高中物理2 库仑定律同步测试题

这是一份高中物理2 库仑定律同步测试题，共15页。试卷主要包含了下列关于点电荷的说法中正确的是，下列关于点电荷的说法正确的是，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山东威海高二上段考)下列关于点电荷的说法中正确的是 (　　)A.体积大的带电体一定不能看成点电荷B.当两个带电体的大小、形状及电荷分布状况对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看成点电荷C.点电荷就是体积足够小的电荷D.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体2.(2021江苏江阴四校高二期中)物理学引入“点电荷”概念,从科学方法上来说属于              (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.观察实验的方法B.控制变量的方法C.等效替代的方法D.建立物理模型的方法3.(2021北京西城实验中学高二期中检测)(多选)关于元电荷和点电荷,下列说法中正确的是              (深度解析)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.带电小球也可视为点电荷4.(2021山东曲阜师范大学附中高二期中)下列关于点电荷的说法正确的是 (　　)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题组二　对库仑定律的理解5.(2021北京一○一中学高二期中)(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6.(2021河北石家庄一中高二期中)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              (深度解析)A.-　　　B.　　　C.-F　　　D.F7.(2021山东师大附中学分认定测试)两个分别带有电荷量-Q和+3Q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.F　　　B.FC.F　　　D.12F8.(2021山东济南一中高二期中)如图所示,用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态,电荷量分别为qA、qB,相距为L。则A对B的库仑力为              (　　)A.FAB=k,方向由A指向BB.FAB=k,方向由A指向BC.FAB=k,方向由B指向AD.FAB=k,方向由B指向A题组三　静电力的叠加与静电力作用下的平衡9.(2021陕西渭南中学高二检测)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.(2021北京东城高二期末)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11.(2021江苏徐州高二期末)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12.(2021四川成都外国语学校高二期中检测)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体,如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量为              (　　)A.　　　B. C.　　　D.13.(2021北京航空航天大学附中高二期中)在边长为a的正方形的每个顶点上都放置一个电荷量为q的点电荷,如果保持它们的位置不变,每个点电荷受到的其他三个点电荷的静电力的合力是多大?        14.(2021安徽蚌埠高二期中联考)把质量为2 g的带负电的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q=4.0×10-6 C的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r=30 cm时,绳与竖直方向成α=45°角。重力加速度g取10 m/s2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2。试求:(1)B球受到的库仑力多大?(2)A球带电荷量是多少?       15.(2021浙江杭州高二五校联考)有两个带正电的小球A、B,所带电荷量分别为Q和9Q,在真空中相距0.4 m。如果引入第三个小球C,恰好使得三个小球在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态,则:(1)第三个小球应带何种电荷?(2)第三个小球应放在何处?电荷量是多少?         能力提升练题组一　库仑力参与的平衡问题1.(2021江西宜春一中期中,)如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于平衡状态时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则为              (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.2　　　B.3　　　C.2　　　D.32.(2021浙江金华十校高二期末,)(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,当两球分别带同种电荷,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山西太原高二期中,)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,B球受到库仑力作用,与其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,库仑力变小题组二　库仑力参与的动力学问题4.(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。            5.(2021甘肃西北师范大学附中高二检测,)如图所示,电荷量Q=2×10-7 C的正点电荷A固定在空间中O点,将质量m=2×10-4 kg、电荷量q=1×10-7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m处由静止释放,B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k=9×109 N·m2/C2,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)B释放时的加速度大小;(2)P、O间的距离L。   
答案全解全析2　库仑定律基础过关练1.B　点电荷是一种抽象出来的理想化模型,带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,均可视为点电荷,B正确。2.D　点电荷是为了研究物理问题方便而引入的物理模型,是由实际物体抽象所得,D正确。3.BD　电子和质子是实实在在的粒子,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;带电体能否看成点电荷,不能以体积大小、电荷量多少而论,当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,带电体即可视为点电荷,C错误,D正确。知识链接点电荷与元电荷的对比点电荷元电荷代表带电体的具有一定电荷量的点,是不计带电体大小和形状等因素的理想化模型,对带电体的体积或电荷量没有固定要求,与运动学中的质点类似元电荷并不是真正的电荷,没有正负之分,是最小的电荷量,一个质子或电子所带的电荷量的绝对值与元电荷相等联系:点电荷的电荷量一定是元电荷的整数倍4.C　带电体能否看成点电荷和带电体的体积无关,主要看带电体的形状、大小及电荷分布情况相对所研究的问题是否可以忽略,如果能够忽略,则带电体可以看成点电荷,否则就不能,故C正确,A、B、D错误。5.AC　库仑定律公式F=k的适用条件是真空中静止的点电荷,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。6.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,A、C、D错误。解题模板求解库仑力的基本步骤(1)明确研究对象q1、q2,特别是电性和电荷量的关系。(2)明确q1、q2之间的距离r。(3)根据库仑定律F=k列方程求解。(4)根据同种电荷相斥、异种电荷相吸确定力的方向。7.C　由库仑定律知F=k,当两小球接触后,电荷量先中和再平分,均为Q,故两小球间的库仑力变为F'=k=k,由以上两式可得F'=F,C项正确。8.C　由于两小球相互吸引,所以A对B的库仑力方向由B指向A,根据库仑定律可得FAB=k,故C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.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的作用力方向都必须在A、C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,A和C之间为引力,C带负电,故B项正确。11.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。12.C　对小球进行受力分析,如图所示,小球受到重力和A、B、C处正点电荷施加的库仑力作用。三个库仑力是对称的,将A、B、C处正点电荷施加的库仑力正交分解到水平方向和竖直方向,设A、B、C处正点电荷施加的库仑力方向与竖直方向的夹角为θ,竖直方向上根据平衡条件得3F cos θ=mg,其中F=,根据几何关系得cos θ=,联立解得q=,选项C正确。13.答案　解析　假设A、B、C、D为正方形的四个顶点,第四个点电荷放在D点,则对角线上B点的点电荷给它的库仑斥力大小为F1=kA点和C点的点电荷给它的库仑斥力大小均为F2=F3=k每个点电荷所受的静电力大小为F=k+2k cos 45°=。14.答案　(1)2×10-2 N　(2)5.0×10-8 C解析　(1)带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F'、重力mg以及绳子的拉力T的作用,其合力为零。因此,有mg-T cos α=0F'-T sin α=0联立得F'=mg tan α=2×10-3×10×1 N=2×10-2 N根据牛顿第三定律有F=F'=2×10-2 N(2)设A球带电荷量为q,根据库仑定律F'=k解得q== C=5.0×10-8 C。15.答案　(1)带负电　(2)在A、B连线上,距A球0.1 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)设第三个小球C所带电荷量为q(取绝对值),离A球的距离为x,则对小球C由平衡条件可得k=k解得x=0.1 m,即在A、B连线上距A球0.1 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.C　设悬线长度为l,对A进行受力分析如图所示,可得F=mg tan θ,由库仑定律得F=,式中r=l sin θ,由以上三式可解得qB=,因qA、m、l不变,则==2。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=m1g ②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亦越小(θ<),m相等,θ亦相等;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.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,由牛顿第二定律有对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=。5.答案　(1)6.4 m/s2　(2)0.3 m解析　(1)取向下为正方向,根据牛顿第二定律有mg-k=ma代入数据解得a=6.4 m/s2。(2)当B受到合力为零时,速度最大,则P、O间的距离L满足mg=k代入数据解得L=0.3 m。