内容正文:
物理-第二周周练
一、选择题
1、如图,一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触,且均不带电。把带正电的物体P移近导体M。下列说法正确的是( )
A.若先把M、N分开,再移去P,则M带正电,N带负电
B.若先用手接触M,不移去P,则M不带电
C.若先用手接触M一次,移去手,不移去P,则M带负电
D.若先用手接触M一次,依次移去手和P,则M和N都不带电
2、如图所示,挂在绝缘细线下的轻质带电小球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带同种电荷
C.甲图中两球一定都带电
D.乙图中两球至少有一个带电
3、如图,三个固定的带电小球、和,相互间的距离分别为 。小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线。设小球、所带电荷量的比值的绝对值为,则( )
A.带同种电荷,
B.带异种电荷,
C.带同种电荷,
D.带异种电荷,
4、如图甲、乙所示,两个电荷量均为的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的圆环和半圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为( )
A.
B.
C.
D.
5、如图所示,A、B两个带异种电荷的小球,用绕过两个光滑定滑轮的绝缘细线连接,对A球施加一个水平力F(图中未标出),两球静止且处于同一水平线上,此时连接A球的细线与水平方向的夹角,连接B球的细线与水平方向的夹角,, B球质量为m,重力加速度为g,不计小球的大小,则下列判断正确的是( )
A.作用于小球A的水平力方向水平向右
B.A球的带电量小于B球的带电量
C.小球A的质量为
D.撤去F的一瞬间,小球B的加速度为0
6、如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,则以下判断正确的是( )
A.对的静电力可能是斥力
B.a对c的静电力一定是引力
C.a的电荷量可能比b少
D.的电荷量一定比多
7、如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a、带正电的小球b分别与跨过定滑轮的绝缘轻绳两端相连。开始时系统在图示位置静止,已知。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达定滑轮O正下方前,下列说法正确的是( )
A.a球的质量可能等于b球的质量
B.b球的轨迹是一段以点为圆心的圆弧
C.此过程中点电荷对b球的库仑力增大
D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力减小
8、如图所示,在竖直平面内有一个半径为的光滑圆轨道,在轨道的圆心处固定一带电量为的点电荷,一质量为、带电量为的小球(可视为质点)在轨道的外侧沿着轨道运动。已知静电力常量为,重力加速度为。为使小球能做完整的圆周运动,至少为( )
A.
B.
C.
D.
9、两个带电小球使用长度均为的绝缘轻绳悬挂于天花板上同一点并静止在下图所示位置,二者均可视为质点,其质量分别为、。左、右两绳的拉力分别为;与竖直方向的夹角分别为,且。则下列说法正确的是( )
A.两小球带异种电荷
B.两小球的带电量大小一定相等
C.
D.
10、如图所示,在绝缘且光滑水平地面上有两个带异种电荷的小球A、B,质量分别为、带电量分别为、当用力 F向右拉着A时,A、B小球共同运动,两小球之间的间距为。当用力F向左拉着B时,A、B小球共同运动,两小球之间的间距为,则和的比值为( )
A.
B.
C.
D.
11、如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电质点A、B、C,A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C和B的距离分别是L1、L2.仅考虑三质点间的库仑力,则A和C的
A.线速度之比为
B.加速度之比为
C.电荷量之比
D.质量之比
12、绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),两小球带电荷量分别为、,两小球相距为,此时A球所受库仑力大小为。现用与A、B球相同但不带电的金属球C先后与A、B接触后将C球拿走,则此时A球所受库仑力大小为( )
A.
B.
C.
D.
二、解答题
13、如图所示,均可视为质点的三个物体A,B、C放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,开始A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,质量分别为=0.40kg,=0.10kg,其中A绝缘且不带电,B、C的电荷量分别为,且保持不变,开始时三个物体均保持静止,现用一平行于斜面向上的力F拉物体A,使它沿斜面向上做匀加速直线运动,运动2m后F不再变化。已知静电力常量为,g取10m/s2,求:
(1)开始时BC间的距离;
(2)物体A向上运动2m所用的时间;
(3)此过程中F的最大值和最小值。
参考答案及解析
1、【答案】C
【解析】A.把带正电的物体P移近彼此接触且均不带电的导体M、N,由于电荷间的相互作用,导体中的自由负电荷便被P吸引,使导体M带负电,导体N带正电,因此若先把M、N分开,再移去P,则M仍带负电,N带正电,故A错误;B.若先用手接触M,则人体与导体M组成一个导体,不移去P,则M仍带负电,故B错误;C.若先用手接触M一次,此时人体带正电,移去手不移去P,则M带负电,故C正确;D.若先用手接触M一次,此时人体带正电,依次移去手和P,则M和N都带负电,故D错误。故选C。
2、【答案】B
【解析】AC.甲两小球相互吸引,可能是两小球带异种电荷,也可能是一个小球带电,一个不带电,故A、C错误;BD.根据同种电荷相互排斥可知,乙两小球都带电,且带同种电荷,故B正确,D错误。故选B。
3、【答案】B
【解析】由小球所受库仑力的合力的方向平行于的连线,知带异种电荷。对的库仑力大小为对的库仑力大小为若合力向左,如图所示,根据相似三角形得联立得同理,若合力向右,结果仍成立。故选。
4、【答案】A
【解析】根据对称性,图甲中四分之一圆环对圆心点电荷的库仑力可等效为环上电荷集中于环中点处电荷对圆心点电荷产生的,如图同理,图乙中环对圆心点电荷的库仑力可等效为上下两个四分之一圆环电荷对其产生的,如图几何关系可知故选A。
5、【答案】C
【解析】A.两球受到的库仑力等大反向,两细线对球的拉力大小相等,B球细线拉力的水平分力与库仑力等大反向,则A球细线拉力的水平分力小于库仑力,因此要使A球静止,作用于A球的水平力F向左,故A错误;B.两球的电量大小无法比较,故B错误;C.设细线拉力为T,对B球有对A球有解得,故C正确;D.撤去F的一瞬间,细线的拉力发生突变,小球B受到的重力和库仑力不变,因此小球B的合力不为零,加速度不为零,故D错误。故选C。
6、【答案】D
【解析】根据静电力方向来确定各自电性,从而得出“两同夹一异”,则有a对b的静电力一定是引力,a对c的静电力一定是斥力;同时根据库仑定律来确定静电力的大小,并由平衡条件来确定各自电量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”,因此a的电荷量一定比b的多。故选D。
7、【答案】B
【解析】A.对球进行受力分析,受到轻绳的拉力、重力和库仑力,如图所示。由相似三角形可知其中整理得,由于,因此,故A错误;BC.由两小球重力不变及不变,可知不变,球电荷量减少,则减小,库仑力减小,故球的轨迹是一段以点为圆心的圆弧,故B正确,C错误;D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为,大小不变,由减小可知两绳的夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D错误。故选B。
8、【答案】C
【解析】由于小球(可视为质点)在轨道的外侧沿着轨道运动,为使小球能做完整的圆周运动,则小球能够顺利通过轨道的最低点,当取最小值时,小球在最低点所受轨道弹力恰好为0,小球在轨道最高点速度也恰好为0,在轨道最低点有从最高点到最低点过程,根据动能定理有解得故选C。
9、【答案】D
【解析】A.由题意知两小球相互排斥,所以两球带同种电荷,故A错误;B.两小球所受到的静电力大小相等,即,可知与为某定值时,只能推出两球电量的乘积为某定值,不能推出与的具体值,所以二者可能相等,也可能不相等,故B错误;C.对两小球进行受力分析,其所受力构成的矢量三角形如图甲所示,根据三角形相似对则有对则有解得,则(或者使用整体法受力分析,如图乙所示,由于,则有),故C错误;D.同理对可得对可得解得,则,故D正确。
10、【答案】C
【解析】对A、B整体由牛顿第二定律有可知,无论拉力作用在A上还是作用在B上两球共同运动的加速度大小相同,则当拉力作用在A上时,对小球B由牛顿第二定律有当拉力作用在B上时,对小球A由牛顿第二定律有解得故选C。
11、【答案】D
【解析】A.A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,则ABC三者要保持相对静止,所以AC角速度相等,则线速度之比为选项A错误;C.根据B恰能保持静止可得解得选项C错误;A围绕B做匀速圆周运动,根据A受到的合力提供向心力,C围绕B做匀速圆周运动,有因为,所以有解得选项B错误,D正确。故选D。
12、【答案】A
【解析】根据库仑定律,初始时A球电荷为,B球电荷为,相距,库仑力大小为金属球C与A接触后,电荷平均分配,A球电荷变为,C球电荷变为。C球再与B接触,B球原电荷为,C球电荷为,总电荷为,平均分配后B球电荷变为,C球电荷变为。拿走C球后,A球电荷为,B球电荷为,距离不变。此时库仑力联立可得,故选A。
13.、(1)【答案】3m;
(2)【答案】1s;
(3)【答案】,[(1)对A、B整体分析有解得(2)由题意可知物体A运动了2m后AB开始分离,恰分离时对B有解得所以AB一起匀加速直线运动的加速度大小为。物体A向上运动2m所用的时间为(3)开始运动时,F有最小值,此时对B分析有解得对A分析有解得当AB分离后,F有最大值,对A分析有解得]
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