2022年高二物理 第13单元：达标训练（1、电荷 库仑定律）(有解析)大纲人教版

2022年高二物理 第13单元：达标训练（1、电荷 库仑定律）(有解析) 大纲人教版基础巩固达标1.如图13-1-3所示,在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是（ ）图13-1-3A.两端的感应电荷越来越多 B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷 D.两端的电荷电荷量相等思路分析：由于导体内有大量可自由移动的电子，当带负电的球P慢慢靠近它时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷.导体离P球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多.答案：ACD2.两个半径为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=k B.Fk C.Fk D.无法确定思路分析：因为两球心距离不比球的半径大得多，带电球的形状和大小不能忽略，所以不能看作点电荷，必须考虑在球上的实际分布.当两球带同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3r；当两球带异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3r.由于不知两球的电性是相同还是相反，球心间距相对于球体本身的大小又不是很大，两球不能当作点电荷处理，所以无法确定它们之间的静电力大小，所以选项D正确.答案：D3.两个点电荷放在真空中保持一定距离，若其中一个点电荷的电荷量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一个电荷的电荷量减少了（ ）A. B. C. D.思路分析：两个点电荷间的距离不变，其中一个电荷量增加了，则电荷量变为原来的，根据库仑定律的数学表达式F=k可知，若保持相互作用力不变，则应让另一个电荷的电荷量变为原来的，即减少了，所以选项C正确.答案：C4.如图13-1-4所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态.图13-1-4(1)如果q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷.（2）q1、q2、q3三者电荷量的大小之比是_:_:_思路分析：（1）若q2为正电荷，对q1而言要让其平衡，q3必为负电荷，但对q2而言，q1和q3必为同种电荷，所以q1与q3都为负电荷.(2)由库仑定律和平衡条件知：对q1有：=k，解得=（）2对q3有：k=k，解得：=（）2所以q1q2q3=（）21（）2.答案：（1）负 负 （2）（）2 1 ()25.两个完全相同的金属小球，带电荷量之比为1:7，相距为r，两球相互接触后再放回原来位置，则它们的库仑力可能为原来的（ ）A. B. C. D.思路分析：设两小球的电荷量分别为Q和7Q，则在接触前它们的库仑力大小为F=k.当两球带同种的电荷时，接触后它们的电荷量要平均分配，各为4Q，库仑力大小为F=k，此时的库仑力为原来的倍.当两球带异种电性的电荷时，接触后它们的电荷要先中和，再平均分配其余的电荷量，各为3Q，库仑力大小为F=k，是原来的倍.答案：CD综合应用创新6.如图13-1-5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（ ）图13-1-5A.F1 B.F2 C.F3 D.F4来思路分析：由库仑定律知，a对c的静电力沿ac连线远离a，b对c的静电力沿bc连线指向b，且a对c的静电力小于b对c的静电力，由平行四边形定则可知，c受到a和b的静电力的合力不可能为F1、F3、F4，只可能为F2.故选项B正确.答案：B7.设星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km的地方，又若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘的运动状态将是（ ）A.向星球下落 B.仍在原处悬浮 C.推向太空 D.无法判断思路分析：分析粉尘的受力情况，可知它受到万有引力和库仑力，二力平衡，使粉尘处于悬浮状态.可以根据平衡方程看粉尘与星球间距变化后的状态变化情况.解答：设粉尘距星球球心为r，粉尘质量为m，星球质量为M，粉尘电荷量为q，星球电荷量为Q，则有：G=k由等式可以看出，r再大，等式也仍然成立，所以选项B正确答案：B8.(广东高考)已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为-e，e为电子所带电荷量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l=1.510-15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）.解：质子带电为+e，所以它是由两个上夸克和一个下夸克组成的.按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为F1=k=k，代入数值，得F1=46 N，为斥力.上夸克与下夸克之间的静电力为F2=k=k代入数值，得F2=23 N，为吸引力.9.(上海高考)“真空中两个静止点电荷相距10 cm，它们之间相互作用力大小为910-4 N，当它们合在一起时，成为一个带电荷量为310-8 C的点电荷.问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下：根据电荷守恒定律：q1+q2=310-8 C=a 根据库仑定律：q1q2=F=910-4 C2=110-15 C2=b以q2=代入式，得q12-aq1+b=0解得q1=(a)=(310-8) C根号中的数值小于0，经检查，运算无误，试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.解：题中仅给出相互作用力的大小.两点电荷可能同号，也可能异号，题目中仅给出同号电荷的情况，不够全面.设两电荷是异性的，q1、q2皆为绝对值，由电荷守恒知：q1-q2=310-8 C=a 根据库仑定律知：F=k，则q1q2=F=910-4 C2=110-15 C2=b 以q2=代入式得：q12-aq1-b=0 解上式得q1=510-8 C，q2=-210-8 C.10.有两个带电粒子，质量均为20 g，一个带正电q=2.510-8 C，另一个带负电-4q，两个电荷相距L=0.1 m，保持不变.它们之间的万有引力不计，两粒子仅在库仑力作用下做匀速圆周运动，圆心是它们连线上的中点，则它们做圆周运动的角速度是多少？（静电力常量为k=9.0109 Nm2/C2）思路分析：题目叙述的情景比较详尽，思路比较清晰，能很明显地发现这两个带电粒子是在做库仑力作用下的匀速圆周运动.但要注意能准确找出它们做圆周运动的半径，判断出它们运动的角速度相同.解：两个带电粒子做匀速圆周运动的向心力来源于它们的相互作用的库仑力.则k=m2，解得：= rad/s=1.5 rad/s.