高二物理庫侖定律測試題答案

　　考試是讓我們看到自己的不足點(diǎn)，強(qiáng)化我們的知識(shí)。下面是學(xué)習(xí)啦小編收集整理的高二物理庫侖定律測試題目及其參考答案以供大家學(xué)習(xí)。

　　高二物理庫侖定律測試題及答案

　　下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是(　　)

　　A.點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷

　　B.點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際不存在

　　C.只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷

　　D.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷

　　解析：選B.當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們的作用力影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，所以A、C、D錯(cuò)，B正確.

　　2.關(guān)于庫侖定律的公式F=kQ1Q2r2，下列說法中正確的是(　　)

　　A.當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→∞時(shí)，它們之間的靜電力F→0

　　B.當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)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)點(diǎn)電荷之間的距離r→∞時(shí)，庫侖定律的公式就不適用了

　　D.當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r→0時(shí)，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫侖定律的公式就不適用

　　答案：AD

　　3.(2011年佛山高二檢測)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2，距離為R，當(dāng)Q1增大到原來的3倍，Q2增大到原來的3倍，距離R增大到原來的3倍時(shí)，電荷間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼?　　)

　　A.1倍 B.3倍

　　C.6倍 D.9倍

　　解析：選A.原來的庫侖力為F=kQ1Q2R2，后來的庫侖力為F′=k3Q1•3Q23R2=kQ1Q2R2=F.所以A對.

　　4.如圖1-2-9所示，兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的完全相同的金屬球殼 a和b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離 l 為球半徑的3倍.若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達(dá)式正確的是(　　)

　　圖1-2-9

　　A.F引=Gm2l2，F(xiàn)庫=kQ2l2

　　B.F引≠Gm2l2，F(xiàn)庫≠kQ2l2

　　C.F引≠G m2l2，F(xiàn)庫=kQ2l2

　　D.F引=Gm2l2，F(xiàn)庫≠kQ2l2

　　解析：選D.由于a、b 兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集，又l=3r，不滿足l≫r的要求，故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫侖定律，故F庫≠kQ2l2.雖然不滿足l≫r，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，可以應(yīng)用萬有引力定律，故F引=Gm2l2.

　　5.如圖1-2-10所示，一條長為3L的絕緣絲線穿過兩個(gè)質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)A和B，將絲線的兩端共同系于天花板上的O點(diǎn)，使金屬環(huán)帶電后，便因排斥而使絲線構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，此時(shí)兩環(huán)恰處于同一水平線上，若不計(jì)環(huán)與線間的摩擦，求金屬環(huán)所帶電量是多少?

　　圖1-2-10

　　解析：小球A受力如圖，受四個(gè)力，重力mg、庫侖力F、絲線兩個(gè)拉力FT相等.

　　則FTsin60°=mg

　　FTcos60°+FT=kq2L2

　　解得q= 3mgL2k.

　　答案：均為 3mgL2k

　　一、選擇題

　　1.(2011年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖1-2-11所示，兩個(gè)帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以肯定(　　)

　　圖1-2-11

　　A.兩球都帶正電

　　B.兩球都帶負(fù)電

　　C.大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力

　　D.兩球受到的靜電力大小相等新課標(biāo)第一網(wǎng)

　　解析：選D.由題圖可知，兩帶電球相互排斥，則說明兩球一定帶有同種電荷，但不能確定是正電荷，還是負(fù)電荷，故A、B錯(cuò);兩帶電球間的靜電力具有一般力的共性，符合牛頓第三定律，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對.

　　2.兩個(gè)帶正電的小球，放在光滑的水平絕緣板上，它們相距一定距離.若同時(shí)釋放兩球，它們的加速度之比將(　　)

　　A.保持不變 B.先增大后減小

　　C.增大 D.減小

　　解析：選A.兩者之間的庫侖力時(shí)刻保持大小相等、方向相反，由牛頓第二定律知：a1∶a2=m2∶m1，故A正確.

　　3.(2011年北京四中高二檢測)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的小球，各用長為L的絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時(shí)，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，如圖1-2-12所示，則下列說法正確的是(　　)

　　圖1-2-12

　　A.若m1>m2，則θ1>θ2

　　B.若m1=m2，則θ1=θ2

　　C.若m1θ2

　　D.若q1=q2，則θ1=θ2

　　解析：選BC.這是一道帶電體平衡問題，分析方法仍然與力學(xué)中物體的平衡方法一樣.

　　4.要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法可行的是(　　)

　　A.每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都增大到原來的2倍，電荷間的距離不變

　　B.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離增大到原來的2倍

　　C.使一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增加1倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量保持不變，同時(shí)使兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的12

　　D.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變，將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的12

　　答案：AD

　　5.半徑相同的兩個(gè)金屬小球A和B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，兩球之間的相互吸引力的大小是F，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開.這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(　　)

　　A.18F B.14F

　　C.38F D.34F

　　解析：選A.由庫侖定律，接觸前F=kq2r2，接觸后F′=k12q×14qr2=18kq2r2=18F，故A正確.

　　6.兩個(gè)完全相同的小金屬球，它們的帶電荷量之比為5∶1(皆可視為點(diǎn)電荷)，它們在相距一定距離時(shí)相互作用力為F1，如果讓它們接觸后再放回各自原來的位置上，此時(shí)相互作用力變?yōu)镕2，則F1∶F2可能為(　　)

　　A.5∶2 B.5∶4

　　C.5∶6 D.5∶9

　　解析：選BD.由庫侖定律，它們接觸前的庫侖力為F1=k5q2r2

　　若帶同種電荷，接觸后的帶電荷量相等，為3q，此時(shí)庫侖力為F2=k9q2r2

　　若帶異種電荷，接觸后的帶電荷量相等，為2q，此時(shí)庫侖力為F′2=k4q2r2

　　由以上計(jì)算可知選項(xiàng)BD正確.新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)

　　7.(2011年銅陵一中高二檢測)如圖1-2-13所示，在光滑且絕緣的水平面上有兩個(gè)金屬小球A和B，它們用一絕緣輕彈簧相連，帶同種電荷.彈簧伸長x0時(shí)小球平衡，如果A、B帶電荷量加倍，當(dāng)它們重新平衡時(shí)，彈簧伸長為x，則x和x0的關(guān)系為(　　)

　　圖1-2-13

　　A.x=2x0 B.x=4x0

　　C.x<4x0 D.x>4x0

　　解析：選C.設(shè)彈簧原長為l，勁度系數(shù)為K，根據(jù)庫侖定律和平衡條件列式得

　　kq1q2l+x02=Kx0，k4q1q2l+x2=Kx

　　兩式相除：l+x24l+x02=x0x，得：x=l+x02l+x2•4x0，

　　因l+x>l+x0，由此推斷選項(xiàng)C正確.

　　8.如圖1-2-14所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是(　　)

　　圖1-2-14

　　A.F1 B.F2

　　C.F3 D.F4

　　解析：選B.據(jù)“同電相斥、異電相引”規(guī)律，確定電荷c受到a和b的庫侖力方向，考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量，因此Fb大于Fa，F(xiàn)b與Fa的合力只能為F2，故選項(xiàng)B正確.

　　二、計(jì)算題

　　9.一帶電荷量為+Q、半徑為R的球，電荷在其內(nèi)部能均勻分布且保持不變，現(xiàn)在其內(nèi)部挖去一半徑為R/2的小球后，如圖1-2-15所示，求剩余部分對放在兩球心連線上一點(diǎn)P處電荷量為+q的電荷的靜電力.已知P距大球球心距離為4R.

　　圖1-2-15

　　解析：未挖去之前，+Q對q的斥力為：F=kQq4R2

　　挖去的小球帶電荷量為：Q′=Q4πR33×4πR233=Q8

　　挖去的小球原來對q的斥力為：

　　F1=kQ8q4R-R22=kQq98R2

　　剩余部分對q的斥力為：

　　F2=F-F1=41kQq784R2，方向向右.

　　答案：41kQq784R2　方向向右

　　10. (2011年廣州高二檢測)光滑絕緣導(dǎo)軌，與水平面成45°角，兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶等量同種電荷的小球A、B，帶電量均為q，靜止于導(dǎo)軌的同一水平高度處，如圖1-2-16所示.求：兩球之間的距離.

　　圖1-2-16

　　解析：設(shè)兩球之間的距離為x，相互作用的庫侖力為F，則：F=kq2x2

　　由平衡條件得：Fcos45°=mgsin45°

　　由以上兩式解得：x=q kmg.

　　答案：q kmg

　　11.質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L，A球帶電量qA=+10q;B球帶電量qB=+q.若在C球上加一個(gè)水平向右的恒力F，如圖1-2-17所示，要使三球能始終保持L的間距向右運(yùn)動(dòng)，問外力F為多大?C球帶電性質(zhì)是什么?

　　圖1-2-17

　　解析：由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運(yùn)動(dòng)，故C球帶負(fù)電荷.

　　以三球?yàn)檎w，設(shè)系統(tǒng)加速度為a，則F=3ma①

　　隔離A、B，由牛頓第二定律可知：

　　對A：kqAqC4L2-kqAqBL2=ma②

　　對B：kqAqBL2+kqBqCL2=ma③

　　聯(lián)立①、②、③得F=70kq2L2.

　　答案：70kq2L2　負(fù)電荷