物理必修 第三册第九章 静电场及其应用2 库仑定律练习

这是一份物理必修 第三册第九章 静电场及其应用2 库仑定律练习，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高二物理第九章静电场及其应用第二节库仑定律（暑期衔接练习五）（人教版2019）  一、单选题1．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了倍，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一个点电荷的电荷量变为原来的（　　）A．7倍 B．10倍 C．倍 D．倍2．在真空中有两个点电荷，二者的距离保持一定。若把它们各自的电量都增加为原来的3倍，则两电荷的库仓力将增大到原来的 (       )A．3倍 B．6倍 C．9倍 D．3倍3．A、B两个点电荷间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（　　）A．可能变大 B．可能变小 C．一定不变 D．不能确定4．如图所示，A、B、C为放置在光滑水平面上的三个带电小球（可视为点电荷），其中B与C之间用长为L的绝缘轻质细杆相连，现把A、B、C按一定的位置摆放，可使三个小球都保持静止状态。已知小球B的带电量为-q，小球C的带电量为+4q，则以下判断正确的是（　　）A．小球A的带电量可以为任何值B．轻质细杆一定处于被拉伸状态C．小球A与B之间的距离一定为D．若将A向右平移一小段距离，释放后A一定向左运动5．如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法(     ) A．将小球A的质量增加到原来的64倍B．将小球B的质量增加到原来的64倍C．将小球B的电荷量都减小到原来的四分之一D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的4倍6．下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是（　　）A．伽利略对牛顿第一定律的建立做出了重要贡献B．爱因斯坦通过扭秤实验测定出了万有引力常量GC．库仑首先发现了万有引力定律D．法拉第首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系7．如图左图甲、乙两个带电物体放置在绝缘水平面上，同时由静止释放甲和乙后，甲开始时保持静止，物体乙运动的v－t图象如右图所示，则(　　)A．两个物体带同种电荷B．甲受到地面向左的摩擦力C．两个物体带电荷量一定相等D．经过一段时间，甲可能运动8．如图，P是静止在水平放置的平行板电容器内部的一个带电微粒，现用外力将P点和电容器与电源线的两个接点固定，使两板转过角，再撤去外力，则P将(    )A．水平向右作直线运动 B．保持静止C．向右下方运动 D．无法判断9．对点电荷的理解，你认为正确的是（　　）A．点电荷不能是带电荷量很大的带电体B．点电荷的带电荷量可能是2.56×10-20CC．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看做点电荷D．当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看做点电荷10．如图所示，两个带电小球被系在一根轻绳的两端，质量分别为，电量分别为，轻绳跨过光滑的圆柱形挂钉，系统处于平衡状态，此时两小球与竖直方向的夹角分别为和，则下列说法中正确的是（　　）A．A、B两小球带异种电荷 B．若，则C．若，则 D．不论两球质量，电量如何，始终等于 二、多选题11．如图所示，质量分别为m1和m2的两小球，分别带电荷量q1和q2，用同等长度的绝缘线悬于同一点，由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度，则(　　)A．q1不一定等于q2B．m1必等于m2C．必等于D．必须同时满足q1＝q2和m1＝m212．在一半径为R的圆周上均匀分布有偶数N个绝缘带电小球（可视为质点）无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为+2q，其余小球带电荷量为+q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球后，则有关O点的电场强度的正确说法A．方向向右 B．方向向左C．大小为 D．大小为E13．两个完全相同的带电小球A和B（均可视为点电荷）带电荷量之比为1:4，相距为r，两者接触一下后分开，若要使接触后两球间的静电力与接触前大小相等，则接触后分开两小球之间的距离可能为A． B． C． D．14．(多选)两个相同的金属小球，带电荷量之比为1∶3，相距为r，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为原来的(　　)A．5/3 B．2/3 C．4/3 D．1/315．如图所示，一质量为m、带负电且电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一带电的小球B固定在位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则B球的带电情况是（　　）
 A．带正电B．带负电C．电荷量大小为D．电荷量大小为  三、填空题16．如图所示，固定在竖直平板上且不可伸长的绝缘轻绳栓一质量为m、电量为q的小球（可视为点电荷），小球平衡时与固定在平板的点电荷Q的连线恰好水平。若小球的质量变为时，而其位置仍要保持不变，则小球的电量应该变为___________。
 17．相距L的两个点电荷A、B分别带的电荷量为+9Q和－Q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，问C所带的电荷量__________，电性为________并C应放在_______________位置上.18．真空中两个静止点电荷电量分别为和，两者相距30cm，则他们之间的静电力为____________N，若把它们接触后再放回原处，静电力大小变为_____________N。19．为了研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，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θ显示出来．这种方法是应用了___________；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，当保持Q、q不变，增大d，发现则θ变小，说明F与d___________（填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）当保持Q、d不变，减小q，发现则θ变小，说明F与q_________（填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）20．当带电体之间的_________比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作______________．点电荷类似力学中的__________，是一种理想化模型． 四、解答题21．如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为0.1g，分别用10cm长的绝缘轻线悬挂于绝缘天花板的一点，当平衡时B球偏离竖直方向60°，A竖直悬挂且与绝缘墙壁接触(g取10m/s2)。求：(1)每个小球的带电量；(2)竖直墙壁对A球的弹力大小。22．如图所示，两个分别用长的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体（体积可以忽略），带有等量同种电荷。由于静电斥力，它们之间的距离。已知每个球形导体的质量是，重力加速度g=10m/s2，静电力常量。求：(1)细线上的张力；(2)球形导体所带的电荷量。23．有两个完全相同的绝缘金属球A、B，A球所带电荷量为q，B球所带电荷量为－q，现要使A、B所带电荷量都为，应该怎么办？24．如图所示，一个挂在丝线下端带正电的小球B，静止在图示位置．若固定的带正电小球A（可看作点电荷）的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ=30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中．（1）试求A、B两球间的距离r．（2）带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度大小和方向．（3）若使A、B两球间的距离变为原来的2倍，B球的电荷量也变为原来的2倍，B球的质量变为原来的一半，则θ=？25．三个电荷量均为Q(正电)的小球，放在水平绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，如图所示．在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？
参考答案1．D【详解】两个点电荷之间的库伦力当其中一个点电荷的电荷量增加了倍，保持它们之间的相互作用力不变解得故ABC错误，D正确。故选D。2．C【详解】由库伦力的公式F=k，当距离保持不变，把它们各自的电量都增加为原来的3倍时F′=k=9k故选C。3．C【详解】A、B两个点电荷之间的库仑力与外加的电场无关。由r不变，A、B间的库仑力不变。故C正确，ABD错误。故选C。4．A【详解】AC．小球A受力平衡，设小球AB之间的距离为x，根据平衡条件有解得所以小球A的电荷量可以为任意值，可以带正电，也可以带负电，A正确，C错误；B．对小球B，小球A和小球C对其静电力的合力为由于不知道小球A的带电量，所以无法确定小球A和小球C对小球B的静电力的合力是否为零，故无法判断轻杆是否被拉伸，B错误；D．小球A在原来的位置是平衡的，若将A向右平移一小段距离，小球B和小球C对其的静电力均增加，且小球B对其的静电力增加的更快，但由于小球A的电性不确定，所以释放后A的运动方向也不确定，D错误。故选A。5．B【解析】【详解】如图所示，B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；由几何关系可知而库仑力即所以要使变为A.将小球A的质量增加到原来的64倍，两球间距离不变，故A错误；B.将小球B的质量增加到原来的64倍，由可知，变为，故B正确；C.将小球B的电荷量都减小到原来的四分之一，由可知，不会变为，故C错误；D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的4倍，由可知，不会变为，故D错误．6．A【详解】A．伽利略的理想斜面实验说明物体一旦运动起来就要保持这种状态，对牛顿第一定律的建立做出了重要贡献，故A正确；B．卡文迪许通过扭秤实验测定出了万有引力常量G，故B错误；C．牛顿首先发现了万有引力定律，库仑发现了库仑定律，故C错误；D．欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系，发现了欧姆定律，故D错误；故选A。7．A【详解】A．由静止释放后，两物体之间的力为库仑力F＝k，库仑力大小与距离的平方成反比，由v－t图象可知，乙的加速度越来越小，即所受库仑力越来越小，甲、乙之间距离越来越大，甲、乙之间为排斥力，带同种电荷，故A正确；B．甲、乙之间相互排斥，甲受到向右的摩擦力，故B错误；C．由牛顿第三定律知，无论甲、乙带电荷量多少，甲、乙受到的库仑力一样大，但无法确定电荷量是否相等，故C错误；D．两物体越来越远，库仑力越来越小，始终小于甲的最大静摩擦力，故D错误．8．A【解析】开始微粒静止，处于平衡状态，由平衡条件得：，两板转过α角后，在竖直方向，电场力的分力：，竖直方向合力为零，微粒所示合力沿水平方向向右，微粒向右做匀加速直线运动，故A正确，BCD错误．9．D【分析】本题考查对点电荷的理解。【详解】ACD．能否视为点电荷与带电量无关，当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看做点电荷，故AC错误，D正确；B．点电荷带电量必须是元电荷的整数倍，元电荷电量为，不是整数倍，故B错误。故选D。10．D【详解】对两球受力分析如图，可知两球带同种电荷；

由于是同一根绳子，所以绳子对两个小球的拉力大小是相等的，设为T；两个小球之间的库仑力是一对作用力与反作用力，所以也是大小相等，与两球电量大小无关，设为F1和F2，则F1=F2由于F1和F2在同一条直线上，设该连线的方向与竖直方向之间的夹角为γ，则F1sinγ=T•sinα同理F2sinγ=T•sinβ联立可得α=β与两球带电量关系和质量关系无关。故选D。11．AB【解析】【详解】题中电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受的电场力大小却相同，方向相反，依据题意对两个带电小球受力分析如图，据平衡条件得，所以有，AB正确；12．AD【详解】假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q的小球，由于圆周的对称性，根据电场的叠加原理知，圆心O处场强为0，所以圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为+2q的小球与在A点在同一直径的另一端的电量为+q的电荷在O点产生的场强的叠加，则有 ，方向水平向左；所以仅撤去A点的小球，则O点的电场强度等于与A点在同一直径的另一端的电量为+q的电荷在O点产生的场强，方向向右，故BC错误，AD正确．13．BC【详解】设带电小球A和B带电荷量分别为和，则若两小球带同种电荷，两者接触一下后分开，则带电小球A和B带电荷量均为，则联立可得若两小球带异种电荷，两者接触一下后分开，则带电小球A和B带电荷量均为，则联立可得故选BC。14．CD【详解】据题意，两个金属球之间的库仑力为：；两个金属球如果带同种电荷，接触后带电荷量之比2︰2，所产生的库仑力为，与原来相比：；两个金属球如果带异种电荷，接触后带电荷量之比为1︰1，所产生的库仑力为：，与原来相比为：，故CD选项正确．AB错误。故选CD。15．BD【详解】AB．根据平衡条件可知A所受静电力一定水平向右，所以B与A电性相同，即B带负电，故A错误，B正确；CD．设B所带电荷量为q，根据库仑定律可得A所受静电力大小为根据平衡条件有联立以上两式解得故C错误，D正确。故选BD。16．【详解】小球的受力如图所示
 小球受三个力处于平衡，现小球质量变为原来的2倍，即重力变为原来的2倍，要求绳子的拉力方向不变，则电场力变为原来的2倍，则电量变为原来的2倍，即电量变为2q。17． ;    正电荷;    B的外侧离B ;    【详解】三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为正，在B的另一侧．设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L+r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为q．则有，解得，对点电荷A，其受力也平衡，则，解得；18．0.8N    0.1N    【详解】[1]由库仑定律得他们之间的静电力大小为[2]若把它们接触后电荷量均为则库仑力为19．控制变量法     有关     有关    【解析】本题运用控制变量法来考查库仑定律．根据库仑定律可知，保持Q、q不变，增大d，F将变小，则θ变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系；保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关，但不能确定成正比关系综上所述本题答案是：(1). 控制变量法，     (2). 有关，     (3). 有关20．距离    点电荷    质点    【解析】【详解】[1][2][3]．当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作点电荷．点电荷类似力学中的质点，是一种理想化模型．21．(1)；(2)【详解】(1)对B球受力分析如图根据几何知识可得F库=T=mg由库仑定律解得(2)对A球受力分析如图则根据共点力平衡条件可得22．(1)6.50×10－2N；（2）1.67×10－7C【详解】(1)小球的受力分析如图所示由平衡条件FTcosθ=mgFTsinθ=F由几何关系，得FT=6.50×10－2N，F=2.50×10－2N(2)由库仑定律得q=1.67×10－7C23．先用手接触一下A球，使A球带电传入大地，再将A、B接触一下，分开A、B，此时A、B所带电荷量都是，再用手接触一下A球，再将A、B接触一下再分开，这时A、B所带电荷量都是.【解析】【详解】1、把A的电荷放了,用手接触一下。2、把AB接触一下,它们各带电荷-q/2。3、再把A的电荷放了。4、再把AB接触一下,它们各带电荷-q/4。绝缘体不可以接触起电或者感应起电。24．(1) (2) 方向水平向右(3)【详解】（1）根据平衡条件可知：解得：根据点电荷的电场强度公式有：联立解得：（2）取B为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用．根据平衡条有：解得：（3）若使A、B两球间的距离变为原来的2倍，B球的电荷量也变为原来的2倍，则AB间的库仑力为：根据平衡条有：代入得：解得：25．  负电荷【解析】由平衡条件知放置在O点应为带负电的电荷，设等边三角形的边长为L，则AO之间的距离为 ；B、C两球对A球作用力的合力为F1＝2kcos30°＝.设O点放置的电荷的电荷量大小为q，对A球的作用力为F2＝k.由于A静止，故有F1＝F2.联立以上方程解得q＝Q(带负电)由于A、B、C三球受力情况一样，可知B、C两球也将处于平衡状态．即在O点处放置电荷量大小为Q的负电荷可使三球处于静止状态．