【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：真空中的库仑定律 电荷量 电荷守恒

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：真空中的库仑定律 电荷量 电荷守恒，共10页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共23小题；共92分）
1. 小华在旅游景点购买了一本物理参考书，回家后发现是窃版书。其中一道习题给出四个带电体的带电荷量为如下四个选项，你认为其中带电荷量合理的是
A. Q1=6.2×10−18 C B. Q2=6.4×10−18 C
C. Q3=6.6×10−18 C D. Q4=6.8×10−18 C

2. 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成. u 夸克的电荷量为 +2e/3 ， d 夸克电荷量为 e/3 ， e 基元电荷，下列论断可能正确的是
A. 质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成
B. 质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成
C. 质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成
D. 质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成

3. 下列对点电荷的理解，你认为正确的是
A. 体积很大的带电物体都不能看做点电荷
B. 只要是体积很小的带电体就能看做点电荷
C. 只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能看做点电荷
D. 当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体都能看做点电荷

4. 在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为 F。如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于
A. 2F B. F2 C. 4F D. F4

5. 两点电荷相距为 d ，相互作用力为 F ，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使其相互作用力的大小变为 4F，则两电荷之间的距离应变为
A. 4dB. 2dC. 12dD. 14d

6. 如图所示，在真空中，两个放在绝缘架上的相同金属小球 A 和 B，相距为 r，球的半径比 r 小得多，A 所带电荷量为 +4Q，B 所带电荷量为 −2Q，相互作用的静电力为 F。现将小球 A 和 B 互相接触后，再移回至原来各自的位置，这时 A 和 B 之间相互作用的静电力为 Fʹ。则 F 与 Fʹ 之比为
​
A. 8:3B. 8:1C. 1:8D. 4:1

7. 真空中两个点电荷相距 r 时，静电力为 F，如果保持它们的电量不变，而将距离增大为 2r 时，则静电力将变为
A. F4B. F2C. FD. 2F

8. 两个可自由移动的点电荷分别放在 A 、 B 两处，如图所示．A 处电荷带正电荷量 Q1，B 处电荷带负电荷量 Q2，且 Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放在 AB 直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则
A. Q3 为负电荷，且放于 A 左方
B. Q3 为负电荷，且放于 B 右方
C. Q3 为正电荷，且放于 A 、 B 之间
D. Q3 为正电荷，且放于 B 右方

9. 关于库仑定律，下列说法正确的是
A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B. 根据 F=kq1q2r2，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
C. 若点电荷 q1 的电荷量大于 q2 的电荷量，则 q1 对 q2 的电场力大于 q2 对 q1 的电场力
D. 库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律

10. 要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的 4 倍，下列方法可行的是
A. 每个点电荷的电荷量都增大到原来的 2 倍，电荷间的距离不变
B. 保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的 2 倍
C. 一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的 12
D. 保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷间的距离减小为原来的 14

11. 带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的
A. 2.4×10−19 C B. −6.4×10−19 C
C. −1.6×10−18 C D. 4.0×10−17 C

12. 如图所示，一根固定在水平面上的光滑绝缘玻璃管，内部有两个完全相同小球 A 和 B，带电量分别为 9Q 和 −Q，两球从图示位置由静止释放，那么小球再次经过图中的原静止位置时，A 球的瞬时加速度为释放时的
A. 169 倍B. 916 倍C. 1 倍D. 320 倍

13. 关于元电荷的理解，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

14. 关于电荷量，下列说法错误的是
A. 物体的带电荷量可以是任意值
B. 物体的带电荷量只能是某些值
C. 物体带电荷量的最小值为 1.6×10−19 C
D. 一个物体带 1.6×10−9 C 的正电荷，这是它失去了 1.0×1010 个电子的缘故

15. 关于库仑定律，下列说法正确的是
A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B. 据公式 F＝kq1q2r2 当两个点电荷距离趋于 0 时，电场力将趋于无穷大
C. 若点电荷 Q1 的电荷量大于 Q2 的电荷量，则 Q1 对 Q2 的电场力大于 Q2 对 Q1 电场力
D. 库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用

16. 关于库仑定律，下列说法中正确的是
A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B. 根据 F=kq1q2r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C. 若点电荷 q1 的电荷量大于 q2 的电荷量，则 q1 对 q2 的静电力大于 q2 对 q1 的静电力
D. 库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律

17. 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 r2，则两球间库仑力的大小为
A. 112F B. 34F C. 43F D. 12F

18. 带电量分别为 +4Q 和 −6Q 的两个相同的金属小球，相距一定距离时，相互作用力的大小为 F。若把它们接触一下后，再放回原处，它们的相互作用力的大小变为
A. F24 B. F16 C. F8 D. F4

19. 如图，三个固定的带电小球 a 、 b 和 c，相互间的距离分别为 ab=5 cm 、 bc=3 cm 、 ca=4 cm。小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a 、 b 的连线。设小球 a 、 b 所带电荷量的比值的绝对值为 k，则
A. a 、 b 的电荷同号，k=169B. a 、 b 的电荷异号，k=169
C. a 、 b 的电荷同号，k=6427D. a 、 b 的电荷异号，k=6427

20. 如图所示，三个点电荷 q1 、 q2 、 q3 固定在一直线上，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. 9:4:36
C. (−3):2:(−6) D. 3:2:6

21. 两个半径为 R 的带电球所带电荷量分别为 q1 和 q2，当两球心相距 3R 时，相互作用的静电力大小为
A. F=kq1q2(3R)2 B. F>kq1q2(3R)2 C. Fq2。当 −q1 、 −q2 经过 P 点时速度大小分别为 v1 、 v2，加速度的大小分别为 a1 、 a2，下列关系正确的是
A. a1=a2 B. a1v2

23. 在 A 点放一个带电量为 +2Q 的点电荷，在 B 点放一个带电量为 −Q 的点电荷，现若引入第三个点电荷 C 且使三个点电荷均处于平衡状态，则
A. C 应带负电，放在 AB 连线上 A 、 B 间的某一适当位置
B. C 应带正电，放在 AB 连线上 B 的外侧某一适当位置
C. C 应带负电，放在 AB 连线上 B 的外侧某一适当位置
D. C 应带正电，放在 AB 连线上 A 的外侧某一适当位置

二、双项选择题（共5小题；共20分）
24. 下列说法中正确的是
A. 电荷量很小的点电荷称为元电荷
B. 电荷量 e=1.6×10−19 C 称为元电荷
C. 元电荷也可作为电荷量的单位
D. 物体所带的电荷量只能是元电荷 e 的整数倍

25. 如图所示，竖直绝缘墙壁上有一带电小球 A，在 A 的正上方的 P 点用长度为 L 的绝缘丝线悬挂另一带电小球 B，使两个小球带同种电荷而使两小球互相排斥。由于漏电，A 、 B 两质点所带的电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前，下列说法正确的是
A. 丝线的拉力一直不变
B. 丝线的拉力先变大后变小
C. A 、 B 之间的库仑力先变大后变小
D. A 、 B 之间的库仑力一直变小

26. 关于库仑定律和万有引力定律，下列说法正确的是
A. 静电力和万有引力都需要通过直接接触才能引起
B. 库仑定律和万有引力定律分别只适用于点电荷之间和质点之间
C. 带电体都有质量，因此它们之间除了静电力外，还存在万有引力
D. 氢原子中的电子和原子核之间只存在静电力，不存在万有引力

27. 如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A 球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零，则
A. B 球和 C 球都带负电荷
B. B 球带负电荷，C 球带正电荷
C. B 球和 C 球所带电量不一定相等
D. B 球和 C 球所带电量一定相等

28. 如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以 。
A. 甲图中两球一定带异种电荷B. 乙图中两球一定带同种电荷
C. 甲图中两球至少有一个带电D. 乙图中两球只有一个带电

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 关于元电荷的下列说法中正确的是
A. 元电荷实质上是指电子和质子本身
B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C. 元电荷的值通常取 e=1.60×10−19 C
D. 电荷量 e 的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

30. 同一直线上的三个点电荷 q1 、 q2 、 q3，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知 q1 、 q2 间的距离是 q2 、 q3 间的距离的 2 倍。下列说法可能正确的是
A. q1 、 q3 为正电荷，q2 为负电荷B. q1 、 q3 为负电荷，q2 为正电荷
C. q1:q2:q3=36:4:9 D. q1:q2:q3=9:4:36
答案
第一部分
1. B
2. B
【解析】质子带一个单位的正电荷，中子所带的净电荷为 0，所以B正确
3. D
【解析】能否把一个带电体看做点电荷，不是取决于带电体的大小、形状等，而是取决于研究问题的实际需要，要看带电体的形状对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略。
4. C
5. C
【解析】由库仑定律 F=kq1⋅q2r2 可知，要使带电荷量保持不变而作用力增大到原来的 4 倍，应该使两电荷之间的距离变为原来的一半。
6. B
【解析】由库仑定律 F=k4Q⋅2Qr2=k8Q2r2；
​小球 A 和 B 互相接触后，电荷先中和后均分。
​则 Fʹ=kQ⋅Qr2=kQ2r2。
​所以 F:Fʹ=8:1，选项 B 正确。
7. A
【解析】由点电荷库仑力的公式 F=kQ1Q2r2 可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为 2r，库仑力将变为原来的 14，所以A正确、BCD错误。
8. A
【解析】因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知 Q1 和 Q2 是异种电荷，对 Q3 的作用力一个为引力，一个为斥力，所以 Q3 要平衡就不能放在 A 、 B 之间．根据库仑定律知，由于 B 处的电荷 Q2 电荷量较大，Q3 应放在离 Q2 较远而离 Q1 较近的地方才有可能处于平衡，故应放在 Q1 的左侧．要使 Q1 和 Q2 也处于平衡状态，Q3 必须带负电，故应选A.
9. D
10. A
【解析】根据库仑定律 F=kq1q2r2 可知，当 r 不变时，q1 、 q2 均变为原来的 2 倍，F 变为原来的 4 倍，A正确.
同理可求得B、C、D中 F 均不满足条件，故B、C、D错误.
11. A
【解析】任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为 e=1.60×10−19 C，选项A中电荷量为 32e，B中电荷量为 −4e，C中电荷量为 −10e，D中电荷量为 250e。
选项B、C、D中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不可能的.
12. A
【解析】初始时 F1=k9Q2r2=ma1，小球 A 和 B 带异种电荷，相互吸引接触后先中和后均分电量，每个带电量 4Q，再次经过图中的原静止位置时，F2=k(4Q)2r2=ma2，a2a1=169。
13. C
【解析】元电荷是最小的电荷量，数值为电子所带电荷量的绝对值，任何带电体的电荷量均为元电荷的整数倍
14. A
【解析】电荷量的最小值为元电荷电荷量，即 1.6×10−19 C，物体实际带电荷量只能是元电荷电荷量的整数倍。一个物体失去 1.0×1010 个电子，则其带正电荷量为 1.0×1010×1.6×10−19 C=1.6×10−9 C, 故选项B、C、D的说法都对。
15. D
【解析】能否把带电体看成点电荷，是看它的大小、形状对研究的问题有没有影响，体积很小的带电球体也不一定能看成点电荷，A选项错误；当两个点电荷距离趋于 0 时，两个物体就不能看成点电荷了，F＝kq1q2r2 就不成立了，B选项错误；电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力，总是等大，反向的，与两个点电荷电量是否相等无关，C选项错误；库仑定律的适用条件就是真空中的点电荷，所以D选项正确.
16. D
17. C
【解析】根据库仑定律，
F=kQ⋅3Qr2=3kQ2r2
两小球相互接触后，电量均变为 +Q，故库仑力大小变为
Fʹ=kQ⋅Qr22=4kQ2r2=43F
18. A
19. D
20. A
【解析】本题可运用排除法解答，分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力作用下保持平衡，所以这三个电荷不可能是同种电荷，这样可立即排除B、D选项，故正确选项只可能在A、C中；
若选 q2 为研究对象，由库仑定律知：kq2q1r2=kq2q3(2r)2，因而得：q1=14q3，即 q3=4q1，故A正确。
21. D
【解析】因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布。当 q1 、 q2 是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于 3R；当 q1 、 q2 是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于 3R，如下图所示，所以静电力可能小于 kq1q2(3R)2，也可能大于 kq1q2(3R)2，故D正确。
22. D
【解析】设两个运动电荷的质量为 m；PO 间的距离为 r，在 P 点对 −q1 有 kQq1r2=mv12r，对 −q2 有 kQq2r2>mv22r，所以 v1>v2；D正确，C错误；在 P 点 −q1 的加速度 a1=kQq1mr2，−q2 加速度 a2=kQq2mr2，由于 q1>q2，所以 a1>a2，故A 、B错误.
23. B
第二部分
24. B， D
25. A， D
【解析】如图所示，丝线的拉力 T 和 A 、 B 之间的库仑力 F 的合力与重力 mg 等值反向，根据相似三角形可知，Tmg=LPA，丝线的拉力一直不变；由于 T 与竖直方向的夹角变小，T 和 mg 大小不变，A 、 B 之间的库仑力变小。
26. B， C
【解析】两物体不接触也会存在静电力和万有引力，故A错误；库仑定律只适用于点电荷之间的相互作用，万有引力定律只适用于质点之间的相互作用，故B正确；带电体间存在静电力，还存在万有引力，故C正确；氢原子中的电子和原子核之间存在静电引力，还存在万有引力，故D错误。
27. A， D
【解析】以 B 为研究对象，B 球受重力及 A 、 C 对 B 球的库仑力而处于平衡状态，则 A 与 C 球对 B 球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知 A 对 B 的库仑力应指向 A，C 对 B 的作用力应指向 B 的左侧，则可知 B 、 C 都应带负电，故 A 对、B 错；
由受力分析图可知，A 对 B 的库仑力应为 C 对 B 库仑力的 2 倍，故 C 带电量应为 A 带电量的一半；同理分析 C 可知，B 带电量应为 A 带电量的一半，故 B 、 C 带电量应相同；C 错误，D 正确。
28. B， C
【解析】若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷，另一个不带电荷。当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，物体内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力。综合上述，B、C 选项正确。
第三部分
29. B， C， D
【解析】实验得出，所有带电体的电荷量或者等于 e，或者是 e 的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。由以上可知正确选项为B、C、D.
30. A， B， C