1、试卷第 1 页，总 4 页2017-2018 学年度人教版选修 3-1 1.2 库仑定律定律 作业1真空中两个点电荷所带的电荷量分别为 Q 和 3Q，相距为 r 时相互作用的库仑力大小为 F.若将它们间的距离增大为 2r，其余条件不变， 则库仑力大小变为( )A. B. F C. 4F D. 2F12 142两个完全相同的金属小球， 分别带有Q 和3Q 的电荷量当相距 r 时， 它们之间的库仑力是 F.若把它们接触后分开， 再置于相距 r 的两点 ，则它们之间的库仑力大小为( )A. B. F C. 9F D. 3FF33理想化模型是简化物理研究的重要手段，它抓住问题的主要因素，忽略次要因素，
2、促进了物理学的发展，下列理想化模型建立的表述正确的是（ ）A. 质点作为理想化模型忽略了物体的质量B. 点电荷作为理想化模型忽略了物体的电荷量C. 理想变压器没有能量损失D. 理想电压表忽略了电压表的内阻4带电体 A 固定在绝缘支架上，用一根绝缘丝线将带电小球依次悬挂在1、2、3、4、5、6 六个不同的位置 ，丝线偏转情况如图所示小球在不同位置时受到带电体 A 的库仑力( )A. 方向不同 ，离 A 越远库仑力越小B. 方向相同，离 A 越远库仑力越小C. 方向相同，离 A 越远库仑力越大D. 方向不同，离 A 越远库仑力越大5如图所示，点电荷Q 固定 ，点电荷q 沿直线从 A 运动到 B.此
3、过程中， 两电荷间的库仑力是( )试卷第 2 页，总 4 页A. 吸引力 ，先变小后变大 B. 吸引力， 先变大后变小C. 排斥力，先变小后变大 D. 排斥力，先变大后变小6如图所示，真空空间中四点 O、A、B、C 恰为一棱长为 L 的正四面体的四个顶点，其中 A、B、C 三点在水平面内， O为三角形 ABC 的几何中心已知静电力常量为 k，重力加速度为 g，下列说法正确的是A. 若 A、B 、C 三点各固定一电荷量为 Q 的正点电荷，则 O 点电势比 O点电势高B. 若 A、B、C 三点各固定一电荷量为 Q 的正点电荷，将另一质量为的带正电的小球（可视为点电荷）放置在 O 点恰静止，则小球所
4、带的电荷量为6mgL26kQC. 若 A、B、C 三点各固定一电荷量为的负点电荷，则 O 点与 AB、BC 、AC 三边中点的电势差相等D. 若 A、B、C 三点各固定一电荷量为的负点电荷，则 O 点的场强比 O点的场强大7如图所示，中子内有一个电荷量为 e 的上夸克和两个电荷量为 e 的下夸克，有一简单模型是三个夸克都在半径为 r 的同一圆周上，如图所示给出的四幅图中，能正确表示出夸克所受静电作用力的是（ ）试卷第 3 页，总 4 页8如图所示，绝缘水平面上固定一正点电荷 Q，另一电荷量为q、质量为 m 的滑块（可看作点电荷）从 a 点以初速度 v0 沿水平面向 Q 运动，到达 b 点时速度
5、为零。已知a、 b 间距离为 x，滑块与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。以下判断正确的是（ ）A. 滑块在运动过程中所受 Q 的库仑力有可能大于滑动摩擦力B. 滑块在运动过程的中间时刻速率小于v02C. 此过程中产生的内能为mv202D. Q 产生的电场中 a、b 两点间的电势差 Uabm(v20 2gx)2q9有两个完全相同的金属小球 A、B，其中 A 球带电荷量为 9Q，B 球带电荷量为Q，将 A 和 B 固定起来，二者间距离为 r，二者间作用力大小为 ，然后让 A 球和 B球接触，再放回原来位置，此时作用力与原来二者间作用力大小的比值是 。 （金属小球可视为点电荷）10两个半
6、径为 R 的金属球所带电荷量分别为 +Q1和 +Q2，当两球心相距为 r 时，相互作用的库仑力大小不正确的是（ ）A. B. C. D. 无法确定F=kQ1Q2r2 FkQ1Q2r2 FkQ1Q2r211甲、乙两点电荷相距 L，设乙的质量为 m，在库仑力的作用下，它们由静止开始运动。起初甲的加速度为 a，乙的加速度为 4a，经过一段时间后，乙的加速度变为 a，速度为 v，求：（1）此时两电荷相距多远?（2）甲的速度为多大?（3）两电荷的电势能减少了多少?试卷第 4 页，总 4 页12如图所示，两根长为 L 的绝缘细线下端各悬挂一质量为 m 的带电小球 A、 B， A、 B带电荷量分别为 q 和
7、 q，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为 E，使联结 AB 的绝缘细线(长为 L)拉直，并使两小球处于静止状态， E 的大小应满足什么条件？13如图所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的 10cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于绝缘的倾角为 30的光滑斜面上时，恰与 A 等高若 B 的质量为，则 B 所带的电荷量是多少？（重力加速度 g 取 10m/s2，静电力恒量30gk=9.0109Nm2/C2）14如图所示，将质量均为 m，带电量均为+q 的 a、b 两小球用两根长均为 l 的细线悬于 O 点，将另一个带电量也为+q 的小球 c 从 O 点正下方较远处缓慢移向 O
8、点，当三个带电小球分别处在等边三角形 abc 的三个顶点上时，细线的夹角恰好为 120，求此时细线上的拉力大小。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 1 页，总 6 页参考答案1 B【解析】根据库仑定律 可知距离增大为原来两倍时，库仑力变为原来的 ，B 项正F=kq1q2r2 14确2 A【解析】开始时两电荷间的库仑力大小为 ，接触后电荷先中和再均分，各带-Q 的F=kQ3Qr2电量，则库仑力大小变为 ，即库仑力变为原来的 ，A 项正确F=kQQr2=F3 133 C【解析】质点作为理想化模型忽略了物体的体积和形状，选项 A 错误；点电荷作为理想化模型忽略了物体的形状和大
9、小，选项 B 错误；理想变压器没有能量损失，选项 C 正确；理想电压表的内阻可视为无限大，其分流电流很小，可以忽略分流电流，选项 D 错误；故选C.点睛：实际物体在一定条件下的科学抽象，即采用理想化模型的方法是高中常用方法理想化模型是简化物理研究的重要手段，它抓住问题的主要因素，忽略次要因素.4 A【解析】根据同种电荷相斥，及库仑力即为两者的连线方向，因此它们的方向不同，再依据绳子的偏向角度，结合矢量的合成与平衡条件，小球受到的电场力与重力，及其夹角有关，当丝线与竖直方向夹角 越小，可知，离 A 远的库仑力越小，离 A 越近的库仑力越大，故 A 正确，BCD 错误。点睛：考查库仑力的相互作用力
10、，掌握库仑力的方向，与其大小影响的因素，注意绳子的夹角大小是解题的关键。5 D【解析】带电相同的小球受斥力作用;当小球沿直线从 A 运动到 B 的过程中两电荷间的距离先减小后增加，由于电 量保持不变，根据 ，电场力先增大后减小，故 ABC错误，F=kq1q2r2D 正确故选 D.点睛：此题关键是知道电荷间的作用规律，掌握库仑定律公式 ，要明确其使用条件F=kq1q2r2和各个物理量的含义。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 2 页，总 6 页6 BCD【解析】若 A、B、C 三点各固定一电荷量为 Q 的正点电荷，将一个正的试探电荷从 O点移动到 O 点，电场力做正功，电
11、势 降低，故 A 错误；若 A、B、C 三点各固定一电荷量为 Q 的正点电荷，将另一质量为 m 的带正电的小球（可视为点电荷）放置在 O 点恰静止，小球受到的三个电场力的合力与重力平衡；根据平衡条件，有：3Fcos=mg ；其中： ， ,故 , 解F=kQqL2 sin=33LL=33 cos= 1sin2 113 63得： ，故 B 正确；若 A、B、C 三点各固定一电荷量为 Q 的负点电荷，结合对称性可q=6mgL26kQ知，O 点与 AB、BC、AC 三边中点的电势差相等；故 C 正确；若 A、B、C 三点各固定一电荷量为 Q 的负点电荷，O 点的场强不为零，O点的场强为零，故 O 点的
12、场强比 O点的场强大，故 D 正确；故选：BCD 点睛：可以用移动试探电荷来判断电势高低和电势差大小情况，本题是力平衡中的空间力系问题，要理清几何关系，注意三个电场力的竖直分力与小球的重力平衡7 B【解析】因为三个夸克分布在正三角形的顶点上，具有“对称” 性，再考虑到同种电荷和异种电荷间的力的性质，上夸克受到的合力竖直向下，下夸克受到的合力竖直向上，故选项B 是正确的。8 BD【解析】若滑块受到的库仑力某时刻大于摩擦力，则滑块即开始做加速运动，不会在 b 点停下，A 错；水平方向上滑块受到恒定的摩擦力和逐渐变大的库仑力，且摩擦力大于库仑力，应做加速度逐渐减小的减速运动，前半段时间速度变化量较大
13、，故中间时刻滑块速率小于 ，B 正确；滑块从 a 运动到 b 的过程中，动能和电势能减小，转化为内能，故内能Q qU abmgx，显然 Q ，C 错；由上式还可得：U ab ，D 正确。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 3 页，总 6 页9 ；16:92kQr【解析】试题分析：根据库仑定律公式 ，AB 之间的库仑力为： 12kQFr229QkFkr而两球接触时先中和后平分电量，则两球的电量 Q= =4Q2则作用力为： ；22416kQkFr所以有：F：F=16：9考点：库仑定律【名师点睛】两相同小球相互接触再分开，则电量先中和然后再平分总电荷量；库仑定律计算中可以只代
14、入电量，最后再根据电性判断库仑力的方向10 BD【解析】当两球心相距 r 远大于 R 时，两球可以看做点电荷，故两球之间的库仑力为：；而当两球心相距 r 不是远大于 R 时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致F=kQ1Q2r2带电球的间距大于 r，根据库仑定律可知，它们相互作用的库仑力大小 ，故 AC 正FkQ1Q2r2确，BD 错误。故选 BD【名师点睛】库仑定律只适用于点电荷间的库仑力的计算。11 （ 1） 2L （2） （3）v4 58mv2【解析】试题分析：以乙为研究对象，根据牛顿第二定律和库仑定律求解；根据两球受到同样大小的库仑力列出等式，以两球组成的系统为研究对象，由动量守恒求
15、解，根据能量守恒求出减少的电势能。（1）从静止释放时，由牛顿第二定律得本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 4 页，总 6 页甲电荷：Fm 甲 a 乙电荷：Fm 乙 4a 由以上解得：m 甲 4 m 乙 4m根据库仑定律 得： 4ma F=kQ1Q2r2 F=kQ1Q2L2经过一段时间后，两球相距为 L1，则乙电荷： kQ1Q2L21=ma由以上解得：L 12L（2）甲、乙两电荷运动过程中，系统动量守恒，有：4mv甲 +mv乙 =0解得： 。v甲 =14v即经一段时间后，甲的速度大小为 ，方向与 B 运动方向相反。14v（3）根据能量守恒，这一过程中两电荷电势能减少等于机
16、械能的增加，所以。Ep=12m甲 v2甲 +12m乙 v2乙 =124m（ 14v） 2+12mv2=58mv2点睛：本题考查了牛顿第二定律、库仑定律、动量守恒和能量守恒等多个知识点，关键要分析清楚物体的运动情况。12 Emg3q+kqL2【解析】 B 球受力如图所示：由于 B 球静止，有 ，mg=Fsin60o qE=Fcos60o+kq2L2+FT本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 5 页，总 6 页E 最小时， 等于零，FT所以 Emg3q+kqL213 1.0106C【解析】试题分析：因为 B 静止于光滑绝缘的倾角为 30的斜面上，且恰与 A 等高，设A、B 之
17、间的水平距离为 L，根据题意可得 ，所以tan30h103tan3hcm对 B 进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力： 3tan3010.3FmgN根据 得 ，代入数据解得12Qkr2FkL61.0FQLCk考点：考查了库仑定律，共点力平衡条件的应用【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解14mg【解析】试题分析：球 a 与球 b 间距为 l，对小球 a 受力分析，受重力、c 球对 a 球的静电斥力、3b 球对 a 球的静电斥力和细线的拉力，如图所示：本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 6 页，总 6 页根据平衡条件，有：水平方向：F ab+Faccos60=Tcos30竖直方向：F acsin60+Tsin30=G其中：2(3)abckql解得：T=mg考点：物体的平衡【名师点睛】本题关键选择小球 a 受力分析，画出正确的受力分析图，然后根据平衡条件列式求解即可，基础题。
