（素能提升训练）第九章 2.库仑定律-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

2．库仑定律 [对应素能提升训练第3页] 1．下面关于点电荷的说法中正确的是(　　) A．点电荷的带电量一定是1.60×10－19 C B．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D．只有球形带电体才可看成是点电荷 解析　点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，点电荷的值可以等于元电荷，也可以是元电荷的整数倍，即点电荷的电荷量可多可少，故A错误；在研究带电体间的相互作用时，带电体的尺寸远小于它们之间的距离时，才可把带电体看成点电荷，并不是所有电荷都可以看成点电荷，故B错误；点电荷是理想化的物理模型，故C正确；任何形状的带电体在距离足够大的情况下都可以看成是点电荷，故D错误。 答案　C 2．关于库仑定律的公式F＝k，下列说法正确的是(　　) A．当真空中的点电荷相接触时，库仑力无穷大 B．库仑力与两点电荷间的距离r的平方成正比 C．当带电体为两个导体球(球半径相对于距离不可忽略)时，r指的是两球心间的距离 D．q1对q2的库仑力大小等于q2对q1的库仑力大小 解析　当两个电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用，A错误；库仑力与两点电荷的电荷量的乘积成正比，B错误；当带电体为两个导体球(球半径相对于距离不可忽略)时，带电体不可视为点电荷，电荷分布不均匀，库仑定律不适用，r不是指两球心间的距离，C错误；q1对q2的库仑力与q2对q1的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等，D正确。 答案　D 3．如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(　　) A．A带正电，QA∶QB＝1∶8 B．A带负电，QA∶QB＝1∶8 C．A带正电，QA∶QB＝1∶4 D．A带负电，QA∶QB＝1∶4 解析　要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电，设AC间的距离为L，则BC间的距离为2L。 FBsin 30°＝FA，即ksin 30°＝ 解得＝，故选项B正确。 答案　B 4．下图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零(去皮)后，给A、B带上同种电荷。下列说法正确的是(　　) A．A、B所带电荷量必须相等 B．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对平衡力 C．电子秤的示数与A、B间的距离成反比 D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数将减半 解析　探究电荷间的库仑力规律时，库仑力与两点电荷所带电荷量多少有关，与两点电荷间的距离有关，两点电荷的电荷量不要求必须相等，电荷量不相等也可以探究库仑力，A错误；A对B的库仑力与B对A的库仑力是两电荷间的一对相互作用力，不是一对平衡力，B错误；电子秤的示数与A、B间距离的二次方成反比，C错误；用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，C与A各自所带电荷量是A开始时所带电荷量的一半，因为A、B间的库仑力与两点电荷的电荷量乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，D正确。 答案　D 5．如图所示，两个质量均为m、带电量分别为q1、q2的小球，放在半径为R的内壁光滑的绝缘半球形碗内，平衡时两球与碗心O点连线和竖直方向的夹角均为30°，则(　　) A．两球间库仑力大小F＝k B．两球间库仑力大小F＝ C．碗对球的支持力FN＝k D．碗对球的支持力FN＝ 解析　对右侧小球受力分析可知，小球受重力、支持力及库仑力而处于平衡状态，如图所示，两球间的距离大小为R，根据库仑定律可得库仑力F＝，A错误； 由几何关系知，F＝mgtan 30°＝mg，B错误； 碗对球的支持力FN＝＝2F＝，C错误； 碗对球的支持力FN＝＝，D正确。 答案　D 6．已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为－e，e为电子所带电荷量的大小，即质子所带电荷量。如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为L，三个夸克组成等边三角形。L＝1.5×10－15 m，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－19 C。 (1)画出质子的三个夸克的组成图形，夸克用小圆圈表示，并在每个夸克旁标出该夸克所带电量。 (2)计算质子内每相邻两个夸克之间的静电力。 解析　(1)如图所示。 (2)质子带电为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处。这时上夸克与上夸克之间的静电力应为 Fm＝k＝k， 代入数值，得：Fm＝45.5 N，为斥力， 上夸克与下夸克之间的静电力为 Fn＝k＝k， 代入数值