高中物理人教版1第一章静电场第2节库仑定律 市获奖

电荷库仑定律（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名______目的要求：1．掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定──库仑定律；2．知道真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律。第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。选错或不选的得0分。1．已知π＋介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷π+π—ud带电量+e－e+下列说法正确的是 （） A．π+由u和组成 B．π+由d和组成 C．π—由u和组成 D．π—由d和组成2．关于对元电荷的理解，下列说法正确的是 （） A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子 C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 D．元电荷是带电荷量最小的带电粒子A B C D图13．中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为的同一圆周上，如图1所示。在给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是 （）A B C D图14．如图2所示，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为－2Q与－Q。现在使它们以相同的初动能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2。有下列说法,其中正确的是（）-Q-2Q图2ABA．E1＝E2＞E0，p-Q-2Q图2AB B．E1＝E2＝E0，p1＝p2＝p0 C．接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 D．两球必将同时返回各自的出发点图45．如图4所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 （）图4 A．F1 B．F2 C．F3 D．FPBAQ图56．如图5所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定点A，在Q的正上方的P处用绝缘细线悬挂一质点B，A、B两质点因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成一夹角，由于漏电，A、BPBAQ图5 A．变小 B．变大 C．不变 D．先变小后变大第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。7．光滑水平面有A、B两个带电小球，A的质量是B的质量的2倍，将两球由静止释放，初始A的加速度为a，经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小为v，此时，A的加速度为___________，速度大小为___________。8．半径相同的两金属小球，所带的电量之比为3∶1，相距为r时相互作用力大小为F1，若把两球相互接触一下后再放回原位置，这时两球间的相互作用力为F2，则F2∶F1可能为___________或___________。（两球均可视为点电荷）9．直径为R的绝缘球壳上均匀带有电量为＋Q的电荷，另一电量为＋q的点电荷放在球心O，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r（r<<R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为___________，方向___________（已知静电力恒量为k）。三、计算题：本大题共2小题，计28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10．（12分)“真空中两个静止点电荷相距10cm，它们之间相互作用力大小为9×10－4N。当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10－8C的点电荷，根据电荷守恒定律：q1＋q2＝3×10－8C＝a 根据库仑定律：q1q2＝F＝×9×10－4C2＝1×10－15C2＝b以q2＝代入（1）式得：q12－aq1＋b＝0解得q1＝＝根号中的数值小于0，经检查，运算无误，试指出求解过程中的问题，并给出正确的解答。11．（16分）已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l＝×10－15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。电荷库仑定律参考答案一、选择题：1．【答案】AD【点拨】从表中可以看出，u和结合刚好带电＋e，C错误，A正确；d和结合带电－e，B错误，D正确。2．【答案】C【点拨】电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝×10－19，电荷量e称为元电荷。3．【答案】B【点拨】根据库仑定律和两力合成的平行四边形定则，可以判断B正确。4．【答案】AD【点拨】由牛顿定律的观点看，两球的加速度大小始终相同，相同时间内的位移大小一定相同，必然在连线中点相遇，又同时返回出发点。由动量观点看，系统动量守恒，两球的速度始终等值反向，也可得出结论：两球必将同时返回各自的出发点。且两球末动量大小和末动能一定相等。从能量观点看，两球接触后的电荷量都变为－，在相同距离上的库仑斥力增大，返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功，由功能关系知，系统机械能必然增大，即末动能增大。A、D正确。5．【答案】B【点拨】a对c的库仑力沿ac方向，b对c的库仑力沿ca方向，因为a所带的电量的大小比b的小，所以答案B正确。6．【答案】CGF1F2GF1F2QBPA。从比例式可以看出，绳的拉力F2只跟B的重力、PQ之间的距离h、绳的长度L有关系，跟AB之间的库仑力没有关系，所以答案C正确。二、填空、实验题：7．【答案】，【点拨】A、B之间的库仑力是作用力与反作用力，大小始终相等，又A的质量是B的质量的2倍，所以当B的加速度为a是，A的加速度为，又根据动量守恒得到B的速度为v时，A的速度为。8．【答案】4∶3；1∶3【点拨】由题意可知两球均带电，但是所带电的性质未知，根据“两球形状相同，相碰之后电荷量均分”这一原则，如果两球原来所带电性相同，则碰后每一个球所带电量为两球原来所带电量之和的一半，这样由库仑定律可得F2∶F1为4∶3；而当两球原来所带电性相异时，则相碰后每一个球所带电荷量为两异种电荷中和后电荷量的一半，即为两球原来所带电工量之差的一半，这样再根据库仑定律得出F2∶F1＝1∶3。9．【答案】，由球心指向小孔中心【点拨】球壳电荷面密度ρ＝，被挖去的小圆孔的所带的电荷量q1＝ρπr2＝。由于r<<R，则忽略其形状、大小对作用力的影响，q1可视为点电荷。根据库仑定律有：F＝＝。方向由球心指向小孔中心。三、计算题：10．【答案】见解析。【解析】没有考虑两电荷的电性，实际上两电荷是异种电荷，有q1－q2＝3×10－8C＝A，q1q2＝10－15C2＝Bq12－Aq1＋B＝0解得：q1＝5×10－8C，q2＝2×10－8C11．【答