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高考物理 課時跟蹤訓練 第1部分 第一章 第2節(jié) 庫侖定律(含解析) 新人教版選修3-1

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1、 [課時跟蹤訓練] (滿分60分 時間30分鐘) 一、選擇題(每小題至少有一個選項正確,選對得5分,選不全得3分,錯選不得分,共40分) 1.兩個半徑均為1 cm的導體球,分別帶上+Q和-3Q的電荷量,兩球心相距90 cm,相互作用力大小為F,現將它們碰一下后,放在兩球心相距3 cm處,則它們的相互作用力大小變?yōu)?  ) A.3 000F B.1 200F C.900F D.無法確定 解析:兩導體球接觸后,電荷量先中和再平分,然后放在相距3 cm處,此時兩個導體球不能簡化成點電荷,庫侖定律不成立,因此兩球間的相互作用力大小無法確定。 答案:D 2.如圖1

2、所示,用兩根絕緣絲線掛著兩個質量相等的小球A和B,此時上、下絲線受到的力分別為FA和FB。如果使A球帶上正電,B球帶上負電,上、下絲線受的力分別為Fa和Fb。則(  ) ①FAFb A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 解析:用整體法可知上絲線受力不變,用隔離法研究下面小球可知,下絲線拉力變小,B項正確。 答案:B 3.設星球

3、帶負電,一電子粉塵懸浮在距星球表面1 000 km的地方,若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2 000 km的地方相對于該星球無初速度釋放,則電子粉塵(  ) A.向星球下落 B.仍在原處懸浮 C.飛向太空 D.無法判斷 解析:粉塵原來能懸浮,說明它所受庫侖力與萬有引力保持平衡。設粉塵距球心為r,粉塵質量為m,星球質量為M,粉塵電量為q,星球電量為Q,則有=G。 由等式可看出,r變化,等式仍成立,故選B。 答案:B 4.如圖2所示,在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q>0)的相同小球,小球之間用勁度系數均為k0的輕質彈簧絕緣連接。當3個小球處在靜止狀態(tài)時,每

4、根彈簧長度為l。已知靜電力常量為k,若不考慮彈簧的靜電感應,則每根彈簧的原長為(  ) 圖2 A.l+ B.l- C.l- D.l- 解析:設彈簧的伸長量為x,取左側電荷為研究對象,由平衡狀態(tài)得k0x=+,解得x=,故彈簧原長為l0=l-x=l-,C選項正確。 答案:C 5.不帶電的金屬球A的正上方有一點B,該處有帶電液滴自靜止開始落下,到達A球后電荷全部傳給A球,不計其他阻力的影響,則下列敘述中正確的是(  ) A.第一個液滴做自由落體運動,以后的液滴做變加速直線運動,而且都能到達A球 B.當液滴下落到重力等于庫侖力位置時,速度為零 C.當液

5、滴下落到重力等于庫侖力位置時,開始做勻速運動 D.一定有液滴無法到達A球 解析:液滴落在A球上后,A球上的電荷量變多,A球與液滴間斥力逐漸增大,設某液滴下落過程中在庫侖力和重力作用下,先加速再減速到達A球時速度剛好為零。則以后再滴下的液滴將無法到達A球。 答案:D 6.懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球A。如圖3所示,在兩次實驗中,均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B。當B到達懸點O的正下方并與A在同一水平線上,A處于受力平衡時,懸線偏離豎直方向的角度為θ,若兩次實驗中B的電量分別為q1和q2,θ分別為30°和45°。則q2/q1為(  ) 圖3 A.2

6、 B.3 C.2 D.3 解析:設線長為L,A球帶電量為Q,A球受力平衡 k=mgtanθ ==2。正確選項為C。 答案:C 7.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個相同的金屬小球,小球A、B、C位于等邊三角形的三個頂點上,小球D位于三角形的中心,如圖4所示?,F讓小球A、B、C帶等量的正電荷Q,讓小球D帶負電荷q,四個小球均處于靜止狀態(tài),則Q與q的比值為(  ) 圖4 A. B. C.3 D. 解析:以小球A為研究對象,設三角形邊長為L,由庫侖定律及力的平衡知識得·=,解得q=Q,即Q與q的比值為,故D正確。

7、答案:D 8.類似雙星運動那樣,兩個點電荷的質量分別為m1、m2,且?guī)М惙N電荷,電荷量分別為Q1、Q2,相距為l,在庫侖力作用下(不計萬有引力)各自繞它們連線上的某一固定點,在同一水平面內做勻速圓周運動,已知m1的動能為Ek,則m2的動能為(  ) A.-Ek B.-Ek C.-Ek D.-Ek 解析:對于兩點電荷,庫侖力提供向心力,則==,所以Ek1=m1v=r1=Ek,Ek2=m2v=r2,因為r1+r2=l,所以Ek+Ek2=(r1+r2)=,解得Ek2=-Ek,故B正確。 答案:B 二、非選擇題(每小題10分,共20分) 9.如圖5所示,A、B是兩個帶

8、等量同種電荷的小球,A固定在豎直放置的10 cm 長的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上,且恰與A等高,若B的質量為30 g,則B帶電荷量是多少?(取g=10 m/s2) 圖5 解析:因為B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高,設A、B之間的水平距離為L。 依題意可得:tan30°=,L== cm=10 cm, 對B進行受力分析如右圖所示,依據物體平衡條件解得庫侖力: F=mgtan30°=30×10-3×10× N=0.3 N。 由庫侖定律得兩小球間庫侖力:F=k。 解得:Q==×10×10-2 C =1.0×10-6 C。 答案:1.0×

9、10-6 C 10.如圖6所示,絕緣水平面上靜止著兩個質量均為m,電荷量均為+Q的物體A和B(A、B均可視為質點),它們之間的距離為r,與平面間的動摩擦因數為μ。 圖6 (1)A受的摩擦力為多大? (2)如果將A的電荷量增至+4Q,兩物體開始運動,當它們的加速度第一次為零時,A、B各運動了多遠距離? 解析:(1)由平衡條件可知A受到的靜摩擦f=k; (2)當a=0時,設A、B間的距離為r′。 根據牛頓第二定律得-μmg=0, 解得r′= ,A、B兩物體在運動過程中受力大小始終相同,故兩者運動的距離也相同。 運動的距離x== -。 答案:(1) (2) -

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