2022届高考物理二轮复习综合训练——库仑力与力学综合类问题 WORD版含答案.docx

1、库仑力与力学综合类问题一、选择题（共15题）1如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态，现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点移至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点。关于此过程，下列说法正确的是（）A地面对斜面C的摩擦力先增大后减小B地面对斜面C的摩擦力逐渐减小C物体A受到斜面的支持力一直减小D物体A受到斜面的支持力一直增大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ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm。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

2、对值为k，则（）Aa、b的电荷同号，kBa、b的电荷异号，kCa、b的电荷同号，kDa、b的电荷异号，k3如图所示，两条等长细线的A点悬挂一质量为0.1kg，带电荷量为2106C的带电小球，细线与天花板的夹角为30，A点离地面高度h0.3m，在MA的延长线上用一不计高度和质量的绝缘支架固定一质量为0.2kg，带电荷量与小球带电荷量相等的异性带电小球B，则以下选项错误的是（）A支架对地面的压力大小为1.95NBA点的球会向右偏离原来的位置CNA线的拉力大小为1NDMA线的拉力大小为1.1N4如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，环上套有两个相同的带电小球A和B，静止时A、B之间的距离

3、为R，现用外力缓慢推A使其到达圆环最低点P的过程中（）A圆环对B的支持力变大B圆环对B的支持力不变CA、B系统的电势能增大DA、B系统的电势能不变5质量为、电量为的小球悬挂在天花板上，带负电的点电荷与的水平距离为时绳子与竖直方向的夹角为，带负电的点电荷与的水平距离为时，绳子与竖直方向的夹角为。则两点电荷的电量之比为（）ABCD6如图所示，两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在水平向右的匀强电场中，悬点均为O，两小球质量均为m，带等量异种电荷。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正

4、确的是（）AM带正电荷B匀强电场的电场强度大小为C小球所带电荷量为D若小球M的电荷量变为原来的四倍，N电荷量不变，两小球仍能在原位置平衡7如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（）A两细线的拉力之比变大B两细线的夹角不变C与的长度之比不变D长度一定变大8如图所示，质量均为m的带正电荷的小球A、B，B球用长为L且不可伸长的绝缘细绳悬于O点，A球用绝缘支架固定在O点正下方，小球B平衡时，绳子所受的拉力

5、为T1，B球所在位置的电势为；现B球漏了部分电后，当小球B再次平衡时，绳子所受的拉力为T2，B球所在位置的电势为。两小球体积可忽略，下列说法正确的是（）AT1T2BT1D9在如图所示的水平匀强电场中，将两个带电粒子M和N（可视为点电荷）移至同一水平线上的不同位置，释放后，M、N恰好保持静止，不计粒子的重力，忽略M、N对匀强电场的影响，则（）AM带正电荷，N带负电荷BM、N所带电荷量大小一定相等C静止时M受到的合力比N的大D将M、N分开一些，释放后M、N仍保持静止10如图甲所示，两个带电小球P、Q（可视为质点）通过两段长度均为的轻质绝缘细绳悬挂在O点，P、Q静止时两细绳的夹角为60，过O点的竖直

6、线恰为两细绳夹角的角平分线。图乙为P、Q两小球间静电力大小与两小球间距离的平方的关系图线，图中数据为已知量，则（）A小球P、Q带等量异种电荷B小球P、Q质量之比C两段细绳的拉力大小均为2aD小球P、Q所带电荷量乘积的绝对值等于ab11如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为和的小球、，两小球带异种电荷。将方向水平向右、大小为的力作用在上，当、间的距离为时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左的力作用在上，欲使两小球间的距离保持为并相对静止，则外力的大小应为（）ABCD12如图所示，距离为的、N两点固定有电量均为的等量异种点电荷，为、N连线的中点，绝缘粗糙平板过点竖直放置并与垂直。质量为、电荷

7、量为可视为质点的带电小物块贴着板的右侧面在点由静止释放，物块沿着板加速下滑，到点时加速度恰好为零，重力加速度为，静电力常量为k，A、B关于点对称，则下列判断正确的是（）A物块带负电B物块从A运动到电势能不断减小C物块与平板间的动摩擦因数为 D物块从A运动到，速度不断增大13如图，电量为Q的均匀带电圆盘竖直固定，质量为m、电量为q的带正电小球（可视为试探电荷）通过绝缘轻质细线悬挂于天花板上，小球静止时，细线与竖直方向成角，小球位于圆盘中心轴线上且与圆盘中心相距d,静电力常量为k,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A带电圆盘在小球处产生的电场方向沿中心轴线向右B小球与带电圆盘间的静电作用力大

8、小为kC带电圆盘在小球处产生的电场强度大小为D若带电小球的电量突然消失，则带电圆盘在小球处产生的电场也将消失14如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60角，bc连线与竖直方向成30角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）Aa、b小球一定带同种电荷Ba、c小球可能带同种电荷Ca、b小球电量之比为Da、b小球电量之比为15如图所示，绝缘轻杆长，可绕无摩擦转动，另一端A固定带负电小球，、A关于对称，在点固定带负电小球。现让杆从水平位置释放，小球过最低点，到达某点（图中未画出）时速度为零，设A、所带电荷量

9、保持不变，下列说法正确的是（）A带电小球A在最低点的速率为B球从A到的过程中，速率先增大后减小C从A到的过程中，电势能一直增加D从到的过程中，动能减少量小于电势能增加量二、非选择题16如图所示，+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷，且Q2=4Q1。现再取一个可自由移动的电荷Q3，放在Q1与Q2连接的直线上，欲使整个系统平衡，则Q3应为_电荷（选填“正”或“负”），放在Q1的_边（选填“左”或“右”）17某同学在探究电荷间相互作用力的实验中，如图所示，把质量为m的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为-Q的带电小球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成角，A、B两球均静止，

10、则小球B带_电，所带的电荷量q=_。18如图所示，在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电量为Q的点电荷，电量为q的带电小球B，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力拉住，使小球处于静止状态，这时小球与A点的距离为R，细线CB与AB垂直，（静电力恒量为k，环境可视为真空），则小球所受的重力的大小为_；缓慢拉动细线（始终保持小球平衡）直到小球刚到滑轮的正下方过程中，拉力所做的功为_。19如图所示，一带负电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成角，由此推断小球N带_电荷（选填“正”或“负”）；若把导体球M远离带电小球N时，则

11、丝线与竖直方向的夹角将_（选填“变大”或“变小”）。20如图所示，把质量为0.4 g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为+410-8 C的小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3 cm时，丝线与竖直方向夹角为45。g取10 m/s2，则:（1）此时小球B受到的静电力F的大小为多少?（2）小球A带何种电荷?（3）小球A所带电荷量大小是多少?21如图所示，物体、可视为点电荷，所带电荷量相同。倾角为、质量为的粗糙绝缘斜面体放在粗糙水平面上。将放在斜面上，当固定在与等高（连线水平）且与相距为的右侧位置时，静止且受斜面的摩擦力为0，斜面体保持静止。已知的质量为，重力加速度为，静电力常量为。求：（1）、

12、所带电荷量的大小；（2）斜面体对地面的压力大小。22如图所示，绝缘的光滑竖直杆，长度为，底端固定一个电荷量为的点电荷，两个绝缘的滑块、（可看做质点）套在杆上，滑块不带电，滑块所带电荷量为，滑块的质量是滑块的两倍。开始时，在离直杆底端距离为的位置上将两滑块叠放在一起，并保持静止状态。现给施加一沿直杆向上的力（大小未知），使以加速度沿直杆向上做匀加速直线运动，直至运动到绝缘杆顶端。已知静电力常量为，在点电荷产生的电场中任意一点的电势为（为该点到场源电荷的距离）。求：（1）力刚达到最大值时，滑块电势能的变化量；（2）整个过程拉力对滑块做的功。23用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B，放置在电荷量为+

13、Q的小球A附近，如图所示。A、B两球在同一水平面上相距S，丝线与竖直方向夹角=37，A、B两带电球可看成点电荷。试求（1）丝线拉力（2）B球所带电荷的性质和电荷量的大小参考答案：1B【详解】AB如图所示以A和C整体为研究对象，设B对A的库仑力大小为F，与竖直方向的夹角为，根据平衡条件得由于F大小不变，减小，则知地面对斜面C的摩擦力逐渐减小，A错误，B正确；CD以A为研究对象，分析可知，B对A的库仑力垂直于斜面方向的分力先逐渐增大后逐渐减小，设该分力为F，斜面倾角为，根据平衡条件，斜面对A的支持力可知FN先增大后减小，CD错误。故选B。2D【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑

14、力的合力的方向平行于a、b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球受力分析，如下图所示由几何知识可知那个两力的合成构成矩形，根据相似三角形之比，则有根据库伦定律而联立可得若合力向右，结果仍成立，故D正确，ABC错误。故选D。3B【详解】A由几何知识得A、B两点间的距离为rAB2h0.6m两球间的库仑力大小为Fk9.0109N0.1N以B和支架整体为研究对象，受力如图甲所示，根据平衡条件有FNm2gFsin300.210N0.1N1.95N由牛顿第三定律得，支架对地面的压力大小为1.95N，A正确，不符合题意；B对A点小球受力分析，如图乙所示，因B在MA的延长线上，所以A点小球不会向右偏离原来的位

15、置，B错误，符合题意；CD由平衡条件有FMAsin30FNAsin30m1gFsin300FMAcos30FNAcos30Fcos300解得FMA1.1NFNA1NCD正确，不符合题意。故选B。4C【详解】AB球A到达P点的过程中，B向上运动，其所受的重力与库仑力夹角变大，其合力变小，则圆环对B球的支持力变小。故AB错误；CD球A到达P点的过程中，两者的距离变小，外力做正功，电场力做负功，电势能增加，故C正确，D错误。故选C。5A【详解】带电小球受力是重力mg、绳子拉力T、电荷Q1对小球的库仑力F，如图所示，带电小球受力平衡，由平衡条件可知F=mgtan30由库仑定律可得同理可得 则两点电荷的

16、电量之比为Q1Q2=13BCD错误，A正确。故选A。6B【详解】AM所受的库仑引力向右，根据平衡条件，匀强电场对M的电场力一定向左，所以M带负电荷， A错误；BC对N根据平衡条件得解得B正确，C错误；D若小球M的电荷量变为原来的四倍，N电荷量不变，N所受的库仑力变为原来的4倍，匀强电场的作用力不变，N不能在原位置平衡，D错误。故选B。7C【详解】对两小球受力分析如图、为A、B两小球之间的库仑力，、为两小球之间的弹簧弹力，满足对球受力分析，、三力满足相似三角形，则有同理对球亦有当球的电荷量增大则两球距离会增大，夹角、增大，但仍有，绳长不变，点上移，长度变小。故选C。8D【详解】AB以小球B为研究

17、对象，分析受力情况，如图所示。B球所带电量减少，A、B间的库仑力F减小。设A与O点间距离为d，A、B间的距离为R，由三角形相似得所以故A、B错误。CDR减小，也就是B球距离A球距离更近，由正点电荷产生的电势可知，越靠近点电荷，电势越大，所以故C错误，D正确。故选D。9B【详解】A由题意可知M、N所受对方的库仑力与各自在匀强电场中所受电场力平衡，因此M带负电荷，N带正电荷，故A错误；B根据前面分析可知，M、N所受匀强电场的电场力大小相等，所以M、N所带电荷量大小一定相等，故B正确；C静止时M、N受到的合力均为零，故C错误；D将M、N分开一些，M、N之间的库仑力大小变化，将不能与在匀强电场中所受电

18、场力平衡，所以释放后M、N将不能保持静止，故D错误。故选B。10C【详解】A小球P、Q互相排斥，带同种电荷，A错误；B设库仑力大小为F，根据平衡条件解得B错误；C根据平衡条件根据图像解得因为两绳的拉力相等，所以两段细绳的拉力大小均为2a，C正确；D根据库仑定律根据图像解得D错误。故选C。11B【详解】当方向水平向右、大小为的力作用在上，、间的距离为时，有若改用方向水平向左的力作用在上，两小球间的距离保持为并相对静止时，有联立可得故B正确，ACD错误。故选B。12ACD【详解】A由于等量异种电荷在两电荷连线垂直平分线上场强垂直于平分线水平向右，因此物块要能沿板向下，物块一定带负电，A正确；B由于

19、板所在的面为等势面，电场力不做功，因此物块从运动到电势能不变，B错误；C到点时根据竖直方向合力为零，有解得C项正确；D物块从A运动到，向下的加速度减小，速度不断增大，D正确。故选ACD。13AC【详解】A根据电场的叠加及对称性可知带电圆盘在小球处产生的电场方向沿中心轴线，又因为小球的受力情况，可知电场力方向水平向右，小球带正电，正电荷受力方向与场强方向一致，故带电圆盘在小球处产生的电场方向沿中心轴线向右，A正确；B圆盘不是点电荷，无法直接用库仑力表达式直接计算静电力，B错误；C小球受力情况如图所示由平衡条件可知小球受到的静电力为故此处的电场强度为C正确；D电场是否消失与场源电荷有关，与试探电荷

20、无关，故若带电小球的电量突然消失，带电圆盘在小球处产生的电场不会消失，D错误。故选AC。14AD【详解】AB对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，选项A正确，B错误；CD对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又由几何关系知解得选项C错误，D正确。故选AD。15BC【详解】A若小球A只受重力作用，根据机械能守恒有解得在最低点的速率而本题中小球向下

21、运动过程中要克服电场力做功，机械能减少，故在最低点的速率不等于，A错误；B作出小球的等效最低点如图所以小球从A到的过程中，速率先增大后减小，B正确；C小球从A到的过程中，电场力做负功，所以电势能一直增加，C正确；D根据能量守恒可知从到的过程中，动能减少量等于重力势能的增加量和电势能增加量，故从到的过程中，动能减少量大于电势能增加量，D错误。故选BC。16 负 左【详解】假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立；设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大

22、小等于Q2对Q3的电场力大小由于所以所以Q3位于Q1的左方根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电17 负 【详解】由题知，两小球相互排斥，故小球B带负电；根据平衡条件解得18 【详解】对小球，在B点时，受力分析如图有由几何关系得联立解得对小球一定过程中，受力如图所示根据几何关系得，当小球移动时，由于，不变，则变、长度不变，最终小球停在点上方距离为的处，如图则全过程库仑力不做功，全过程由动能定理得解得又解得19 负 变小【详解】小球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带负电，N也带负电小球N受重力mg，绳的拉力，库仑力F，绳与竖直方向夹角为库仑力为若把导体球M远离带电小球N时，则库仑力

23、小，偏角小，即角变小20（1）410-3N；（2）负电；（3）110-8C。【详解】（1）小球A受水平向左的库仑力、重力、绳子的拉力而平衡，根据平衡条件有 ，解得F库=410-3N，qA=110-8C（2）两球相互吸引，所以小球A带负电。（3）根据以上分析可知，小球A所带电荷量110-8C。21（1）；（2）【详解】（1）设、所带电荷量为，如图所示，受到水平向左的库仑力、竖直向下的重力、支持力三个力作用，由平衡条件可知在沿斜面方向上有可得由库仑定律有解得（2）对物体和斜面体整体受力分析，整体竖直方向受力平衡，所以受地面的支持力大小由牛顿第三定律得22（1）；（2）【详解】（1）开始时，两滑块静止，设B的质量为m，则A的质量为2m，由平衡条件得施加F后，A以加速度做匀加速直线运动，A、B刚好分离时，F最大，此时A、B加速度相等且AB无作用力，由牛顿第二定律，对A有对B有联立解得由公式可知，初始位置电势为F最大时电势为两点电势差为故即电势能减少。（2）对A、B，由动能定理可得其中又解得23（1） ；（2） 球带正电【详解】以小球为对象受力分析如图所示：（1）由平衡可得 得拉力 方向沿着绳子收缩的方向；（2）静电力 由于相互排斥，所以B球带正电 则解得