（可看成点电荷），带电量绝对值之比为1：9，相距为r，两球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的相互作用力可能为原来的（ ） A.B.C.D.16.如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置的两个带同种电荷的小物块，由静止释放后，两个物块向反方向运动，并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是（ ）A.两个物块的电势能逐渐减小B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能不守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力17.如图所示，在水平放置的光滑金属板正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场），自左以初速度V0在金属板上向右运动，在运动的过程中（ ）A.小球先减速运动，后加速运动B.小球一直做匀速直线运动C.合电场对小球的作用力为0D.合电场对小球做的功为0三、填空题18.如图所示，质量均为1kg的带等量同种电荷的小球A、B，现被绝缘细线悬挂在O点，OA悬线长为10cm，OB悬线长均为5cm平衡时A球靠在绝缘墙上，OA悬线处于竖直方向，而B球的悬线偏离竖直方向60（取g=10m/s2），此时A、B两球之间静电力的大小为_N以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到=0处A的电荷刚好漏完，在整个漏电过程中，悬线OB上拉力大小的变化情况是_（选填“变大”，“变小”或者“不变”）19.真空中有两个静止的点电荷A、B，其带电荷量qA=2qB ， 当两者相距0.01m时，相互作用力为1.8102N，则其带电量分别为qA=_C，qB=_C 20.真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成_，跟它们的距离的二次方成_，作用力的方向在它们的_这个规律叫做_ 21.同种电荷间相互_，这种作用通过_实现的，电场线上每点的切线方向都与该点的电场方向_ 22.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减小为原来的 ，它们之间的相互作用力变为_F 23.真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为1.0108C和+3.0108C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为_N 四、解答题24.真空中有两个相距 、带电量相等的点电荷，它们间的静电力的大小为 ，求每个点电荷所带电荷量是元电荷的多少倍？ 25.两个电荷量分别为Q、+4Q的电荷a和 b，在真空中相距为l，如果引入另一点电荷C，正好使这三个电荷都处于静止状态，试确定点电荷C的位置、电性、电荷量 五、实验探究题26.根据所学知识完成填空： （1）如图所示，可以探究影响电荷间相互作用力的因素O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示则以下对该实验现象的判断正确的是 A.保持Q、q不变，增大d，则变大，说明F与d有关B.保持Q、q不变，减小d，则变大，说明F与d有关C.保持Q、d不变，减小q，则变小，说明F与q有关D.保持q、d不变，减小Q，则变大，说明F与Q成反比（2）上述完成该实验的方法是 A.假设法B.微元法C.控制变量法六、综合题27.把质量m的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成角试求：（1）A球受到的绳子拉力多大？ （2）A球带电荷量是多少？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由于两球心间的距离l为球半径的3倍，它们之间的距离并不是很大，所以此时的电荷不能看成是点电荷，由于它们带的是等量异种电荷，由于电荷之间的相互吸引，电荷之间的距离会比l小，所以此时电荷间的库仑力F库k 故C正确、ABD错误故选：C【分析】库仑定律的使用的条件是点电荷，根据它们的使用条件来分析即可2.【答案】C 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：P2所受的合力是P1施给它的库仑力，所以库仑力F=m2a，则P1所受的合力为P2施给它的库仑力，两个电荷间的库仑力是相互作用的一对力所以 =2a故C正确，A、B、D错误故选C【分析】真空中的两电荷间存在库仑力根据牛顿第二定律求P1的加速度3.【答案】A 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：相距为r时，根据库仑定律得：F= = （1）；接触后，各自带电量变为 ，则此时F= （3）两式联立得F= F，故A正确，BCD错误，故选：A【分析】本题考查点电荷间的电场力公式F=.题中关键词：相同金属球-接触后均分电荷，故有（2）式。接触前后分别用公式列方程有（1）（3），联立可得结果.4.【答案】D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由库仑定律可得：F=K ；变化后F= =81F，D符合题意，ABC不符合题意；故答案为：D【分析】简单的库仑力的应用，库仑力和距离的平方成反比，跟带电量成正比。5.【答案】C 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：假设A带电量为Q，B带电量也为Q，两球之间的相互吸引力的大小是F= 第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为 C与B接触时带电量平分，则C、B分开后电量均为 这时，A、B两球之间的相互作用力的大小F= = 故选C【分析】理解库仑定律的内容知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分6.【答案】D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：相距为r时，根据库仑定律得：；接触后，各自带电量变为2Q，则此时两式联立得F= ，故选D【分析】清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题7.【答案】A 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：根据库仑定律公式得：F=k 接触再分离后所带电量各为Q，F=k = F故A正确，BCD错误故选：A【分析】接触带电的原则是先中和再平分根据库仑定律公式F=k 求出库仑力的大小8.【答案】B 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由库仑定律可得：F=k = 而两球接触后再分开平分总电量，故分开后，开始时其相互作用的为引力，所以两球带的是异种电荷，则两球的带电量均为 ，带同种电荷；则库仑力：F=k =k = F；由于带同种电荷，所以它们之间为斥力故B正确，ACD错误故选：B【分析】由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式，则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系9.【答案】D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】库伦定律适用于两个点电荷之间相互作用力的计算，带电球的半径为1cM ， 当两球相距3cM时，两个带电球不能看做点电荷，库仑定律不在适用，故无法确定两球之间的相互作用力，D正确。故选D【分析】库仑定律只适用于点电荷间的库仑力的计算。10.【答案】C 【考点】库仑定律 【解析】【分析】由于小球带异种电荷，所以相互吸引，相向运动，距离减小，根据库伦定律表达式可知，距离减小，库伦力增大，C选项正确故选C。【点评】容易题，注意库伦定律的适用条件是真空中的点电荷。11.【答案】D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，根据库仑定律，有：F=k 若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的 ，它们之间的相互作用力变为：F=k 故F=16F故选：D【分析】直接根据库仑定律公式F=k 列式判断两个点电荷间的静电力大小的变化情况即可二、多选题12.【答案】C,D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：若两电荷同性，设一个球的带电量为q，则另一个球的带电量为Q=7q，此时F= ，接触后再分开，带电量各为4q，则两球的库仑力大小F= = F若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为3q，此时两球的库仑力F= = F，故CD符合题意，AB不符合题意；故答案为：CD【分析】根据接触带电的原则，是先中和再平分，因为题中所给的电性未知，所以有可能是相同也有可能相反，根据库仑定律得出接触后再放回原处的库伦力大小。13.【答案】C,D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由库仑定律可得：F=k 得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7故CD正确，AB错误故选：CD【分析】两电荷间存在库仑力，其大小可由库仑定律求出当两电荷相互接触后再放回原处，电荷量可能相互中和后平分，也可能相加再平分，所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的14.【答案】A,C 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：当质点B由P点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：Fsinf=0 NFcosmg=0 由两式可解得：N=mg+Fcos；f=Fsin；其中G与F不变，逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小；当质点B由最高点运动到Q点的过程中，再次对物体A受力分析，如下图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：Fsinf=0 NFcosmg=0 由两式可解得：N=mg+Fcos；f=Fsin；其中G与F不变，由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大；综合以上两个过程可知：物体A受到地面的支持力N先增大后减小，物体A受到地面的摩擦力先减小后增大，故A、C正确，B错误；质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是垂直，因而其瞬时功率一直为零，由W=Pt，A对B不做功，故D错误；故选AC【分析】解答本题应掌握：点电荷B从P到最高点过程与从最高点到Q过程中，质点A一直处于平衡状态，由共点力平衡条件可以分析出其所受各个力的变化情况；以A为圆心的圆弧为等势线，因此移动过程中电场力不做功15.【答案】A,D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由库仑定律可得两球接触前的库仑力为：F=k ，当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量为：q= ，两球接触后的库仑力为：F=k ，当两球带异种电荷时，两球接触中和后再平分电量，则两球的电量为：q= =4Q两球接触后的库仑力为：F=k ，故AD正确，BC错误故选：AD【分析】由库仑定律列出接触前的库仑力表达式；根据电荷守恒定律可得出接触后两球的电荷量，再由库仑定律列出库仑力表达式，即可求得两力的关系16.【答案】A,C 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：A、由静止释放后，两个物块向相反方向运动，两物块之间的库仑力做正功，电势能减小故A正确B、两物块之间存在库仑斥力，对物块做正功故B错误C、开始阶段，库仑力大于物块的摩擦力，物块做加速运动，动能增大；当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动，动能减小，重力势能不变，则两个物块的机械能先增大，后减小，不守恒故C正确；D、开始阶段，库仑力大于物块的摩擦力，物体做加速运动；而后当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动故D错误故选：AC【分析】由静止释放后，两个物块向相反方向运动，两物块之间的库仑力做正功，电势能减小开始阶段，库仑力大于物块的摩擦力，物块做加速运动，当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动，动能先增大，后减小17.【答案】B,D 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动故AC错误，BD正确故选：BD【分析】金属板在Q的电场中产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直分析小球的受力情况，确定其运动情况，判断电场力是否做功三、填空题18.【答案】5 ；不变 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：对B球受力分析，受重力、拉力和库仑力，如图所示：结合几何关系可知图中的力三角形是直角三角形，依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有：库仑力：F=mgsin60=110 =5 N；漏电后，先对B球分析，如图所示：根据平衡条件并结合相似三角形法，有：虽然变小，但T不变；故答案为：5 ，不变【分析】对B球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解库仑力；先对B球受力分析；结合相似三角形，根据平衡条件列式求解细线对A球拉力的变化情况19.【答案】2108；108 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：真空中有两个静止的点电荷，相距r=0.01m，相互作用力F=1.8102N，根据库仑定律，有： 代入数据，有：1.8102=9109 根据题意，有：qA=2qB联立解得：qA=2108C，qB=108C；故答案为：2108 ， 108 【分析】根据库仑定律公式F=k 和已知条件qA=2qB列式求解即可20.【答案】正比；反比；连线上；库仑定律 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷连线上故答案为：正比；反比；连线上；库仑定律【分析】在真空中有两个点电荷间的作用力遵守库仑定律，根据库仑定律的内容即可求解21.【答案】排斥；电场；相同 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：同种电荷间相互排斥，带电体周围存在着一种物质，这种物质叫电场，电荷间的相互作用就是通过电场发生的电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向，即电场方向故答案为：排斥，电场，相同【分析】带电体周围存在着一种特殊物质，这种物质叫电场，其基本性质是对放入电荷有电场力的作用，而电荷间的相互作用就是通过电场发生的，电场线上每点的切线方向都与该点的电场方向相同22.【答案】16 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：由库仑定律可得：F=K ；变化后F= =16F故答案为：16【分析】由库仑力公式可得出两次作用力的表达式，则可求得距离减小后的相互作用力23.【答案】0.1 【考点】库仑定律 【解析】【解答】解：接触前库仑力 ，接触后分开，两小球的电荷都为1108C，则库仑力 故答案为：0