高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律同步练习题，共12页。试卷主要包含了关于点电荷,下列说法正确的是，对于库仑定律,下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
2　库仑定律基础过关练题组一　对点电荷的理解1.(2021福建泰宁月考)关于点电荷,下列说法正确的是(　　)A.电荷量很小的带电体就是点电荷B.一个电子,不论在何种情况下,都可以看成点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成点电荷2.(2021北京西城实验中学期中)(多选)关于元电荷和点电荷,下列说法正确的是(　　)A.电子就是元电荷B.元电荷等于电子或质子所带的电荷量的绝对值C.电子一定是点电荷D.在研究某些问题时,带电小球也能被视为点电荷题组二　对库仑定律的理解和简单应用3.(2021北京一零一中学期中)(多选)对于库仑定律,下列说法正确的是(　　)A.凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F=kB.两个带电小球即使相距非常近,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一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时,它们之间的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量4.(2021山东日照期末)如图所示,A为点电荷,电荷量为+q,B为一个固定的金属带电球壳,半径为R,电荷量为-Q,点电荷A在P点时所受库仑力为F1,若将点电荷A移到带电球壳B的球心O点,点电荷A所受库仑力为F2,P点与O点的距离为r,且R<r<2R,则(　　)A.F1=k　　　B.F1<kC.F2→∞　　　D.F2=05.(2021河北石家庄一中期中)A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,B处点电荷所受到的静电力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,B处点电荷所受静电力为(　　)A.-　　　B.　　　C.-F　　　D.F6.(2022山西联考)两个完全相同的带电金属小球P、Q(可以视为点电荷,所带电荷量相等)相距r时,它们之间的库仑斥力大小为F。现用完全相同的不带电金属小球S先与小球P充分接触,再与小球Q充分接触后移开,则P、Q间的库仑力大小变为(　　)A.0.05F　　　B.0.125FC.0.375F　　　D.0.5F题组三　静电力的叠加7.(2021江苏如皋期中)真空中三个固定的点电荷甲、乙、丙,电性如图所示,则下面四幅图中表示点电荷丙所受静电力的合力方向可能正确的是(　　)8.(2021北京东城期末)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两个点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所带电荷的电性为(　　)A.一定是正电B.一定是负电C.可能是正电,也可能是负电D.无法确定9.(2021陕西渭南中学检测)如图所示,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所带电荷量的大小比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(　　)A.F1　　　B.F2　　　C.F3　　　D.F410.(2022重庆期中改编)在光滑绝缘水平面上固定一正电荷,以正电荷为圆心,在半径为r的圆周上均匀分布三个带电荷量为q、均可视为点电荷的负电荷。已知静电力常量为k。若这三个负电荷恰好受力平衡,则正电荷对任意一个负电荷的库仑力大小为(　　)A.k　　　B.kC.k　　　D.k11.(2021广东广州大学附属中学期中)如图所示,直角三角形ABC中∠B=30°,A、B处点电荷所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是(　　)A.A处点电荷带正电,QA∶QB=1∶8B.A处点电荷带负电,QA∶QB=1∶8C.A处点电荷带正电,QA∶QB=1∶4D.A处点电荷带负电,QA∶QB=1∶412.(2021浙江杭州五校联考)有两个带正电的点电荷A、B,所带电荷量分别为Q和9Q,在真空中相距0.4 m。如果引入第三个点电荷C,恰好使得三个点电荷在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态,则:(1)第三个点电荷应带何种电荷?(2)第三个点电荷应放在何处?电荷量是多少?          能力提升练题组一　涉及库仑力的平衡问题1.(2022安徽部分学校联考)如图所示,在光滑绝缘的水平面上,三个相同的不带电小球由三根相同的绝缘轻弹簧连接构成等边三角形,轻弹簧均处于原长。现让每个小球带上相同的电荷量q(带电小球可视为点电荷),当三角形的面积增大到原来的4倍时重新达到平衡状态。已知每根弹簧的原长为l0,静电力常量为k,则每根弹簧的劲度系数为(　　)A.　　　B.　　　C.　　　D.2.(2021浙江金华十校期末)(多选)两个质量分别是m1、m2的小球,各用轻质丝线悬挂在同一点,当两球带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是(　　)A.若m1>m2,则θ1>θ2　　　B.若m1=m2,则θ1=θ2C.若m1<m2,则θ1>θ2　　　D.若q1>q2,则θ1=θ23.(2021山西太原期中)如图,A、B两个带电小球用等长绝缘轻质细线悬挂于O点,A球固定,与B球相连的细线与竖直方向成一定的夹角,若其中一个小球由于漏电,电荷量缓慢减小,则关于A、B两球的间距和它们之间的库仑力大小的变化,下列说法中正确的是(　　)A.间距变小,库仑力变大B.间距变小,库仑力变小C.间距变小,库仑力不变D.间距变大,库仑力变小4.(2022北京顺义第一中学月考)如图所示,两根轻质细线挂着两个质量相同的小球A、B,原来两球不带电时,上、下两根细线的拉力分别为FA、FB。现在两球都带上同种电荷,上、下两根细线的拉力分别为FA'、FB',则　(　　)A.FA=FA',FB>FB'　　　B.FA=FA',FB<FB'C.FA<FA',FB>FB'　　　D.FA>FA',FB>FB'5.(2021重庆一中月考)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的电荷量为-q,小球C的电荷量为+4q,则以下判断正确的是(　　)A.小球A的电荷量一定为+4qB.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LD.若将A向右平移一小段距离,释放后A一定向左运动题组二　涉及库仑力的加速问题6.(2021江苏徐州期末)如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一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变化的情况是　(　　)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7.(2021辽宁模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个质量均为m的带电小球(可视为点电荷)分别固定在直角三角形ABC的三个顶点上,∠ABC=30°,AC边长为l。已知A、B、C三个顶点上的小球所带电荷量分别为+q、+4q、-q,在释放顶点C处小球的瞬间,其加速度大小为(静电力常量为k)(　　)A.　　　B.C.　　　D.8.(2021湖北随州二中月考)如图所示,在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C,三球质量均为m,A与B、B与C相距均为L(L比球半径r大得多)。若小球均带电,且qA=+10q,qB=+q,为保证三球间距不发生变化,将一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右匀加速运动。求:(1)F的大小。(2)C球的电性和电荷量。       9.(2021安徽名校联盟期末)如图所示,质量均为m、带等量异种电荷的A、B两个小球(可视为点电荷)放在光滑绝缘的固定斜面上,给B球施加沿斜面向上、大小为F=2mg(g为重力加速度)的拉力,结果A、B两球以相同的加速度向上做匀加速运动,且两球保持相对静止,两球间的距离为L,斜面的倾角θ=30°,静电力常量为k。求:(1)两球一起向上做加速运动的加速度大小;(2)A球所带的电荷量。       
答案全解全析2　库仑定律基础过关练1.C　带电体能否看成点电荷与带电体的体积无关,主要看带电体的形状、大小及电荷分布情况对所研究的问题的影响是否可以忽略,如果能够忽略,则带电体可以看成点电荷,否则不能,C正确,A、B、D错误。2.BD　电子和质子都是实实在在的粒子,而元电荷是最小的电荷量,等于电子或质子所带电荷量的绝对值,A错误,B正确;带电体能否被看成点电荷,不能以体积大小、电荷多少而论,而是取决于所研究的问题,C错误,D正确。3.AC　库仑定律适用于计算真空中静止的点电荷之间的作用力,故A正确;两带电小球相距很近时,不能看成点电荷,公式F=k不适用,故B错误;相互作用的点电荷间的库仑力也是一对作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故C正确;当两带电金属球的大小不满足远小于它们间的距离时,就不能看作点电荷,公式F=k不再适用,库仑力还与它们的电荷分布有关,故D错误。4.D　由于P点与O点的距离r没有远大于金属带电球壳半径R,导致金属带电球壳的电荷分布不均匀,靠近P点一侧电荷分布较多,所以F1>k,A、B错误;将点电荷A移到带电球壳B的球心时,根据对称性,球壳上各部分对该点电荷的库仑力的矢量和为零,C错误,D正确。5.B　在A处放电荷量为+q的点电荷时,B处点电荷所受静电力大小为F=;在C处放一电荷量为-2q的点电荷时,B处点电荷所受静电力大小为F'====。两种情况下,B处点电荷受力方向相同,故选项B正确。6.C　初始时,P、Q两球间的库仑力大小为F=k;用小球S先与小球P充分接触,两球带电荷量均为q'=,S再与小球Q充分接触,小球S与Q带电荷量均为q″==q,金属小球P、Q间的库仑力大小变为F'=k=F=0.375F,C正确。7.C　甲、乙对丙的作用力均为引力,且分别沿甲、丙连线和乙、丙连线,根据平行四边形定则可知,这两个引力的合力必在两力的夹角内,C正确,A、B、D错误。8.B　因A、B都带正电,所以A、B间的作用力为斥力,即B对A的作用力沿B、A连线的延长线方向,而不论C带正电还是带负电,A和C之间的作用力方向都一定在A、C连线上,由平行四边形定则知,合力必定在两个分力的对角线上,则A和C之间为引力,C带负电,故B项正确。9.B　根据“同种电荷相斥、异种电荷相吸”可以确定小球c受到a和b的库仑力Fa、Fb的方向,b的电荷量大于a的电荷量,故Fb大于Fa,Fb与Fa的合力应向右上方,为F2,故选项B正确。10.C　根据题意,三个负电荷分布如图所示,设任意两个负电荷之间的距离为r0,由几何关系可得r0=2r cos 30°=r,则任意两个负电荷之间的库仑力大小为F=k,则任意一个负电荷受到另外两个负电荷的库仑力的合力大小为F合=2F cos 30°=,因为三个负电荷受力平衡,则正电荷对任意一个负电荷的库仑力的大小为F正=,C正确。11.B　要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,该正点电荷的受力情况应如图所示,所以A处点电荷带负电,B处点电荷带正电。FB sin 30°=FA。设A、C间的距离为L,有k·sin 30°=,解得=,故选项B正确。12.答案　(1)带负电　(2)在A、B之间的连线上,距A0.1 m处　Q解析　(1)A对B的作用力向右,B对A的作用力向左,A、B、C均处于平衡状态,故C对B的作用力应向左,C对A的作用力应向右,故C一定在A、B之间且带负电。(2)设第三个点电荷C所带电荷量为q(取绝对值),离A的距离为x,则对点电荷C由平衡条件可得k=k解得x=0.1 m,即在A、B之间的连线上距A0.1 m处。对于小球A,由平衡条件可得k=k,可得q=Q。能力提升练1.A　原来三角形的面积为S= sin 60°。当面积增大到原来的4倍时,边长变为原来的2倍,即当每个小球带电荷量为q时,弹簧伸长了l0,则对其中一个小球受力分析,可知2k劲l0 cos 30°=2k cos 30°,解得k劲=,A正确。2.BC　以质量为m1的小球为研究对象,设该小球所受静电力为F斥,对其受力分析如图所示由平衡条件得FT sin θ1=F斥①FT cos θ1=m1g②由①②两式联立得tan θ1=,同理tan θ2=,而F斥=F斥',故由tan θ=知,m越大,tan θ越小,θ也越小(θ<),m1与m2相等,则θ1与θ2也相等;θ1、θ2的关系与两小球所带电荷量无关,故B、C正确,A、D错误。3.B　以小球B为研究对象,分析其受力情况,受到重力G、A的斥力F2和线的拉力F1三个力作用,受力示意图如图所示;作出F1、F2的合力F,则由平衡条件得F=G,根据△CBD∽△OAB得==,在电荷量逐渐减少的过程中,OB、OA、G均不变,则AB减小,A、B间斥力F2变小,故B正确。4.B　将A、B看成一个整体研究,不管A、B是否带电,整体均受重力和上方细线的拉力,上方细线的拉力为FA=FA'=2mg;再隔离研究B,不带电时受重力和下方细线的拉力,由平衡条件得FB=mg,带电时受重力、下方细线的拉力和A对B的向下的斥力,由平衡条件得FB'=F斥+mg,故有FB<FB',B正确。5.C　设小球A与B之间的距离为x,小球A受力平衡,有k=k,解得x=L,式子中qA可以约掉,所以qA无法计算,选项A错误,C正确;B球所受A、C球的库仑力的合力为F=k+k,由于qA未知,无法判断合力大小及方向,故无法判断轻杆是否处于拉伸状态,选项B错误;球A原本受力平衡,若将A向右移,B、C对它的静电力之和k+k≠0,当A球带负电时,合力方向向左,小球向左运动,当A球带正电时,合力方向向右,小球向右运动,选项D错误。6.C　因两小球受到的作用力与它们的运动方向相同,故两小球将做加速运动,又由于两小球间距离增大,它们之间的作用力减小,故加速度越来越小。7.A　C处小球受到A处小球的库仑力为FAC=,C处小球受到B处小球的库仑力为FBC==,且两力的夹角为60°,则合力为F=2× cos 30°=,则释放C处小球瞬间,其加速度大小为a==,A正确。8.答案　(1)　(2)带负电,电荷量为q解析　取向右为正方向,因A、B带同种电荷,A受到B的库仑力向左,要使A向右匀加速运动,则A必受到C施加的向右的库仑力,则C球带负电。设加速度为a,由牛顿第二定律:对A、B、C三球整体,有F=3ma对A球,有k·-k=ma对B球,有k+k=ma解得qC=q,F=。9.答案　(1)g　(2)L解析　(1)将A、B看作一整体,两球一起向上做加速运动,设加速度为a,根据牛顿第二定律有F-2mg sin θ=2ma解得a=g(2)设A球的电荷量为q,对A球研究,根据牛顿第二定律有k-mg sin θ=ma解得q=L