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2015年湖北高考物理專項訓(xùn)練:庫侖定律

來源:湖北自考網(wǎng) 時間:2015-04-20


湖北2015年高考物理專項訓(xùn)練:庫侖定律


  2015年湖北高考生正在努力備考中,湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考物理專項訓(xùn)練資料,希望對大家的復(fù)習(xí)有幫助!


  一、選擇題(8×5′,共40分)

  1.庫侖定律的適用范圍是(  )

  A.真空中兩個帶電球體間的相互作用

  B.真空中任意帶電體間的相互作用

  C.真空中兩個點(diǎn)電荷間的相互作用

  D.真空中兩個帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離,則可應(yīng)用庫侖定律

  解析:庫侖定律嚴(yán)格適用于點(diǎn)電荷間的相互作用力.

  答案:CD

  2.A、B兩個點(diǎn)電荷間距離恒定,當(dāng)其他電荷移近時,A、B之間的庫侖力將(  )

  A.可能變大     B.可能變小

  C.一定不變 D.無法確定

  解析:由F=k可以得出.

  答案:C

  3. (2011·海南卷)三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知(  )

  A.n=3 B.n=4

  C.n=5 D.n=6

  解析:設(shè)1、2兩電荷之間的距離為r,3和他們沒有接觸前,由庫侖定律有=F,接觸后,2球帶電荷量為q,1球帶電荷量為q,由庫侖定律有=F,聯(lián)立上面兩式解得n=6,D項對.

  答案:D

  4.兩個點(diǎn)電荷相距r時相互作用力為F,則(  )

  A.電量不變距離加倍時,作用力變?yōu)镕/2

  B.其中一個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時,作用力為4F

  C.每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時,作用力為4F

  D.每個電荷的電量和兩電荷間距離都增加相同倍數(shù)時,作用力不變

  解析:由F=k,若Q1、Q2不變,而r變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r,則F要變?yōu)樵瓉淼?,故選項A不正確;若其中一個電荷的電量和兩電荷間距離減半時,則作用力變?yōu)樵瓉淼膬杀?,故選項B錯誤;若每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半或增加相同的倍數(shù)時,則作用力保持不變,故C錯,D對.

  答案:D

  5.關(guān)于靜電力常量,下列說法中正確的是(  )

  A.由k=F·r2/Q1Q2可知,當(dāng)兩個點(diǎn)電荷之間的距離r越大,兩個點(diǎn)電荷電量的乘積Q1Q2越小時,靜電力常量k的值就越大

  B.k是一個無單位的常數(shù)

  C.因為靜電力有方向,所以k是一個矢量

  D.k在數(shù)值上等于兩個1 C的點(diǎn)電荷相距1 m時的相互作用力的大小

  答案:D

  6.如圖8所示,在光滑絕緣的水平面上,固定著質(zhì)量相等的三個帶電小球a、b、c,三球在一條直線上,若釋放a球,a球的初始加速度為-1 m/s2(向右為正);若釋放c球,c球的初始加速度為-3 m/s2,當(dāng)釋放b球時,b球的初始加速度為(  )

  圖8

  A.4 m/s2 B.-1 m/s2

  C.-4 m/s2 D.1 m/s2

  解析:對a:Fba+Fca=maa.

  對c:Fbc+Fac=mac,

  因為Fca=-Fac,所以+得:

  Fba+Fbc=-(Fab+Fcb)=m(aa+ac).

  又Fab+Fcb=mab,所以mab=-m(aa+ac),所以ab=-(aa+ac)=-(-1-3)m/s2=4 m/s2.即b球的初始加速度大小為4 m/s2,方向向右.

  答案:A

  圖9

  7.如圖9所示,三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點(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表示,它應(yīng)是(  )

  A.F1 B.F2

  C.F3 D.F4

  圖10

  解析:取小球c為研究對象,c受到a的斥力F斥,方向沿ac連線如圖10所示,c受到b的吸引力F引,由于F引>F斥,則c球受靜電力的合力應(yīng)為F2.

  答案:B

  圖11

  8.一個半徑為R的圓盤,帶電荷量為Q,OO′為過圓盤的圓心O的直線,且OO′與圓盤面垂直,在OO′上的M點(diǎn)放電荷量為q的另一個點(diǎn)電荷,此時Q與q的庫侖力為F,若將q移至N點(diǎn),Q與q的庫侖力為F′.已知OM=MN=R,如圖11所示,則F′等于(  )

  A.2F B.F

  C. D.以上答案都不對

  解析:由于點(diǎn)電荷q和圓盤間距離為R,而圓盤的半徑也為R,因而圓盤的大小和形狀不能忽略,即不能看成點(diǎn)電荷,所以q和圓盤間的庫侖力也就不能使用庫侖定律計算,故答案為D.

  答案:D


  二、非選擇題(9、10題各10分,11、12題各20分,共60分)

  圖12

  9.如圖12所示,質(zhì)量為2 g的小球A用絲線懸起,把帶電量為4.0×10-6C的小球B靠近A,當(dāng)兩小球在同一高度相距30 cm時,A球恰好平衡,絲線與豎直方向夾角α為30°,則B球受到的靜電引力為________、方向為________;A帶________電,帶電量為________.(g取10 N/kg)

  圖13

  解析:對A球受力分析如圖13,則F=mAgtan30°=0.012 N,因為F=k,所以QA=3×10-8C.由于A、B為異種電荷,A為負(fù)電荷.找準(zhǔn)研究對象、對研究對象進(jìn)行正確的受力分析是解此題的關(guān)鍵.

  答案:0.012 N;水平向左;負(fù);3×10-8C

  圖14

  10.兩個半徑完全相同的金屬小球帶有等量的正電荷,放于一豎直半圓環(huán)光滑的絕緣面內(nèi),靜止時兩球位置如圖14所示,已知兩球的質(zhì)量都為m,環(huán)的半徑為R(小金屬球的半徑可以忽略).AOC=BOC=θ,則小球受到的庫侖力的大小F=________,每個小球上的電荷量Q=________.

  圖15

  解析:如圖15所示,

  F=mgtanθ.

  因為F=k,所以

  Q=2Rsinθ.

  答案:mgtanθ;2Rsinθ

  圖16

  11.如圖16所示,兩個同樣的氣球充滿氫氣(氣球重力不計),氣球帶有等量同種電荷,兩根等長的細(xì)線下端系上5.0×103 kg的重物后就漂浮著,求每個氣球的帶電量.(g取10 N/kg).

  解:先對重物受力分析,求出細(xì)線的拉力,如圖17甲所示,2Tcosθ=mg.同樣再對左面氣球受力分析,如圖乙所示,知F=Tsinθ,而F=k,最后可得Q≈8.7×10-4C.

  圖17

  12.“真空中兩個靜止點(diǎn)電荷相距10 cm,它們之間的相互作用力大小為9×10-4 N,當(dāng)它們合在一起時,成為一個帶電荷量為3×10-8C的點(diǎn)電荷.問原來兩電荷的帶電量各為多少?”某同學(xué)求解如下:根據(jù)電荷守恒定律:q1+q2=3×10-8C=a ,根據(jù)庫侖定律:q1q2=F=×9×10-4C2=1×10-15C2=b,將q2=b/q1代入式得:q-aq1+b=0,解得q1=(a±)=(3×10-8±),根號中的數(shù)值小于0,經(jīng)檢查,運(yùn)算無誤.

  試指出求解過程中的問題并給出正確的解答.

  解:分析題意得:題中僅給出兩電荷之間的相互作用力的大小,并沒有給出帶電的性質(zhì),所以兩點(diǎn)電荷也可能異號.

  按電荷異號計算,由

  q1-q2=3×10-8C=a ;

  q1q2=1×10-15C2=b

  聯(lián)立方程得:q-aq1-b=0,

  由此代入數(shù)據(jù)解得:

  q1=5×10-8C,

  q2=2×10-8C(q1、q2異號).

結(jié)束
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