2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)2庫(kù)侖定律含解析教科版選修3-1

PAGEPAGE7課時(shí)作業(yè)2庫(kù)侖定律時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于庫(kù)侖定律的公式F＝keq\f(q1q2,r2)，下列說法中正確的是(D)A．真空中兩個(gè)電荷中，大電荷對(duì)小電荷的作用力大于小電荷對(duì)大電荷的作用力B．當(dāng)真空中兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，它們之間的靜電力F→∞C．當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→∞時(shí)，庫(kù)侖定律的公式就不適用了D．當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律的公式就不適用了解析：由牛頓第三定律可判A錯(cuò)．當(dāng)r→0時(shí)，庫(kù)侖定律不再適用B錯(cuò)D對(duì)．當(dāng)r→∞時(shí)，庫(kù)侖定律適用，C錯(cuò)．只有D選項(xiàng)正確．2．真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q和q，它們之間的庫(kù)侖力為F，下面哪些做法可以使它們之間的庫(kù)侖力變?yōu)?.5F(A)A．使Q的電荷量變?yōu)?Q，使q的電荷量變?yōu)?q，同時(shí)使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B．使每個(gè)電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍C．使其中一個(gè)電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍D．保持電荷量不變，使距離變?yōu)樵瓉淼膃q\f(2,3)倍解析：依據(jù)庫(kù)侖定律F＝eq\f(kq1q2,r2)，設(shè)原來兩點(diǎn)電荷間距離為r，則原來兩電荷間的庫(kù)侖力大小為F＝eq\f(kQq,r2).當(dāng)電荷量或距離變更時(shí)，依據(jù)庫(kù)侖定律，對(duì)選項(xiàng)A有FA＝eq\f(k·2Q·3q,2r2)＝eq\f(3F,2)，可見符合要求．對(duì)B有FB＝eq\f(k·1.5Q1.5q,1.5r2)＝F，不合要求．對(duì)C有FC＝eq\f(k·1.5Q·q,1.5r2)＝eq\f(2F,3)，不合要求．對(duì)D有FD＝eq\f(k·Qq,2r/32)＝eq\f(9F,4)，不合要求．綜上所述，選項(xiàng)A是正確的．3．如圖所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔肯定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，從靜止同時(shí)釋放，則兩個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變更的狀況是(C)A．速度變大，加速度變大B．速度變小，加速度變小C．速度變大，加速度變小D．速度變小，加速度變大解析：因?yàn)閮蓭щ娦∏驇N電荷，它們之間的庫(kù)侖力為斥力，釋放后兩小球向相反的方向做加速運(yùn)動(dòng)，由于兩小球之間的距離增大，其庫(kù)侖斥力減小，所以兩球均做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確．4．如圖所示，大小可以忽視不計(jì)的帶有同種電荷的小球A和B相互排斥，靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別是α和β，且α<β，兩小球在同一水平線上，由此可知(D)A．B球受到的庫(kù)侖力較大，電荷量較大B．B球的質(zhì)量較大C．B球受到的拉力較大D．兩球接觸后，再處于靜止的平衡狀態(tài)時(shí)，懸線的偏角α′、β′仍滿意α′<β′解析：庫(kù)侖力是A、B兩球的受力中的一種，然后應(yīng)用共點(diǎn)力平衡和牛頓第三定律可求出．分別以A、B球?yàn)樘接憣?duì)象，其受力狀況如圖所示，由共點(diǎn)力的平衡條件有mAg＝FA/tanα、TA＝FA/sinα；mBg＝FB/tanβ、TB＝FB/sinβ，而FA＝FB，由此可見，因?yàn)棣?lt;β，所以mA>mB，TA>TB.兩球接觸后，每個(gè)小球的電荷量可能都發(fā)生變更，但相互間的靜電力仍滿意牛頓第三定律，因此仍有上述的關(guān)系．正確選項(xiàng)為D.5.如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個(gè)電荷的靜電力的合力如圖中FA所示，那么可以判定點(diǎn)電荷C所帶電荷的電性為(B)A．肯定是正電B．肯定是負(fù)電C．可能是正電，也可能是負(fù)電D．無(wú)法推斷解析：因A、B都帶正電，所以A、B之間的庫(kù)侖力為斥力，方向沿BA方向，而A、C間的庫(kù)侖力肯定在AC所在直線，由平行四邊形定則可知，A、C間的庫(kù)侖力肯定是引力，故點(diǎn)電荷C帶負(fù)電，選項(xiàng)B正確．6.如圖所示，兩根細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B，上、下兩根細(xì)線的拉力分別為FA、FB，現(xiàn)使兩球帶同種電荷，此時(shí)上、下細(xì)線受拉力分別為FA′、FB′，則(B)A．FA＝FA′，F(xiàn)B>FB′B．FA＝FA′，F(xiàn)B<FB′C．FA<FA′，F(xiàn)B>FB′D．FA<FA′，F(xiàn)B<FB′解析：設(shè)兩球質(zhì)量均為m.則FA＝2mg，F(xiàn)B＝mg.現(xiàn)使兩球帶同種電荷，以A、B兩個(gè)物體整體為探討對(duì)象，可知FA′＝2mg，以B球?yàn)樘接憣?duì)象，受力分析如圖，則FB′＝mg＋F庫(kù)，故B選項(xiàng)正確．二、多項(xiàng)選擇題7．如圖所示的試驗(yàn)裝置為庫(kù)侖扭秤．細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)帶電的金屬小球A，另一端有一個(gè)不帶電的球B，B與A所受的重力平衡．當(dāng)把另一個(gè)帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時(shí)，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，變更A和C之間的距離r，記錄每次懸線扭轉(zhuǎn)的角度，便可找到力F與距離r的關(guān)系．這一試驗(yàn)中用到了下列哪些物理方法(AD)A．微小量放大法 B．極限法C．比值定義法 D．限制變量法解析：把微弱的庫(kù)侖力轉(zhuǎn)換放大成可以看得到的扭轉(zhuǎn)角度，并通過扭轉(zhuǎn)角度的大小找出力和距離的關(guān)系，是微小量放大法，A選項(xiàng)正確；保持其他條件不變，變更A和C的距離而得到F和r的關(guān)系，是限制變量法，D選項(xiàng)正確．8．關(guān)于點(diǎn)電荷，以下說法正確的是(CD)A．足夠小的電荷，就是點(diǎn)電荷B．一個(gè)電子，不論在何種狀況下均可視為點(diǎn)電荷C．在實(shí)際中點(diǎn)電荷并不存在D．一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它尺寸的肯定值，而是看它的形態(tài)和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽視不計(jì)解析：點(diǎn)電荷是一種志向模型，一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷不是看其大小，而是應(yīng)詳細(xì)問題詳細(xì)分析，是看它的形態(tài)和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽視不計(jì)．因此大的帶電體肯定不能看成點(diǎn)電荷和小的帶電體肯定能看成點(diǎn)電荷的說法都是錯(cuò)誤的，所以本題A、B錯(cuò)，C、D對(duì)．9．如圖所示，可視為點(diǎn)電荷的小物體A、B分別帶負(fù)電和正電，B固定，其正下方的A靜止在絕緣斜面上，則A受力個(gè)數(shù)可能為(AC)A．2 B．3C．4 D．5解析：小物體A必定受到兩個(gè)力作用，即重力和B對(duì)它的庫(kù)侖力，這兩個(gè)力方向相反，若兩者恰好相等，則A應(yīng)只受這兩個(gè)力作用．若向上的庫(kù)侖力小于A的重力，則A還將受到斜面的支持力，這三個(gè)力不能平衡，用假設(shè)法可得A必定也受到了斜面的靜摩擦力，所以A受到的力可能是2個(gè)，也可能是4個(gè)，選A、C.10．兩個(gè)完全相同的金屬小球，帶電荷量之比為17，相距為r，兩球相互接觸后再放回原來位置，則它們的庫(kù)侖力可能為原來的(CD)A.eq\f(4,7) B.eq\f(3,7)C.eq\f(9,7) D.eq\f(16,7)解析：設(shè)兩小球的電荷量分別為Q和7Q，則在接觸前它們的庫(kù)侖力大小為F＝kQ×eq\f(7Q,r2).當(dāng)兩球帶同種的電荷時(shí)，接觸后它們的電荷量要平均安排，各為4Q，庫(kù)侖力大小為F＝k4Q×eq\f(4Q,r2)，此時(shí)的庫(kù)侖力為原來的eq\f(16,7)倍．當(dāng)兩球帶異種電性的電荷時(shí)，接觸后它們的電荷要先中和，再平均安排其余的電荷量，各為3Q，庫(kù)侖力大小為F＝k3Q×eq\f(3Q,r2)，是原來的eq\f(9,7)倍．三、非選擇題11．在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的試驗(yàn)中，一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān)．他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動(dòng)的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn)，如圖所示．試驗(yàn)時(shí)，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處漸漸向B球靠近，視察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大，再保持兩球距離不變，變更小球所帶的電荷量，視察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大．試驗(yàn)表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的減小而增大，隨其所帶電荷量的增大而增大．此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是限制變量法(選填“累積法”“等效替代法”“限制變量法”或“演繹法”)．12．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，固定著質(zhì)量相等的三個(gè)小球a、b、c，三球在一條直線上，若釋放a球，a球初始加速度為－1m/s2(向右為正)，若釋放c球，c球初始加速度為3m/s2，當(dāng)釋放b球時(shí)，b球的初始加速度應(yīng)是多大？方向如何？答案：2m/s2方向向左解析：由牛頓其次定律，對(duì)a球有Fba＋Fca＝－ma0①對(duì)c球有Fac＋Fbc＝3ma0②由①②得Fab＋Fcb＝－2ma0即ab＝－2m/s2，方向向左．13．光滑的絕緣水平面上的帶電小球A、B質(zhì)量分別為m1＝2g，m2＝1g；它們的電荷量相等，q1＝q2＝10－7C，A球帶正電，B球帶負(fù)電，現(xiàn)在水平恒力F1向右作用于A球，這時(shí)A、B一起向右運(yùn)動(dòng)，且保持距離d＝0.1m不變，如圖所示，試問：F1多大？它們?nèi)绾芜\(yùn)動(dòng)？答案：2.7×10－2N做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)距離保持不變，說明二者速度、加速度均相等，對(duì)于B，水平方向只受A球的庫(kù)侖力F2.aB＝eq\f(F2,m2)＝keq\f(q1q2,d2m2)＝9×109N·m2/C2×eq\f(1