2024高中物理第一章电场第二节探究静电力达标检测含解析粤教版选修3-1

PAGE6-其次节探究静电力A级抓基础1．关于点电荷，下列说法正确的是()A．当带电体间的距离远大于带电体尺寸时可以看成点电荷B．一切带电体都可以看成点电荷C．只有带电体的体积很小时才能看成点电荷D．只有放入真空中的带电体才能看成点电荷解析：当带电体间的距离远大于带电体尺寸时，即它们间相互作用力的影响可忽视时，可以看成点电荷，故A正确；带电体看作点电荷的条件：当一个带电体的形态及大小对它们之间相互作用力的影响可忽视时，这个带电体可看作点电荷．点电荷是由探讨问题的性质确定，与带电体自身大小形态无详细关系，故B、C、D错误．答案：A2．(多选)对于库仑定律，下列说法正确的是()A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，都可以运用公式F＝keq\f(Q1Q2,r2)B．两个带电小球即使相距特别近，也能用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小肯定相等D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量解析：由库仑定律的适用条件可知，A选项正确；两带电小球距离特别近时，带电小球不能视为点电荷，库仑定律不再适用，故B选项错误；由牛顿第三定律可知，相互作用的两个点电荷之间的作用力总是大小相等的，故C选项正确；当带电小球之间的距离较近时，带电小球之间的作用力不仅跟距离有关，跟带电体所带电性及电量都有关系，不能视为点电荷，故D选项错误．答案：AC3．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布匀称，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的肯定值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()A．F引＝Geq\f(m2,l2)，F库＝keq\f(Q2,l2) B．F引≠Geq\f(m2,l2)，F库≠keq\f(Q2,l2)C．F引≠Geq\f(m2,l2)，F库＝keq\f(Q2,l2) D．F引＝Geq\f(m2,l2)，F库≠keq\f(Q2,l2)答案：D4．如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔肯定距离有两个带同种电荷的小球．同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间改变的状况是()A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大解析：由于同种电荷间存在相互作用的排斥力，两球将相互加速远离，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小．答案：C5.如图所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔肯定距离，两球之间相互吸引力的大小是F.今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开．这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.eq\f(F,8) B.eq\f(F,4)C.eq\f(3,8)F D.eq\f(3,4)F解析：A、B两球相互吸引，说明它们必带异种电荷，假设它们带的电荷量分别为＋q、－q.当第三个不带电的C球与A球接触后，A、C两球带电荷量平分，假设每个球带电荷量为q′＝＋eq\f(q,2)；当再把C球与B球接触后，两球的电荷先中和，再平分，每个球带电荷量q″＝－eq\f(q,4).由库仑定律F＝keq\f(q1q2,r2)知，当移开C球后，由于r不变，所以A、B两球之间相互作用力的大小是F′＝eq\f(F,8).A项正确．答案：A6．(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则()A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d小球带同种电荷D．c、d小球带异种电荷解析：由d吸a，d吸b可知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥b可知c、a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，所以A、C错，B、D对．答案：BDB级提实力7．(多选)一根套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球A通过绝缘细线系在细环上，另一带正电的小球B固定在绝缘支架上，A球处于平衡状态，如图所示．现将B球稍向右移动，当A小球再次平衡(该过程A、B两球始终在相同的水平面上)时，细环仍静止在原位置，下列说法正确的是()A．细线对带电小球A的拉力变大B．细线对细环的拉力保持不变C．细环所受的摩擦力变大D．粗糙杆对细环的支持力变大解析：A、B项以小球A为探讨对象，分析受力状况如图甲：重力mg、细线的拉力T和电场力F.依据平衡条件得T＝eq\r(（mg）2＋F2)，F增大时，T变大，故B错误，A正确；C、D项以小球和环整体为探讨对象，分析受力如图乙：总重力G、杆对细环的支持力N和摩擦力f，电场力F.依据平衡条件得：N＝G，f＝F.当电场稍加大时，小球所受的电场力F增大，杆对细环的支持力保持不变，细环所受的摩擦力变大，故C正确，D错误．图甲图乙答案：AC8.如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性()A．肯定是正电B．肯定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法确定解析：因A、B都带正电，所以表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必需在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，所以C带负电．答案：B9.(多选)如图，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，则以下推断正确的是()A．a对b的静电力肯定是引力B．a对b的静电力可能是斥力C．a的电荷量可能比b的少D．a的电荷量肯定比b的多解析：依据三电荷平衡问题“两同夹异”的特点，a、b带有异种电荷，它们之间肯定是引力，A正确，B错误；依据“两大夹小”的特点，b球带电量最少，C错误，D正确．答案：AD10.如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在始终线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为()A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6解析：分别取三个点电荷为探讨对象，由于三个点电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡，所以这三个点电荷不行能是同种电荷，这样可解除B、D选项，正确选项只可能在A、C中．若选q2为探讨对象，由库仑定律知eq\f(kq2q1,r2)＝eq\f(kq2q3,（2r）2)，因而得q1＝eq\f(1,4)q3，即q3＝4q1.若以q1为探讨对象，keq\f(q1q2,r2)＝keq\f(q1q3,9r2)得q2＝eq\f(1,9)q3，q1＝eq\f(9,4)q2，由于三个电荷平衡，q1与q3为同种电荷，q1与q2为异种电荷．故选项A恰好满意此关系，明显正确选项为A.答案：A11.如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止起先释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间改变规律的是()解析：N点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，起先向右运动，依据库仑定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力将减小，依据牛顿其次定律a＝eq\f(F,m)可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B正确．答案：B12.(多选)A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，电荷量分别为qA、qB，用绝缘不行伸长的细线悬挂如图所示，静止时A、B两球处于同一水平面内．若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列推断正确的是()A．FA<FBB．AC细线对A的拉力TA＝eq\f(2\r(3)mAg,3)C．OC细线的拉力TC＝(mA＋mB)gD．同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同解析：两球间的库仑力是作用力与反作用力，大小肯定相等，与两个球带电荷量是否相等无关，故A错误；对小球A受力分析，受重力、库仑力、拉力，如图所示，依据平衡条件，在竖直方向，对小球A有mAg＝TAcos30°，因此TA＝eq\f(2\r(3)mAg,3)，故B正确；由整体法可知，细线OC的拉力等于两球的重力，故C正确；同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向只受重力作用，则加速度均为g，所以加速度相同，故D正确．答案：BCD13．把质量为m的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q的带正电小球B靠近小球A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成α角．试求：(1)A球所受绳子的拉力．(2)A球的带电荷量．解析：(1)带负电的小球A处于平衡状态，A