2022年高中物理 第1章 電荷的相互作用章末綜合檢測(cè)卷 滬科版選修3-1(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1如圖1所示，原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是()圖1A只有M端驗(yàn)電箔張開 B只有N端驗(yàn)電箔張開C兩端的驗(yàn)電箔都張開 D兩端的驗(yàn)電箔都不張開答案C2真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2，它們之間的靜電力為F，下面做法可以使它們之間的靜電力變?yōu)?.5F的是()A使Q1的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍，Q2的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍，使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B使每個(gè)電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍C使其中一個(gè)電荷的電荷量和它們的距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍D保持它們的電荷量不變，使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?/3倍答案A3設(shè)某星球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1 000 km的地方，又若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2 000 km的地方相對(duì)于該星球無初速度釋放，則此電子粉塵()A向星球下落 B仍懸浮C推向太空 D無法判斷答案B解析粉塵懸浮即受力平衡：G，kqQGMm; 故在另一個(gè)地方則有G，與距離無關(guān)，仍平衡，故B項(xiàng)正確4半徑為R、相距較近的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上，若兩球都帶等量同號(hào)電荷Q時(shí)它們之間的靜電力為F1，兩球帶等量異號(hào)電荷Q與Q時(shí)靜電力為F2，則()AF1>F2 BF1<F2 CF1F2 D不能確定答案B解析因?yàn)閮蓚€(gè)金屬球較大，相距較近，電荷間的相互作用力使電荷分布不均勻，故不能簡(jiǎn)單地把兩球看成點(diǎn)電荷帶等量同號(hào)電荷時(shí)，兩球的電荷在距離較遠(yuǎn)處分布得多一些，帶等量異號(hào)電荷時(shí)，兩球的電荷在距離較近處分布得多一些，可見帶等量同號(hào)電荷時(shí)兩球電荷中心間距離大于帶等量異號(hào)電荷時(shí)電荷中心間距離，所以有F1<F2，故B項(xiàng)正確 5如圖2所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細(xì)線懸掛著兩個(gè)相同的帶電輕質(zhì)小球A、B，A球左邊放一個(gè)帶電荷量為Q的小球時(shí)，兩懸線都保持豎直方向下列說法中正確的是()圖2AA球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較大BA球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較小CA球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較大 DA球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較小答案B6兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球，相距r，球的半徑比r小得多，帶電荷量大小分別為q和3q，相互斥力為3F.現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球相接觸，然后分開，仍放回原處，則它們之間的相互作用力將變?yōu)?)AFB4F/3C4F D以上三個(gè)答案之外的一個(gè)值答案C二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7對(duì)于庫侖定律，下面說法正確的是()A凡計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力，就可以使用公式FkB兩個(gè)帶電小球即使相距非常近，也能用庫侖定律C相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的靜電力大小一定相等D當(dāng)兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為4r時(shí)，對(duì)于它們之間的靜電力大小，只取決于它們各自所帶的電荷量答案AC8兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電荷量之比為17，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的()A. B. C. D.答案CD解析設(shè)兩小球的電荷量分別為q與7q，則由庫侖定律可知原來相距r時(shí)的相互作用力Fkk，由于兩球的電性未知，接觸后相互作用力的計(jì)算可分為兩種情況：(1)兩球電性相同相互接觸時(shí)兩球電荷量平分且平均分布，每球帶電荷量為4q，放回原處后的相互作用力為F1kk，故，D正確(2)兩球電性不同相互接觸時(shí)電荷先中和再平分，每球帶電荷量為3q，放回原處后的相互作用力為F2kk，故，C正確9兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在左右兩側(cè)，左側(cè)電荷帶電荷量為Q1，右側(cè)電荷帶電荷量為Q2，且Q14Q2，另取一個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷q，放在Q1和Q2的連線上，欲使q平衡，則q的帶電性質(zhì)及所處位置可能為()A負(fù)電，放在Q1的左方 B負(fù)電，放在Q2的右方C正電，放在Q1的左方 D正電，放在Q2的右方答案BD10兩個(gè)帶有同種電荷的小球A、B，放在光滑絕緣水平面上，其中小球A固定，小球B只在靜電力作用下由靜止開始沿水平面運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，小球B的加速度a和速度v的變化是()Aa一直在增大 Ba一直在減小Cv一直在增大 Dv一直在減小答案BC解析B在A的靜電斥力的作用下，向遠(yuǎn)離A的方向做加速運(yùn)動(dòng)，A、B間隔越來越大，由牛頓第二定律得kmBaB，r逐漸增大，則aB逐漸減小，但B的速度一直在增大，故正確選項(xiàng)為B、C.三、填空題(本題共8分)11如圖3所示，MON是固定的光滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個(gè)套在此桿上的帶有同種電荷的小球用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上，使兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將A球水平向右緩慢拉動(dòng)一小段距離后，A、B兩小球可以重新平衡則后一種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較，A、B兩小球間的靜電力_；A球?qū)O桿的壓力_(選填“變大”、“變小”或“不變”)圖3答案變小不變解析以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，在豎直方向上滿足mBgFcos (F為靜電力，為AB連線與豎直方向的夾角)由于移動(dòng)后變小，所以靜電力F變小以A、B整體為研究對(duì)象，MO桿對(duì)A球的支持力滿足關(guān)系式：NmAgmBg，所以MO桿對(duì)A球的支持力不變，根據(jù)牛頓第三定律，A球?qū)O桿的壓力也保持不變四、計(jì)算題(共4小題，共52分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)12(12分)半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？答案(1)23(2)21解析(1)設(shè)A、B帶同種電荷均為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷量為qAqCq.C與B球接觸后，B、C所帶電荷量為qBqCq故A、B帶電荷量大小之比為(2)設(shè)qAq，qBq則C與A接觸后，A、C帶電荷量為qAqCq.C與B接觸后，B、C帶電荷量為qBqCq，故A、B帶電荷量大小之比為13(10分)如圖3所示，帶電小球A和B放在光滑、絕緣水平面上，質(zhì)量分別為m12 g，m21 g；所帶電荷量值q1q2107C，A帶正電，B帶負(fù)電，現(xiàn)有水平向右恒力F作用于A球，可使A、B一起向右運(yùn)動(dòng)，且保持間距d0.1 m不變，試問F多大？圖3答案2.7×102 N解析兩球相互吸引的靜電力F靜9×103 NA球和B球加速度相同，隔離B球，由牛頓第二定律得F靜m2a；把A球和B球看成一個(gè)整體，水平恒力F即其合外力，則有F(m1m2)a，代入數(shù)據(jù)得a9 m/s2，F(xiàn)2.7×102 N.14(15分)如圖4所示，真空中兩個(gè)相同的小球帶有等量同種電荷，質(zhì)量均為0.1 g，分別用10 cm長的絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的一點(diǎn)，當(dāng)平衡時(shí)B球偏離豎直方向60°，A球豎直懸掛且與絕緣墻壁接觸，g10 m/s2，求：圖4(1)兩個(gè)小球所帶電荷量；(2)墻壁受到的壓力；(3)每條細(xì)線的拉力答案(1)均為×107 C(2)×103 N(3)TA1.5×103 NTB103 N解析(1)對(duì)B球進(jìn)行受力分析，可知F靜mg103 N，由F靜k可知Q×107 C.(2)由A受力平衡可知墻壁受到的壓力為×103 N.(3)由B的受力分析可知TBF靜103 N，同理TAmgF靜cos 60°1.5×103 N.15(15分)如圖5(a)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)帶相同的電荷量q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)所帶電荷量是多少？某同學(xué)的解答過程如下：圖5金屬環(huán)A受到三個(gè)力的作用，拉力T、重力mg和靜電力F，受力分析如圖(b)由受力平衡知識(shí)得，kmgtan 30°，解得q .你認(rèn)為他的解答是否正確？如果不正確，請(qǐng)給出你的解答答案見解析解析不正確金屬環(huán)A受四個(gè)力的作用，OA線的拉力T、AB線的拉力T、重力mg和靜電力F，受力分析如圖所示由受力平衡知識(shí)得Tsin 60°mgFTcos 60°Tk解得q