必修第三册 1.1 静电的产生及其微观解释
一、单选题
1.下列现象中,不属于摩擦起电的有( )
A.将被毛皮摩擦过的塑料棒靠近碎纸屑,纸屑被吸起
B.在干燥的天气中脱毛线衣时,会听到轻微的噼啪声
C.用干燥的毛刷刷毛料衣服时,毛刷上吸附有许多细微的脏物
D.把钢针沿着磁铁摩擦几次,钢针就能吸引铁屑
2.最早测定元电荷电荷量的物理学家是( )
A.奥斯特 B.安培 C.库仑 D.密立根
3.有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A都是相互吸引的,如果A带正电,则( )
A.球B、C均带负电 B.球B带负电,C不带电
C.球B、C中有一个带负电,另一个不带电 D.球B、C都不带电
4.关于电荷,以下说法中正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为3.2×10-20C
B.物体所带的电荷量可以是连续变化的
C.丝绸摩擦后的玻璃棒带正电荷,这是因为玻璃棒失去了电子
D.电子就是元电荷
5.与头发丝摩擦过的塑料笔杆,常能吸引轻小物体,这属于摩擦起电。关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.塑料笔杆与头发丝摩擦时,电子从头发丝转移到笔杆上,笔杆因而带负电
B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量同种电荷
C.摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
6.下列说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
C.两轻小物体相互吸引,二者一定带异种电荷
D.摩擦起电是创造出了电荷
7.功的单位是( )
A.法拉F B.瓦特W C.库仑C D.焦耳J
8.带正电的物体( )
A.有多余的电子 B.有多余的中子
C.有多余的原子 D.缺少电子
9.关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.干燥的冬季,夜晩脱衣服时会听到“噼啪”声,还看到电火花,是因为摩擦产生了电荷
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,是因为丝绸的正电荷转移到了玻璃棒上
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,毛皮同时带有等量的正电荷
D.摩擦起电现象使没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
10.富兰克林为研究雷电现象,设计了如图所示的装置,避雷针线路与接地线分开,并在分开处装上帽形的金属钟A与B,两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C,A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D,避雷针上空附近的云不带电时,三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时,则( )
A.避雷针顶端带负电
B.接地线上有正电荷流入大地
C.验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触
D.金属小球C会在A与B之间摆动,不断来回撞击A与B
11.如图所示,两个相同金属球M、N固定在绝缘支架上,其中M球的带电量为+10q,N球的带电量为-4q。先将M球与N球接触,然后分开,则( )
A.M球带电量为+6q B.N球带电量为0
C.M球带电量为+3q D.N球带电量为+7q
12.将一束塑料包扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。下列关于细条散开现象的分析中正确的是( )
A.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散
C.撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开
D.细条之间相互感应起电,相互排斥散开
13.关于电荷,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电是由于摩擦产生了电子
B.金属间的接触起电是因为自由电子发生转移
C.带正电的金属小球能够利用静电感应使得干燥的木头带电
D.干电池能够源源不断为电路提供电流,所以干电池能够产生电荷
14.用验电羽、感应起电机等可以组成一个模拟电场形状的实验。如图是某次实验中验电羽的一种形状,则两个验电羽( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.一定带异种电 D.可能只带正电
15.如图所示,A、B是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球,A球所带电荷量为,B球不带电。现将A、B接触后再分开,则( )
A.B球将得到个电子 B.B球将失去个电子
C.B球将得到个电子 D.B球将失去个电子
二、填空题
16.如图,在带电体的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上。横线上填写“带正电”、“带负电”或者“不带电”。
(1)若先将A、B分开,再移走,则A、B的带电情况:A_______、_________;
(2)若先将移走,再把A、B分开,则A、B的带电情况:A_______、_________。
17.电荷量的单位是___________,电荷量e=1.60×10-19 C叫做___________,
18.电荷
(1)自然界中有两种电荷:正电荷和负电荷。
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相___________,异种电荷相___________。
(3)电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,国际单位制中的单位是___________,符号是C。
三、解答题
19.在化学工业和食品工业生产中,液体和粉末通过管道传输时,由于与管壁摩擦而产生静电,它们长时间地保存着大量的电荷,与管壁间的电压可高达几万伏,如果突然发生放电,就会产生电火花而引发火灾.
我们用如图所示的模拟装置对上述过程进行研究.在该装置中,用聚苯乙烯小球模拟管道中流动的粉末上电荷积累的情况,本装置还可用来研究如下的可能因素对电荷积累多少的影响,这些可能因素是:小球的速度,管道的长度,在贮存筒中搅动小球,把导电的添加剂与小球混合等.
(1)简述该装置的工作原理.
(2)设计一个方案,研究小球上电荷的积累与小球速度的定性关系.
(3)在实际生产中,为减少管道传输中由于静电积累而引起的火花的危险,你有什么建议吗?
(4)实际传输时,由于金属导管深入金属贮存筒内,导管与筒、带电的粉末和液体与筒之间也会有因高电压而产生电火花的危险,这个问题如何解决?
20.如图所示,当带电体A靠近一个绝缘导体B时,由于静电感应,B的两端感应出等量异种电荷。若将B的左端接地,绝缘导体B带何种电荷?
21.在真空中有两个完全相同的带电金属小球,所带电荷量分别为Q1=3×10-8C,Q2=-1×10-8C,它们之间的距离r=30m(r远大于小球的直径).静电力常量k = 9.0109N·m2/C2.
(1)求这两个点电荷之间的静电力大小F;
(2)若将两小球接触后放回原处,它们间的作用力是斥力还是引力?此时两小球的带电量各是多少?
22.如图所示,在桌上间隔一定距离放两本书,将一块洁净的玻璃板放置于两书之上,使玻璃板离开桌面2~3cm。用宽0.5cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片,放在玻璃板下面,然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦,可见小纸人翩翩起舞。
(1)小纸人为什么会翩翩起舞
(2)如果实验前把“舞区”烤一烤,实验效果会更好。这是为什么
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
A.将被毛皮摩擦过的塑料棒靠近碎纸屑,纸屑被吸起,属于摩擦起电,选项A不符合题意;
B.在干燥的天气中脱毛线衣时,会听到轻微的噼啪声,属于摩擦起电,选项B不符合题意;
C.用干燥的毛刷刷毛料衣服时,毛刷上吸附有许多细微的脏物,属于摩擦起电,选项C不符合题意;
D.把钢针沿着磁铁摩擦几次,钢针就能吸引铁屑是因为被磁化了,不是摩擦起电,选项D符合题意;
故选D。
2.D
【详解】
密立根利用油滴实验,确证了元电荷的存在,精确地测定了元电荷的数值。密立根对带电油滴进行实验,发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍,该最小电荷值就是电子电荷。
故选D。
3.C
【详解】
根据A和B相互吸引且A带正电可以推断出B带负电或者不带电,根据A和C相互吸引且A带正电可以推断出C带负电或者不带电,再根据B和C相互吸引可以推断出B和C中有一个带负电,另一个不带电,综上所述可知ABD错误,C正确。
故选C。
4.C
【详解】
AB.根据
物体所带的电荷量必须是元电荷的整数倍,不是连续的,AB错误;
C.丝绸摩擦后的玻璃棒带正电荷,这是因为玻璃棒失去了电子,C正确;
D.电子不是元电荷,电子所带电量的绝对值是元电荷,D错误。
故选C。
5.A
【详解】
ACD.摩擦起电的本质是电子的转移,所以塑料笔杆与头发丝摩擦时,电子从头发丝转移到笔杆上,笔杆因而带负电,故A正确CD错误;
B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷,故B错误;
故选A。
6.B
【详解】
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误;
B.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故B正确;
C.两轻小物体相互吸引,可能二者带异种电荷,也可能一个带电一个不带电,故C错误;
D.摩擦起电并不是创造了电荷,只是电子发生了转移,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】
法拉F是电容的单位,瓦特W是功率的单位,库仑C是电量的单位,焦耳J是功的单位,故选D。
8.D
【详解】
物体由于有多余的电子而带上负电;由于缺少电子而带上正电。
故选D。
9.C
【详解】
A.干燥的冬季,夜晩脱衣服时会听到“噼啪”声,还看到电火花,是因为摩擦起电造成的,没有产生新的电荷,A错误;
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,是因为玻璃棒上的电子转移到了丝绸上,B错误;
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,是由于毛皮上的电子转移到橡胶棒上,故毛皮同时带有等量的正电荷,C正确;
D.摩擦起电现象中没有产生新的电子和质子,是电子发生转移造成的,D错误。
故选C。
10.D
【详解】
A.根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥,可知若带负电的云接近避雷针顶端时,避雷针顶端带正电,故A错误;
B.金属内的正电荷不会移动,故B错误;
CD.由A选项分析可知,验电器D下端带负电,小球C在验电器D下端的吸引下撞击A,然后和A带同种电荷负电,然后相互排斥,和B接触,此时电子通过B导入大地,然后C不带电,如此反复,验电器下端两小球始终带负电,所以两小球相互排斥,故D正确,C错误。
故选D。
11.C
【详解】
根据电荷先中和,再均分可得出,接触再分开后M、N球带的电荷都为+3q,故C正确,ABD错误。
故选C。
12.A
【详解】
塑料捆扎绳与手摩擦带电;塑料捆扎绳上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料绳会向四周散开,捋的次数越多,塑料绳带电越多,排斥力越多,下端散开的就越大,下端散开的就越大,故选A。
13.B
【详解】
A.摩擦起电没有产生电子,只是电子发生了转移,A错误;
B.金属间的接触起电是因为自由电子发生转移,B正确;
C.因为干燥的木头中没有自由电荷,所以带正电的金属小球不能利用静电感应使干燥的木头带电,C错误;
D.电荷不能凭空产生,D错误。
故选B。
14.C
【详解】
由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,从验电羽的形状可知,两个验电羽相互吸引,一定带异种电荷。
故选C。
15.A
【详解】
将A、B接触后再分开,A、B所带电荷量均为
电荷在分配过程中是电子发生了移动而不是质子发生了移动,所以A球失去了个电子,B球得到了个电子。
故选A。
16. 带负电 带正电 不带电 不带电
【详解】
(1)[1][2]由于静电感应,A的左端感应出负电荷,B的右端感应出正电荷,若先将A、B分开,再移走,则A带负电,B带正电。
(2)[3][4]若先将移走,则A、B两侧所带电荷发生中和,再把A、B分开,则A、B均不带电。
17. 库仑 元电荷
【详解】
[1]电荷量的单位是库仑。
[2]电荷量e=1.60×10-19 C叫做元电荷。
18. 排斥 吸引 库仑
【详解】
(2)[1] [2]电荷间的相互作用:同种电荷相排斥,异种电荷相吸引;
(3)[3]电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,国际单位制中的单位是库仑。
19.(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 (4)把管子与贮存筒用金属导线连接起来,并把贮存筒接地
【详解】
(1)聚苯乙烯是不良导体,用它做成的小球在沿导管下落时由于摩擦而带电,小球进入金属贮存筒使筒也带上电荷,静电计指针就张开,可以从指针张开的角度来了解小球积累电荷的多少 。(2)控制小球用不同的速度通过金属导管倒入金属贮存筒内,分别观察记录速度不同时静电计指针张开的角度,通过比较速度和指针张开角度的大小来确定关系。 (3)①在保证完成生产任务的前提下尽量减小小球的流动速度。②在保证将小球输送到金属贮存简的前提下尽量缩短金属导管的长度。③减少搅拌次数。④将导电添加剂与小球混合并搅拌均匀。(4)把管子与贮存筒用金属导线连接起来,并把贮存筒接地
20.负电荷
【详解】
在感应起电的过程中,远端带与带电体A同种的电荷,近端带与带电体A异种的电荷。接地后,B和大地组成了一个新导体,大地相当于远端,B成了近端,带负电荷。
21.(1)(2)斥力,均为1×10-8C
【详解】
(1)由库仑定律:
(2)若将两小球接触后放回原处,它们将带上等量的同性电荷,则它们之间的作用力是斥力;带电量均为:
22.(1)见解析;(2)见解析
【详解】
(1)小纸人会在玻璃板下被吸住,又被弹下去而跳跃起舞,这是因为泡沫与玻璃摩擦,使玻璃带电吸引纸人,小纸人被吸到玻璃上后也带上了与玻璃相同的电荷,同种电荷相互排斥,故小纸人翩翩起舞。
(2)用火烤会使玻璃板更加干燥,更容易发生静电现象,实验现象更明显。
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