假期作业(二十) 电荷 库仑定律-【成功方案】2025年大暑假小一轮高一全一册物理暑假作业

高一物理 (2)由动能定理 -FfH-mgH=0- 1 2m× (2v0)2 得所求最大高度H=17v0 2 16g . 答案 (1)1517mg (2)17v0 2 16g 8.解析 (1)小球在BCD 段运动时,受到 重力mg、轨道正压力FN 的作用,小球在 最高点C所受轨道正压力为0.设小球在 C点的速度大小为vC, 根据牛顿第二定律有 mg=m vC2 R 小球从B点运动到C 点,机械能守恒.设 在B点处小球的速度大小为vB,有 1 2mvB 2=12mvC 2+2mgR 由于小球在AB 段由静止开始做匀加速 运动,设加速度大小为a,由运动学公式 有vB2=2aR 联立以上各式解得a=52g. (2)设小球在D点的速度大小为vD,下落 到A点时的速度大小为v,由机械能守恒 定律有 1 2mvB 2=12mvD 2+mgR 1 2mvB 2=12mv 2 设小球从D点运动到A 点所用的时间为 t,由运动学公式得 gt=v-vD 解得t=(5-3)Rg. 答案 (1)52g (2)(5-3)Rg 真题演练 1.ACD 由题意可知B物体可以在开始位 置到最低点之间做简谐振动,故在最低 点时有弹簧弹力T=2mg;对A 分析,设 绳子 与 桌 面 间 夹 角 为θ,则 依 题 意 有 2mgsinθ=Mg,故有M<2m,故A正确, B错误;由题意可知B 从释放位置到最 低点过程中,开始弹簧弹力小于重力,物 体加速,合力做正功;后来弹簧弹力大于 重力,物体减速,合力做负功,故C正确; 对于B,在从释放到速度最大过程中,B 机械能的减少量等于弹簧弹力所做的负 功,即等于B克服弹簧弹力所做的功,故 D正确. 2.AB 下滑5m的过程中,重力势能减少 30J,动能增加10J,减小的重力势能并 不等与增加的动能,所以机械能不守恒, A正确;斜面高3m、长5m,则斜面倾角 为θ=37°.令斜面底端为零势面,则物块 在斜面顶端时的重力势能mgh=30J,可 得质量m=1kg,下滑5m过程中,由功能 原理,机械能的减少量等于克服摩擦力 做的功μmg·cosθ·s=20J,求得μ= 0.5,B正确;由牛顿第二定律mgsinθ- μmgcosθ=ma,求得a=2m/s2,C错误; 物块下滑2.0m时,重力势能减少12J, 动能增加4J,所以机械能损失了8J, D选项错误. 假期作业(二十) 基础知识再现 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× 能力提升 1.D 点电荷是实际带电体的近似,只有带 电体的大小和形状对电荷的作用力影响 很小时,实际带电体才能视为点电荷,故 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·58· 假期作业 A错误;当两个电荷之间的距离趋近于 零时,不能再视为点电荷,公式F=kq1q2r2 就不能用于计算此时的静电力,故B错 误;q1和q2 之间的静电力是一对相互作 用力,它们的大小相等,故C错误;库仑 定律的表达式为F=kq1q2r2 ,万有引力定 律的表达式为F=Gm1m2r2 ,两者表达式 相似,研究和运用的方法也很相似,都是 平方反比定律,故D正确. 2.C 相同带电体接触后,电荷先中和,后 平分,故 导 体 B 带2q 的 正 电 荷,故 C正确. 3.C 带电物体若带正电,则物体上缺少电 子,若带负电,则物体上有多余的电子, A、B错误;物体所带电荷量一定等于元 电荷的整数倍,C正确,D错误. 4.A 由三电荷平衡模型的特点“两同夹一 异”可知,q1和q3 为同种电荷,它们与q2 互为异种电荷,设q1和q2 距离为r,则q2 和q3 的距离为2r,对于q1,有 kq2q1 r2 = kq1q3 (3r)2 ,则有q2 q3= 1 9 ,对q3,有 kq1q3 (3r)2= kq2q3 (2r)2 所以q1 q2= 9 4 ,考虑到q1、q2、q3 的电性,其 电荷量之比为q1∶q2∶q3=(-9)∶4∶ (-36),故A正确. 5.AB 质子带电+e,所以它是由2个上夸 克和1个下夸克组成的;根据题意,三个 夸克正好位于等边三角形的三个顶点 处.由库仑定律得,这时上夸克与上夸克 之间的静电力F1=k 2 3e× 2 3e l2 = 4 9k e2 l2 , 代入数值,得F1=46N,为斥力;上夸克 与下夸克之间的静电力F2=k 2 3e× 1 3e l2 =29k e2 l2 ,代入数值,得F2=23N,为引 力,故A、B正确. 6.AC 硬橡胶棒靠近金属小球稍许时,负 电荷间产生排斥力,致使金属小球上的 电子向金属箔上移动,金属箔上的负电 荷的电荷量增多,两金属箔片间的排斥 力增大,使两金属箔片间的张角增大,故 A、C正确,B、D错误. 7.解析 (1)金属瓶上收集到的电子数 目为 N=Qe= -8×10-12C -1.6×10-19C=5×10 7(个). (2)实验的时间t= N104个/秒 =5×10 7个 104个/秒=5000s. 答案 (1)5×107个 (2)5000s 8.解析 (1)由库仑定律,得: F库=k|Qq|r2 代入数据:F库=0.02N 故A、B两球间的库仑力大小为0.02N. (2)由牛顿第三定律知,B所受库仑力与 A所受库仑力的大小相等,对A受力分 析如图所示: 根据平衡条件,得:F库=mgtanα 代入数据:m=2×10-3kg. 答案 (1)0.02N (2)2×10-3kg 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·68· 高一物理 真题演练 1.A 三小球间距r均相等,对C球受力分 析可知C 球带正电,根据平衡条件: Mgsinα+kq0qC(2r)2=k q0qC r2 对B小球受力分析,根据平衡条件: Mgsinα+kq0qCr2 =k q02 r2 两式联立解得:qC=47q0 ,r=q0 3k7Mgsinα , 故A正确,D错误; 对A、B、C三小球整体受力分析,根据平 衡条件: 3Mgsinα=k0x 弹簧伸长量:x=3Mgsinαk0 ,故B错误; 对A球受力分析,根据平衡条件: Mgsinα+F库=kx0 解得A球受到的库仑力为:F库=2Mgsinα. 故C错误. 2.D 根据同种电荷相斥,异种电荷相吸, 且小球c所受库仑力的合力的方向平行 于a、b的连线,可知,a、b的电荷异号,对 小球c受力分析,如下图所示 因ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,因此 ac⊥bc,那么两力的合成构成矩形,依据 相似三角形之比,则有 Fa Fb= ac bc= 4 3 根据库仑定律有 Fa=k Qcqa ac2 ,Fb=k Qcqb bc2 综上所得 qa qb= 4 3× 42 32= 64 27 故D正确,ABC错误. 假期作业(二十一) 基础知识再现 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)× 能力提升 1.B 电场强度是由电场本身决定的,与试 探电荷的有无、电荷量的大小、电性及电 场力的大小、方向无关,其方向与放在该 点的正电荷的受力方向一致,与负电荷 的受力方向相反,故B正确. 2.C 由题图可知,A 点电场线比B 点密, 故A点电场强度较大;由F=qE 知,电 子在A点受到的电场力大,故C正确. 3.B A、B两带电小球接触中和后净电荷 只分布在外表面上,故B正确. 4.D 当静电平衡时,空腔 球形导体内壁感应出负 电荷,外表面感应出正电 荷,画出电场线的分布如 图所示.因为a处电场线 较密,c处电场线较疏,b处电场强度为 0,所以Ea>Ec>Eb,故D正确. 5.AD 枕形导体处于静电平衡状态,其内 部A、B 两点的电场强度都为0,故A正 确,B错误;由于A 离正电荷较近,正电 荷在A点产生的电场强度较大,故感应 电荷在A 点产生的电场强度也较大,故 C错误;开关S闭合时,电子从大地沿导线 向导体定向移动,以中和枕形导体上的正电 荷,最后使它显示负电性,故D正确. 6.ABD 电场线的疏密表示电场强度的大 小,由题图可知Ea<Eb,Ed>Ec,Eb> Ed,Ea>Ec,故C正确,A错误;由于电场 线是曲线,由a点释放的正电荷不可能 沿电场线运动.故B错误;电场线的切线 方向为该点电场强度的方向,a点和b点 的切线不在同一条直线上,故D错误. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·78· 高一物理 1.如图所示,质量为M 的物块A放置在光 滑水平桌面上,右侧连接一固定于墙面 的水平轻绳,左侧通过一倾斜轻绳跨过 光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连.现将 质量为m的钩码B挂于弹簧下端,当弹 簧处于原长时,将B由静止释放,当B下 降到最低点时(未着地),A对水平桌面 的压力刚好为零.轻绳不可伸长,弹簧始 终在弹性限度内,物块A 始终处于静止 状态.以下判断正确的是 ( ) A.M<2m B.2m<M<3m C.在B从释放位置运动到最低点的过程 中,所受合力对B先做正功后做负功 D.在B从释放位置运动到速度最大的过 程中,B克服弹簧弹力做的功等于B 机械能的减少量 2.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端 从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动 能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ 所示,重力加速度取10m/s2.则 ( ) A.物块下滑过程中机械能不守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2 D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 假期作业(二十) 电荷 库仑定律 判断正误,对的划“√”,错的划“×”. (1)物体不带电,表明物体中没有电荷. ( ) (2)接触起电是电荷转移的结果.( ) (3)在与外界没有电荷交换的情况下,一 个系统所带的电量总是守恒的. ( ) (4)质子带有最小的正电荷,其电量的绝 对值叫元电荷. ( ) (5)库仑定律公式F=kq1q2r2 中的常数k 是由卡文迪许通过扭秤实验测得的. ( ) (6)点电荷指的是带电荷量很小的带电 体,体积很小的带电体都可看作点电荷. ( ) (7)根据库仑定律,当两个电荷间的距离 趋近于无穷大时,则库仑力趋近于零. ( ) (8)根据库仑定律,当两个电荷间的距离 趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大. ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·54· 假期作业 一、单项选择题 1.关于库仑定律,下列说法正确的是 ( ) A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实 就是体积很小的球体 B.根据F=kq1q2r2 ,当两电荷的距离趋近 于0时,静电力将趋向于无穷大 C.若点电荷q1 的电荷量大于q2 的电荷 量,则q1 对q2 的静电力大于q2 对q1 的静电力 D.库仑定律和万有引力定律的表达式相 似,都是平方反比定律 2.导体A带5q的正电荷,另 一完全相同的导体B带q 的负电荷,将两导体接触 一会儿后再分开,则导体 B的带电荷量为 ( ) A.-q B.q C.2q D.4q 3.对于一个已经带电的物体,下列说法正 确的是 ( ) A.物体上一定有多余的电子 B.物体上一定缺少电子 C.物体所带电荷量一定是e=1.6× 10-19C的整数倍 D.物体所带电荷量可以是任意的一个值 4.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3 在一条 直线上,q2 和q3 的距离为q1 和q2 距离 的两倍,每个点电荷所受静电力的合力 为0.由此可以判定,三个点电荷的电荷 量之比q1∶q2∶q3为 ( ) A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36 C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6 二、多项选择题 5.已经证实,质子、中子都由上夸克和下夸 克两种夸克组成,上夸克带电荷量为2 3e , 下夸克带电荷量为-13e ,e为电子所带电 荷量的大小.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= 1.5×10-15m,则质子内相邻两个夸克之 间的静电力(库仑力)为 ( ) A.斥力,46N B.引力,23N C.引力,46N D.斥力,23N 6.如图所示,某验电器金属 小球和金属箔均带负电, 金属箔处于张开状态.现 用绝缘柄将带有少量负 电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球移 近稍许,则验电器金属箔 ( ) A.张角增大稍许 B.张角减小稍许 C.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属小球上 的电子向金属箔移动 D.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属箔上的 质子向金属小球移动 三、计算题 7.如图所示,通过调节控制电子枪产生的 电子束,使其每秒有1×104 个电子到达 收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属 瓶上带有-8×10-12C的电荷量. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·64· 高一物理 (1)金属瓶上收集到多少个电子? (2)实验的时间为多长? 8.如图所示,把一电荷量为Q=-5×10-8C 的小球A 用绝缘细绳悬起,若将电荷量 为q=+4×10-6C的带电小球B 靠近 A,当两个带电小球在同一高度相距 30cm时,绳与竖直方向夹角α=45°,g 取10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且 A、B两小球均可视为点电荷.求: (1)A、B两球间的库仑力大小; (2)A球的质量. 1.如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上 固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度 系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端 与A球连接.A、B、C三小球的质量均为 M,qA=q0>0,qB=-q0,当系统处于静 止状态时,三小球等间距排列.已知静电 力常量为k,则 ( ) A.qC=47q0 B.弹簧伸长量为Mgsinαk0 C.A球受到的库仑力大小为2Mg D.相邻两小球间距为q0 3k7Mg 2.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=5cm,bc=3cm, ca=4cm.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=169 B.a、b的电荷异号,K=169 C.a、b的电荷同号,K=6427 D.a、b的电荷异号,K=6427 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·74·