高中物理粵教版1第一章電場學(xué)業(yè)分層測評2

學(xué)業(yè)分層測評(二)探究靜電力(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標]1．真空中有相距為r的兩個點電荷A、B，它們之間相互作用的靜電力為F，如果將A的帶電荷量增加到原來的4倍，B的帶電荷量不變，要使它們的靜電力變?yōu)镕/4，則它們的距離應(yīng)當(dāng)變?yōu)?)A．16r B．4rC．2eq\r(2)r D．2r【解析】根據(jù)庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)，可以確定距離應(yīng)變?yōu)?r，故B正確．【答案】B2.為了研究電荷之間的相互作用力跟什么因素有關(guān)，小宇做了如下實驗：把一個帶正電的物體放在A處，然后將掛在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3處，發(fā)現(xiàn)情況如圖1-2-3所示．由此，小宇歸納得出的初步結(jié)論是()圖1-2-3A．電荷之間的作用力大小隨距離增大而減小B．電荷之間的作用力大小隨距離增大而增大C．電荷之間的作用力大小隨距離的增大先增大后減小D．電荷之間的作用力大小與距離無關(guān)【解析】根據(jù)小球懸線偏離豎直方向的角度可以看出，電荷之間相互作用力的大小與電荷間距離的大小有關(guān)，距離越近，偏角越大，說明電荷間相互作用力越大，所以A選項正確．【答案】A3．A、B兩個點電荷間距離恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時，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．不能確定【解析】由庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)可知，當(dāng)Q1、Q2、r不變時兩點電荷間的庫侖力F不變，與是否存在其他電荷無關(guān)，故C正確，A、B、D錯誤．【答案】C4．如圖1-2-4所示，兩個帶電球，大球的電量大于小球的電量，可以肯定()圖1-2-4A．兩球都帶正電B．兩球都帶負電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【解析】由題圖可知，兩個小球相互排斥，可判斷：兩個小球帶同種電荷，A、B項錯誤；兩球間的庫侖力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，C錯誤，D正確．【答案】D5．設(shè)星球帶負電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1000km的地方，若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2000km的地方相對于該星球無初速釋放，則此電子粉塵()A．向星球下落 B．仍在原處懸浮C．推向太空 D．無法判斷【解析】均勻帶電的球體可視為點電荷．粉塵原來能懸浮，說明它所受的庫侖力與萬有引力相平衡，即eq\f(kQq,r2)＝Geq\f(Mm,r2)，可以看出r增大，等式仍然成立，故選B.【答案】B6．三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球1的帶電量為q，球2的帶電量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，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＝4C．n＝5 D．n＝6【解析】由于各球之間距離遠大于小球的直徑，小球帶電時可視為點電荷．由庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)知兩點電荷間距離不變時，相互間靜電力大小與兩球所帶電荷量的乘積成正比．又由于三小球相同，則接觸時平分總電荷量，故有q×nq＝eq\f(nq,2)×eq\f(q＋\f(nq,2),2)，解之可得n＝6，D正確．【答案】D7．(多選)如圖1-2-5所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c(可視為點電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是()圖1-2-5A．a(chǎn)對b的靜電力一定是引力B．a(chǎn)對b的靜電力可能是斥力C．a(chǎn)的電荷量可能比b少D．a(chǎn)的電荷量一定比b多【解析】三個自由電荷僅在庫侖力作用下平衡時滿足“三者共線，兩大夾小，兩同夾異，近小遠大”．所以，選項A、D正確．【答案】AD8．真空中兩個靜止點電荷相距10cm，它們之間相互作用力的大小為9×10－4N，當(dāng)它們合在一起時，成為一個帶電量為3×10－8C的點電荷，若它們帶異種電荷，原來兩電荷的帶電量各為多少？【導(dǎo)學(xué)號：30800003【解析】若兩個小球帶電量的大小分別為q1、q2由題意：q1－q2＝3×10－8C根據(jù)庫侖定律：F＝keq\f(q1q2,r2)，得：q1＝5×10－8Cq2＝2×10－8考慮到可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故q1＝－5×10－8Cq2＝2×10－8C或q1＝5×10－8Cq2＝－2×10－8C.【答案】q1＝－5×10－8Cq2＝2×10－8C或q1＝5×10－8Cq2＝－2×10－[能力提升]9．(多選)如圖1-2-6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上．a(chǎn)和c帶正電，b帶負電，則c受到a和b的靜電力的合力可能是()圖1-2-6A．F1 B．F2C．F3 D．F4【解析】如圖所示，可根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引判斷c所受a、b的作用力方向，由平行四邊形定則可判知其合力，選項A、B正確．【答案】AB10.中子內(nèi)有一個電荷量為＋eq\f(2,3)e的上夸克和兩個電荷量為－eq\f(1,3)e的下夸克，一簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1-2-7所示，如選項圖給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是()圖1-2-7【解析】對上夸克和下夸克分別受力分析，由對稱性可知，兩下夸克對上夸克的作用力的合力必豎直向下；由于上夸克對下夸克的作用力是兩個下夸克之間作用力的二倍，夾角為120°，所以二者合力恰好豎直向上．故正確答案為B.【答案】B11．如圖1-2-8所示，一條長為3L的絕緣絲線穿過兩個質(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圖1-2-8【解析】圓環(huán)A受力如圖，受四個力：重力mg、庫侖力F、絲線兩個拉力T相等．則Tsin60°＝mgTcos60°＋T＝keq\f(q2,L2)解得q＝eq\r(\f(\r(3)mgL2,k)).【答案】均為eq\r(\f(\r(3)mgL2,k))12．三個帶電量相同的正電荷Q，放在等邊三角形的三個頂點上，問：(1)在三角形的中心放置電量為多大的電荷，才能使中心的電荷受力為零？(2)電量為多大時使每個電荷受力都為零？【解析】(1)由于放于頂點的電荷性質(zhì)相同，電量多少相同，到三角形中心距離相等，由庫侖定律可知，每個Q對中心電荷的庫侖力大小相等且互成120°，故中心電荷只要電量不為零，受力均為零．(2)設(shè)邊長為l，在△ABC中，中心O到B(或A或C)距離為r，r＝eq\f(\r(3),3)l，A對B的作用力和C對B的作用力的合力與q對B的作用力為一對平衡力．q對B點Q的力FqQ＝keq\f(qQ,\f(\r(3),3)l2)＝3keq\f(Qq,l2).C處(A處)Q對B處Q的庫侖力，F(xiàn)QQ＝keq\f(QQ,l2)＝keq\f(Q2,l2)，B處Q受A、C處Q的庫侖力的合力F合＝2FQQ