【物理】2020届一轮复习人教版专题7-1电荷守恒定律　库仑定律作业

【物理】2020届一轮复习人教版专题7-1电荷守恒定律　库仑定律作业

专题7.1　电荷守恒定律　库仑定律 ‎1．（湖南省醴陵市第一中学2018-2019学年期中）关于电荷间的相互作用，下列说法正确的是（ ）‎ A．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 B．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 C．不论是同种电荷还是异种电荷都相互吸引 D．不论是同种电荷还是异种电荷都相互排斥 ‎【答案】B ‎【解析】电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故选B。‎ ‎2．（海南省文昌市文昌中学2018-2019学年期末）把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离，发现两球之间相互排斥，则这两个小球原来的带电情况可能是（ ）‎ ‎①两球带等量异号电荷 ②两球带等量同号电荷 ‎ ‎③两球原来带不等量同号电荷 ④两球原来带不等量异号电荷 A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①③④‎ ‎【答案】C ‎【解析】两球带等量异号电荷，接触后总电量为零，分开后不再有库仑力，①错误；两球带等量同号电荷，接触后分开，仍带同种电荷，相互排斥，②正确；两球原来带不等量同号电荷，接触后分开，两球均分总电量，且带同种电荷，相互排斥，③正确；两球原来带不等量异号电荷，接触后，先中和再均分，所以两球依然带同种电荷，相互排斥，④正确，故ABD错误，C正确。‎ ‎3．（河北石家庄市三中2018-2019学年期末）以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（ ）‎ A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C．摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 ‎【答案】D ‎【解析】无论是摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移，因为电荷守恒定律，只能从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到另一部分。所以D对。‎ ‎4．（哈尔滨三中2018-2019学年期中）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是(　　)‎ A．两片金属箔片上带异种电荷 B．两片金属箔片上均带负电荷 C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒上 D．将玻璃棒移走，金属箔片立即合在一起 ‎【答案】C ‎【解析】自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷正电；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒移动。移走金属棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起；故选C。‎ ‎5．（北京师大附中2018-2019学年期末）如图所示，O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，通过比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小来研究带电体之间的相互作用规律，关于本实验的下列说法中，正确的是（ ）‎ A.由小球受力平衡可知F＝mgtanθ，故带电小球所受力F的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ来表示 B.保持小球带电量不变，依次将小球悬挂于P1、P2、P3，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与距离成反比 C.保持小球处于位置P1，减少O所带的电荷量Q，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与O所带电荷量Q成正比 D.保持小球处于位置P1，减少小球所带的电荷量q，并保持小球和O之间的距离不变，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与小球所带电荷量q成正比 ‎【答案】A ‎【解析】由小球受力平衡可知F＝mgtanθ，故带电小球所受力F的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ来表示，选项A正确；保持小球带电量不变，依次将小球悬挂于P1、P2、P3，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F随着距离的增大而减小，但是不能说明F与距离成反比，选项B错误；保持小球处于位置P1，减少O所带的电荷量Q，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F随电量Q的减小而减小，但是不能说明F与O所带电荷量Q成正比的关系，选项C错误；保持小球处于位置P1，减少小球所带的电荷量q，并保持小球和O之间的距离不变，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明说明F随小球带电量的的减小而减小，但是不能说明F与小球所带电荷量q成正比，选项D错误。‎ ‎6．（陕西省榆林二中2018-2019学年期末）两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间的库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定在原处，则两球间库仑力的大小为 A．F/2 B．3F C．F/3 D．2F ‎【答案】C ‎【解析】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离仍不变，则库仑力为，所以两球间库仑力的大小为F/3。故选C。‎ ‎7．（福建省龙岩高中2018-2019学年期中）如图所示，A、B、C三点在同一直线上，且，在A处固定一电荷量为Q的点电荷，当在B处放一电荷量为q的试探电荷时，它所受到的电场力为F；移去B处电荷，在C处放电荷量为4q的试探电荷，其所受电场力大小为（ ）‎ A．F B．2F C．4F D．8F ‎【答案】A ‎【解析】设AB=r，则有BC=r，根据库仑定律，则有：F=，故电荷量为4q的点电荷在C处所受电场力为：FC==F，故A正确、BCD错误。‎ ‎8．（安徽省宿州市第一中学2018-2019学年期末）关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法中不正确的是（ ）‎ A．三种方式的实质是一样的，都是电子的转移 B．三种方式都产生了新电荷 C．三种方式都符合电荷守恒定律 D．摩擦起电、接触起电要求都要接触，而感应起电不要接触 ‎【答案】B ‎【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷。电荷只是发生转移。感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分。感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分。电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电。摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，实质是一样的，都是电子的转移，都符合电荷守恒定律，故ACD正确；这三种方式都没有产生电荷，故B错误；本题错误的，故选B。‎ ‎9．（广东省深圳市平冈中学2018-2019学年期末）如图所示，在粗糙的水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点停止，则从M到N的过程中，下列说法错误的是（ ）‎ A．小物块所受的电场力逐渐减小　　B．小物块具有的电势能逐渐减小 C．M点的电势一定高于N的电势　　D．小物块电势能的减小量一定等于克服摩擦力做的功 ‎【答案】C ‎【解析】小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动到N，离电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定理可得μmgx－WE＝0，即WE＝μmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于克服滑动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误.此题选择错误的选项，故选C。‎ ‎10．（湖北省襄阳市2018-2019学年期末）如图所示，两个带电荷量分别为q1、q2，质量分别为m1、m2的小球，以等长的丝线悬挂于一点，下列情况正确的是（ ）‎ A．若m1＝m2，q1≠q2，则а＝β B．若m1＝m2，q1＞q2，则а＞β C．若m1＝m2，q1＜q2，则а＜β D．若m1≠m2，q1＝q2，则а＝β ‎【答案】A ‎【解析】m1、m2受力如图所示，‎ 由平衡条件可知，‎ m1g＝Fcotβ，m2g＝F′cotα 因F=，则 ‎ 可见，若m1＞m2，则α＞β；若m1＝m2，则α＝β；若m1＜m2，则α＜β．α、β的关系与两电荷所带电量无关。故A 正确，BCD均错误。‎ ‎11．（浙江省学军中学2019届高三模拟）在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 （ ）‎ A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入困境 B．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律 C．伽利略开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法,比如他利用图(a)对自由落体运动研究，先在倾角较小的斜面上进行实验， 其目的是使时间测量更容易 D．库仑发现的库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑，并且库仑进一步提出了“电场”的概念。‎ ‎【答案】C ‎【解析】亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，重物比轻物下落快，16世纪末，伽利略对落体运动进行系统研究，将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，而不是直接由实验得出自由落体运动是匀变速直线运动，A错误；开普勒在分析第谷的数据基础上提出开普勒行星运动定律，但没有得出万有引力定律，B错误；伽利略开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，比如他利用图(a)对自由落体运动研究，先在倾角较小的斜面上进行实验，其目的是“冲淡”重力，使时间测量更容易，C正确；库仑发现的库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑；法拉第提出了“电场”的概念，D错误。‎ ‎12．（2019年江苏省扬州中学高三模拟）如图所示,验电器带有少量正电荷,将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电 器的金属球.此过程中,可能看到金属箔片张开的角度（ ）‎ A．不断增大 B．先减小至零,后逐渐增大 C．先增大,后减小 D．先增大,后不变 ‎【答案】B ‎【解析】带有负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球，根据异种电荷相互吸引得出金属箔所带电荷变少，所以金属箔的夹角减小，随小球的靠近，验电器的金属球上的正电荷越来越多，所以金属箔上将开始带上负电荷，随负电荷的增加多，此时验电器金属箔的张角也开始变大，即金属箔的夹角增大，故ACD错误，B正确。‎ ‎13．（浙江省临安市昌化中学2019届高三模拟）为研究静电除尘,有人设计了一个盒状容器,如图所示,容器侧面是绝缘的透明有机玻璃,上下底面是金属板。当金属板连接到高压电源正、负两极时,在两金属板间产生匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,颗粒带负电,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力。闭合开关S后,下列说法正确的是(　　)‎ A．烟尘颗粒向下运动 B．两金属板间电场方向向上 C．烟尘颗粒在运动过程中电势能减小 D．烟尘颗粒电荷量可能是电子电荷量的1.5倍 ‎【答案】C ‎【解析】由图可知，极板上端为正极，下端为负极；则带负电的颗粒受电场力向上，故带电颗粒将向上运动。故A错误；极板上端为正极，下端为负极，所以两金属板间电场方向向下。故B错误；烟尘颗粒在运动过程中电场力做正功，电势能减少。故C正确；带电体的带电量只能是元电荷的整数倍，所以烟尘颗粒电荷量不可能是电子电量的1.5倍。故D错误。‎ ‎14．（北京市朝阳区2019届高三模拟）如图所示，A、B是两个带异号电荷的小球，其质量相等，所带电荷量分别为q1，q2，A球刚绝缘细线悬挂于O点，A、B球用绝缘细线相连，两细线长度相等，整个装置处于水平匀强电场中，平衡时，两细线张紧，且B球恰好处于O点正下方，则可以判定，A、B两球所带电荷量的关系为（ ）‎ A．ql= -q2 B．ql=-2q2 C．2q1=-q2 D．q1=-3q2‎ ‎【答案】D ‎【解析】设OA绳子对A球的作用力为F1，AB球之间的作用力为F2，对A和B整体分析，有平衡条件可得，，对B球受力分析，有平衡条件可得，，由以上4式可得两球的电荷量的关系为，又因为两球是异种电荷，所以D正确。‎ ‎15．（广东省茂名一中2019年高考模拟）在真空中存在水平向右的匀强电场，一绝缘不可伸长的细线跨过光滑定滑轮两端系着两个带正电小球A、B，质量分别为m1和m2，两个小球在同一条竖直线上静止不动绳子与水平面的夹角分别为30°和60°，重力加速度为g 则下列说法正确的是（　　）‎ A．绳子的张力 B．A、B两小球的电荷量之比为1：‎ C．两个小球之间的库仑力 D．以上说法都不对 ‎【答案】C ‎【解析】分别对带正电小球A、B进行受力分析，分别受重力、电场力、绳子的张力和库仑力。运用正交分解根据平衡条件得：对于A，在水平方向有Eq1=Tcos30°，竖直方向有mg=F库+Tsin30°，对于B，在水平方向有Eq2=Tcos60°，竖直方向有mg=Tsin60°-F库，联立解得， ，A、B两小球的电荷量之比为：1，故C正确，ABD错误。‎ ‎16．（江西省南昌市第二中学2019届高三模拟）如图，边长为a的立方体ABCD－A’B’C’D’八个顶点上有八个带电质点，其中顶点A、C电量分别为q、Q，其他顶点电量未知，A点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态，现将C上质点电量变成—Q，则顶点A上质点受力的合力为（不计重力）（ ）‎ A． B． C． D．0 ‎ ‎【答案】B ‎【解析】开始时A上质点受力平衡，A、间库仑力与其他六个质点对A 的合力等大反向，‎ 当上质点电性变为时，A质点受到的力为原来的的两倍 ，所以A质点受的合力为，故B正确。‎ ‎17．（河南省名校联盟2019届年高三调研）如图所示，绝缘轻杆一端插入绝缘水平面固定，另一端与带正电的金属小球1连接，轻杆与水平面夹角为30°。带电量为+q的金属小球2放在绝缘水平面上，1、2小球间的连线与水平面间的夹角也为30°，此时轻杆对小球1的弹力恰好沿杆方向。现用与小球2完全相同的带电量为－3q小球3和小球2接触，稳定后再移走小球3．球1、2均看作点电荷。则小球2电荷量变化前后，轻杆对小球1的弹力大小之比为（ ）‎ A．1︰ B．2︰ C．1︰2 D．︰2‎ ‎【答案】A ‎【解析】设金属小球1的质量为m，球2与球3接触前，小球1、2之间表现为斥力，大小设为F，由平衡条件可得轻杆对球1的弹力与球1的重力和F的合力等大反向，由几何关系得球1的重力和F的夹角为°，又由于此时轻杆对小球1的弹力恰好沿杆的方向，根据平行四边形定则可知，故轻杆对小球1的弹力大小为；球2与球3接触后，小球2的电荷量变为，根据库仑定律得，小球1、2之间库仑力大小还是F，表现为引力，由平衡条件得轻杆对小球1的弹力与球的1的重力和F的合力等大反向，由几何关系得小球1的重力和F的夹角为60°，再根据平行四边形定则可知，轻杆对小球1的弹力大小变为，所以，故选项A正确，B、C、D错误；故选A。‎ ‎18．（陕西省榆林市2019届高三第一次模拟）如图所示，带正电的小球A用竖立在地面上的绝缘杆支撑，带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着，开始时A、B在同一水平线上并处于静止，不计两个小球的大小。现用手拉细线使小球B缓慢向上移动，小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中(　　)‎ ‎ ‎ A．A、B两球间的距离在减小 B．小球B的运动轨迹是一段圆弧 C．细线上的张力一直增大 D．细线上的张力可能先变小后变大 ‎【答案】B ‎【解析】设小球B受到的重力为mg，A、B两球的带电量分别为q1、q2，两球间的距离为r，定滑轮距离A球为h，距离B球为d，对B球受力分析如图。‎ 根据相似三角形可知， ，得 ，在小球移动过程中，r不变，因此小球的运动轨迹是一段圆弧，选项A错误、B正确；又，由于d在减小，因此F在减小，选项CD错误。故选B。‎ ‎19．（浙江省杭州市2019年高考命题预测卷）某同学在研究电容式充放电实验时。充满电量的平行板电容器竖直放置，同时将一个包裹有铝箔纸的乒乓球放入其中，发现乒乓小球能够在电场的作用下运动起来，你觉得小球的运动状态应该是（ ）‎ A．被吸到一侧的极板上不动 B．处于中间位置不动 C．一直在两极板间来回撞击 D．沿绳子方向弹回 ‎【答案】C ‎【解析】乒乓小球能够在电场的作用下运动起来,‎ 以小球向右摆动为例，当小球向右摆动与右板接触带上负电，然后根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，知小球向左运动当运动到左板后小球上带的负电荷先与左极板正电荷中和后，再带上正电荷，然后再次根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引小球向右摆动，然后周而复始，故C正确；故选C。‎ ‎20．（浙江省临安第一中学2019届高三模拟）用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素,如图所示, O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1,P2,P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是(　　)‎ A．保持Q,q不变,增大d,则θ变大,说明F与d有关 B．保持Q,d不变,减小q,则θ变小,说明F与q有关 C．保持Q,q不变,减小d,则θ变大,说明F与d成反比 D．保持q,d不变,减小Q,则θ变小,说明F与Q成正比 ‎【答案】B ‎【解析】物体在库仑力、绳的拉力、重力的共同作用下平衡：‎ 保持Q、q不变，根据库仑定律公式，增大d，库仑力变小，则θ变小，说明F与d有关。故A错误；保持Q、d不变，根据库仑定律公式，减小q，则库仑力变小，θ变小，知F与q有关。故B正确；保持Q、q不变，减小d，库仑力变大，则θ变大，根据库仑定律公式，知F与d2成反比。故C错误；保持q、d不变，减小Q，则库仑力变小，θ变小，根据库仑定律公式，知F与两电荷的乘积成正比。故D错误。‎ ‎1.（2019·浙江选考）电荷量为4×10－6 C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2 kg、电荷量为－5×10－6 C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为30 cm，AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109 N·m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】两球之间的库仑力为，小球B受到的重力大小为，且F与竖直方向夹角为60°，，故小球B受到的库仑力，重力以及细线的拉力，组成的矢量三角形为等边三角形，所以细线与竖直方向的夹角为60°，B正确．‎ ‎2. (2018·全国卷Ⅰ)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　)‎ A．a、b的电荷同号，k＝ B．a、b的电荷异号，k＝ C．a、b的电荷同号，k＝ D．a、b的电荷异号，k＝ ‎【答案】D ‎【解析】由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，根据受力分析知，a、b的电荷异号．‎ 根据库仑定律，a对c的库仑力为 Fa＝k0 ①‎ b对c的库仑力为 Fb＝k0 ②‎ 设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得 ＝ ③‎ 联立①②③式得k＝＝＝. ‎ ‎3.(2018·浙江选考)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为(　　)‎ A.　　　　 B. C. D. ‎【答案】C　‎ ‎【解析】设原来A、B球各带Q的电荷量，根据相同的小球接触后电荷的分配规律可知，C球与A球接触后，A、C球均带的电荷量，然后C球与B球接触后，C、B球各带的电荷量，根据库仑定律可得移开C球后，A、B球间的静电力为，C正确。‎