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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第1課時 電荷守恒定律 庫侖定律課時作業(yè)（含解析） 一、單項選擇題 1．關(guān)于點電荷，下列說法正確的是(　　) A．只有體積很小的帶電體才可以看作點電荷 B．只有球形帶電體才可以看作點電荷 C．帶電體能否被看作點電荷既不取決于帶電體大小也不取決于帶電體的形狀 D．一切帶電體都可以看作點電荷 【答案】C 【解析】點電荷就是帶電的質(zhì)點，而物體之所以可以看成是質(zhì)點，是一種科學(xué)的抽象．當(dāng)所研究的對象的大小和形狀對所研究的問題不起作用或者可以忽略其影響時，便可看成是質(zhì)點，而不在于其自身的大?。? 2．人類已探明某星球帶負電，假設(shè)它是一個均勻帶電的球體．將一帶負電的粉塵置于該星球表面高h處，粉塵恰處于懸浮狀態(tài)．現(xiàn)將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處無初速度釋放，則此帶電粉塵將(　　) A．向星球球心方向下落 B．被推向太空，遠離星球 C．仍在那里懸浮 D．沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出 【答案】C 【解析】設(shè)星球半徑為R，質(zhì)量為M，電荷量為Q，粉塵質(zhì)量為m，電荷量為q.將該星球所帶的電荷等效為電荷集中于球心的負點電荷，帶負電的粉塵在庫侖力和萬有引力作用下在高h處平衡，即k＝G.由上式可以看出高度h變化，不會打破這個平衡． 3．兩個放在絕緣架上的相同金屬球，相距r，球的半徑比r小得多，帶電荷量大小分別為q和3q，相互作用的斥力為3F.現(xiàn)讓這兩個金屬球相接觸，然后分開，仍放回原處，則它們之間的相互作用力將變?yōu)?　　) A．F B． C．4F D．以上三個選項之外的一個值 【答案】C 【解析】滿足題中條件的兩個帶電金屬球可以看作是點電荷，電荷沒有平分前由庫侖定律有＝3F，電荷平分后有＝4F，C正確． 4．(xx北京西城檢測)如圖，兩個電荷量均為＋q的小球用長為l的輕質(zhì)絕緣細繩連接，靜止在光滑的絕緣水平面上．兩個小球的半徑r?l.k表示靜電力常量．則輕繩的張力大小為(　　) 圖1 A．0 B． C．2 D． 【答案】B 【解析】輕繩的張力大小等于兩個帶電小球之間的庫侖力，由庫侖定律得F＝，選項B正確． 5.如圖2所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度都是L，懸線上端都固定在同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，在偏離B球s的地方靜止平衡，此時A受到繩的拉力為FT；現(xiàn)保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距離B為處靜止平衡，則A受到繩的拉力為(　　) 圖2 A．FT B．2FT C．4FT D．8FT 【答案】D 【解析】對A球受力分析如圖所示，F(xiàn)斥和FT的合力F與mg等大反向，由幾何知識知，F(xiàn)、FT、F斥組成的力的矢量三角形與幾何△OAB相似，所以＝，當(dāng)A、B間距變?yōu)闀r＝，解以上兩式得FT′＝8FT，故選D． 二、雙項選擇題 6．如圖3所示，可視為點電荷的小球A、B分別帶負電和正電，B球固定，其正下方的A球靜止在絕緣斜面上，則A球受力個數(shù)可能為(　　) 圖3 A．可能受到2個力作用 B．可能受到3個力作用 C．可能受到4個力作用 D．可能受到5個力作用 【答案】AC 【解析】以A為研究對象，根據(jù)其受力平衡可得，如果沒有摩擦，則A對斜面一定無彈力，只受重力和庫侖引力作用而平衡；如果受摩擦力，則一定受彈力，所以A受4個力作用而平衡． 7.放在水平地面上的光滑絕緣圓筒內(nèi)有兩個帶正電小球A、B，A位于筒底靠在左側(cè)壁處，B在右側(cè)筒壁上受到A的斥力作用處于靜止，如圖4所示．若A的電荷量保持不變，B由于漏電而下降少許重新平衡，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．A對筒底的壓力不變 B．B對筒壁的壓力變大 C．A、B間的庫侖力變小 D．A、B間的電勢能減小 【答案】AB 【解析】對A、B系統(tǒng)由整體法可知，A對筒底的壓力不變，A項正確．對球B受力分析如圖所示．當(dāng)B球下降時，F(xiàn)庫與水平方向的夾角α變小，在豎直方向上有：F庫sin α＝mBg.當(dāng)α變小時，F(xiàn)庫是變大的，而FN＝F庫cos α，顯然FN變大，B項對，C項錯誤．因為B下降后更靠近A球，克服庫侖斥力做功，系統(tǒng)電勢能增大，D錯．正確選項為A、B． 8.如圖5所示，豎直墻面與水平地面均光滑絕緣，兩個帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面，且共處于同一豎直平面內(nèi)，若用圖5所示方向的水平推力F作用于小球B，則兩球靜止于圖5所示位置，如果將小球B稍向左推過一些，兩球重新平衡時的受力情況與原來相比(　　) 圖5 A．推力F將增大 B．墻面對小球A的彈力減小 C．地面對小球B的彈力減小 D．兩小球之間的距離增大 【答案】BD 【解析】A、B球受力如圖所示． 對A： FAcos θ＝GA ① FAsin θ＝FNA ② 對B： FBcos θ＋GB＝FNB ③ FBsin θ＝F ④ 當(dāng)B向左推過一些后，θ角變小，由①式知，F(xiàn)A變小，則由②式知，F(xiàn)NA變小，F(xiàn)A與FB為作用力與反作用力，所以FB＝FA，由③式知，F(xiàn)NB＝GB＋GA，F(xiàn)NB不變，由④式知，F(xiàn)變小．由于FA、FB變小，所以兩球間距離變大． 三、非選擇題 9．(xx惠州模擬)如圖6所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q.在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷．將A由距B豎直高度為H處無初速釋放，小球A下滑過程中電荷量不變．不計A與細桿間的摩擦，整個裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g.求： 圖6 (1)A球剛釋放時的加速度是多大； (2)當(dāng)A球的動能最大時，A球與B點的距離． 【答案】(1)g sinα－　(2) 【解析】(1)由牛頓第二定律可知 mgsin α－F＝ma， 根據(jù)庫侖定律F＝k r＝H/sin α， 得a＝gsin α－. (2)當(dāng)A球受到合力為零、加速度為零時，動能最大．設(shè)此時A球與B點間的距離為d，則mgsin α＝ 解得d＝ 10．(xx汕尾模擬)如圖7，絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m、電荷量均為＋Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì) 點)，它們間的距離為r，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求： 圖7 (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(dāng)它們的加速度第一次為零時，A、B各運動了多遠距離？ 【答案】(1)　(2)均為Q － 【解析】(1)由A受力平衡，得： A受的摩擦力為FA＝F庫＝k. (2)當(dāng)加速度第一次為零時，庫侖力和滑動摩擦力大小相等 μmg＝k， r′＝2Q 間距增大了2Q －r 因A、B的質(zhì)量相等，所以加速度在這段時間內(nèi)的任何時刻總是等大反向，因此A、B運動的距離相等，各運動了Q －. 11．真空中有兩個完全相同的金屬小球，A球帶qA＝6.410－16 C的正電荷，B球帶 qB＝－3.210－16 C的負電荷，均可視為點電荷．求： (1)當(dāng)它們相距為0.5 m時，A、B間的庫侖力大??； (2)若將兩球接觸后再分別放回原處，A、B間的庫侖力大?。? 【答案】(1)7.3710－21 N　(2)9.2210－22 N 【解析】(1)A、B兩球帶異種電荷，因此，A、B間的庫侖力是引力，由庫侖定律可得它們間的庫侖力大小為 F＝k ＝9109 N ≈7.3710－21 N. (2)A、B兩球接觸時會發(fā)生電中和，使“凈電荷”總量減小，剩下的“正”凈電荷將重新分布． 由于A、B兩球是完全相同的導(dǎo)體球，剩余的凈電荷將平均分配，A、B兩球?qū)贤N電荷，故放回原處后，A、B間的庫侖力變?yōu)槌饬Γ? 兩球接觸后，它們的帶電情況為： QA＝QB＝＝10－16 C＝1.610－16 C 所以分別放回原處后，兩球間的庫侖力為 F′＝k＝9109 N≈9.2210－22 N.