2023-2024学年教科版物理九上同步教学 3.1 电现象 同步练习（含解析）

3.1 电现象
一、单选题
1．学习了摩擦起电的相关知识后，两位同学拿一块毛巾在小金头上摩擦，出现了如图所示的情形，产生该现象的原因是（　　）
A．小金的头发上带有异种电荷
B．毛巾与小金头发带有同种电荷
C．摩擦的方法使电子发生了转移
D．摩擦的方法创造了电荷，使头发带了电
2．甲、乙、丙3个轻质小球用绝缘细线悬挂，彼此相互作用情况如图所示，则该现象能够说明（　　）
A．甲、乙一定带异种电荷
B．乙、丙一定带同种电荷
C．乙一定带正电荷，甲一定不带电
D．自然界只存在两种电荷
3．以下是一些工具与对应的工作原理：①测力计——弹性形变与外力的关系；②验电器——摩擦起电；③液体温度计——测温液体的热胀冷缩；④验钞机——荧光物质在红外线的照射下能够发光。其中正确的一组是（　　）
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
4．用丝线吊起三个通草球，其中任意两个靠近都相互吸引，则它们可能是（　　）
A．两个带异种电，一个不带电 B．两个带负电，一个带正电
C．两个带正电，一个不带电 D．两个带正电，一个带负电
二、多选题
5．关于验电器，下列说法错误的是（　　）
A．验电器可以检验物体是否带电
B．验电器可以准确判断物体所带电荷的多少
C．验电器可以直接检验物体所带的是哪种电荷
D．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥
三、填空题
6．用梳过头发的梳子靠近小纸屑，发现小纸屑被吸了起来，这是因为___________，一会儿，一些小纸屑又被“弹”了出去，这是因为___________ ；有甲乙丙三个带电体，若甲与乙相互排斥，乙与丙相吸，且丙带负电，则甲带___________电。
7．1911年，卢瑟福提出了原子核式结构模型，原子是由带正电的______和核外带负电的电子构成，核外电子是______（选填“运动”或“静止”）的；比质子和中子空间尺度更小的粒子是______。
8．通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上 ___________，因此整个原子是中性的。当两个物体相互摩擦时，失去电子的物体会带 ___________，得到电子的物体会带 ___________。
9．用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近细线悬挂的轻质小球，发现小球被排斥，则小球带___________电；在干燥的日子里，脱毛衣时会听到“噼啪”声，这是___________现象。
10．请完成与下列实验有关的填空。
（1）如图甲所示，小华在“探究二力平衡条件”的实验中，将两个滑轮安装成不同的高度，你认为这样_______（选填“能”或“不能”）完成实验探究；
（2）如图乙所示，将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合起来，甚至可以吊起重物，说明分子间存在_______；
（3）如图丙所示，用摩擦过的塑料棒接触不带电的验电器的金属小球，验电器的两片金属箔张开，此时验电器_______（选填“能”或“不能”）检验出电荷的种类，摩擦起电的实质是_______在物体间的转移。
四、实验题
11．物理实验课上，老师和同学们做了“静电章鱼”的实验。老师用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料管后，将塑料丝抛向空中，塑料管放在塑料丝下面，结果塑料丝飘起来了。通过老师讲解同学们明白了其中的道理。但小亮提出了新的问题：
塑料丝带的究竟是哪种电荷？请你设计一个可行的实验帮助小亮解决问题。
（1）实验器材：______。
（2）实验步骤：______。
（3）实验结论：______。
12．如表是几位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序，表格中任何两种物体相互摩擦时，次序在前的带正电，次序在后的带负电。
来自西尔斯资料 石棉 玻璃 云母 羊毛 毛皮 铅 绢 纸 木棉 蜡
来自蒙科马利资料 羊毛 尼龙 粘胶丝 木棉 酸碱盐 炳烯树脂 聚乙烯醇 ﹣﹣﹣﹣ ﹣﹣﹣﹣ ﹣﹣﹣﹣
（1）物理学中把与丝绸摩擦过的 _____带的电荷叫正电荷，把与毛皮摩擦过的 _____带的电荷叫负电荷；
（2）由表中可知玻璃与石棉摩擦后，玻璃带 _____电；
（3）羊毛对电子的束缚能力要比纸 _____ ；（选填“强”或“弱”）
（4）由表中 _____判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况；（选填“能”或“不能”）
（5）A、B、C、D是四个带电小球，将它们用细线吊起来后静止时的情况如图所示，已知B球带负电，则A球带 _____电，C球带 _____电，D球带 _____电。
13．如图用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。
（1）把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸管向物体靠近，由此现象我们判断出这个物体______（带电/不带电/可能带电）；
（2）把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近，吸管被推开，说明吸管______（带正电/带负电/不带电），吸管被推开的原因是同种电荷相互______。
14．直尺是常用的文具，用直尺可以完成以下小实验。
（1）将两把三角尺叠放在水平桌面上，用直尺紧贴桌面快速击打下方三角尺，观察到的现象：___________，说明上方的三角尺具有惯性；
（2）与头发摩擦过的塑料直尺能吸引碎小纸屑，是因为 ___________；
（3）图甲中纽扣的直径为 ___________cm；
（4）如图乙，用三角尺的底边将直尺支撑起来，直尺的正中间位置放在三角尺的底边上，使直尺在水平位置平衡，某位同学在直尺的a端上方沿着水平方向用力吹气，观察到直尺a端 ___________。（选填“上升”或“下降”）
15．以下是课本上的几个小实验，请根据要求填空。
（1）如图甲，两个表面光滑的铝块相互挤压，会粘在一起，这说明分子之间存在_______；
（2）如图乙，为比较水和酒精混合前后总体积变化的实验，要让实验现象更明显，在管的容积相同时应选用内径较_______（粗/细）的玻璃管，试验后发现水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有_______；
（3）小明在学习了静电现象的相关知识后，用一段细铁丝做成一个支架，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上（如图丙所示），使吸管能在水平面内自由转动，然后用餐巾纸摩擦吸管使其带电。小明想通过实验探究此时饮料吸管究竟带正电荷还是带负电荷，再给你提供丝绸、毛皮、玻璃棒、橡胶棒等器材，请选取其中的物品，帮助小明完成探究过程。
①写出你选用的实验器材：_______；
②简述实验过程并根据实验现象判断饮料吸管所带的电荷_______。
五、作图题
16．如图所示，重为G的带正电的小球甲静止在内壁光滑且绝缘的竖直平底圆管底部，将另一相同的带正电的小球乙从小球甲上方O点由静止开始释放。已知电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大，且假设小球乙运动到A点时才出现电荷间的相互作用力，小球乙运动至B点后开始向上运动。请画出小球乙从O点下落至B点的过程中，其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图像。（不计空气阻力）
17．如图，绝缘丝吊着的两个带电小球处于静止状态，画出B球对A球的作用力和A球受到绝缘丝的拉力示意图。
18．下图中带电小球A与B相互排斥，请画出小球A对B的排斥力的示意图。
19．A、B均为带负电的小球，如图甲所示，当小球B靠近小球A时（两球在同一高度），请画出：①小球A受到小球B对它的作用力FA的示意图；②小球B受到小球A对它的作用力FB的示意图。
20．按照题目要求作图：
（1）如图甲，在图中画出被投出去的篮球受到力的示意图（不计空气阻力）_______；
（2）如图乙所示，两个悬挂的带电小球A和B处于静止状态，请作出小球B的受力示意图_______；
（3）如图所示是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，作出杆对小球作用力_______。
参考答案：
1．C【详解】A．由图可知，头发之间相互排斥，带有同种电荷，故A错误，不符合题意；
B．毛巾与头发摩擦，原子核束缚本领强的物质得到电子而带负电，原子核束缚本领弱的物质失去电子而带正电，所以毛巾与头发摩擦后所带的电荷不同，故B错误，不符合题意；
CD．毛巾与头发摩擦，毛巾和头发都带电，此过程是发生了电荷的转移，不是创造了电荷，故C正确，符合题意D错误，不符合题意。
故选C。，
2．B【详解】A．甲、乙、丙3个轻质小球，由图可知甲乙两球吸引，甲、乙可能带异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，故A不符合题意；
B．由图知，乙、丙互相排斥，由同种电荷相互排斥可知，乙、丙一定带同种电荷，故B符合题意；
C．由图可知，乙、丙互相排斥，乙、丙一定带同种电荷，但无法判断带哪种电荷，甲可能带电也可能不带电，故C不符合题意；
D．由图，甲、乙、丙3个轻质小球，由图可知甲乙两球吸引，甲、乙可能带异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，无法判断自然界只存在两种电荷，故D不符合题意。
故选B。
3．D【详解】①．力的作用效果与力的大小有关，物体受到的力越大，作用效果越明显。弹簧测力计就是根据弹簧的伸长量来显示力的大小。故①正确；
②．同种电荷相互排斥，验电器就是利用这种原理进行工作的，故②错误；
③．常用温度计是液体温度计，液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。故③正确。
④．验钞机是利用了荧光物质在紫外线的照射下能够发光的原理制成的，而不是红外线。故④错误。
故选D。
4．A【详解】A．若两个带电，即一个带正电荷、另一个带负电荷，据电荷间的作用规律和带电体能吸引轻小物体的性质知，两两相互靠近时，一定是相互吸引的，故A符合题意；
B．若两个带负电荷，若两两靠近时，会出现排斥的情况，故B不符合题意；
C．若两个带正电荷，若两两靠近时，会出现排斥的情况，故C不符合题意；
D．若两个带正电荷，若两两靠近时，会出现排斥的情况，故D不符合题意。
故选A。
5．BC【详解】A．验电器的金属箔张开，说明与它接触的物体带电，因此可以检验物体是否带电，故A正确，不符合题意；
B．验电器金属箔的张角越大，说明物体所带的电荷越多，因此只可以粗略判断物体所带电荷的多少，故B错误，符合题意；
CD．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，箔片所带的是同种电荷，但不能确定物体带电荷的种类，故C错误符合题意，D正确，不符合题意。
故选BC。
6． 带电体具有吸引轻小物体的性质 同种电荷相互排斥 正【详解】[1]梳过头发的梳子因摩擦而带电，带电体具有吸引轻小物体的性质，所以可以把小纸屑吸起。
[2]小纸屑和梳子接触后带上了同种电荷发生相互排斥，所以小纸屑又被“弹”了出去。
[3]甲乙丙三个带电体，甲与乙相互排斥，说明甲与乙带同种电荷，乙与丙相吸说明乙与丙带异种电荷，已知丙带负电，所以乙带正电，则甲也带正电。
7． 原子核 运动 夸克【详解】[1][2]原子是由原子核和核外电子组成的，其中原子核带正电，电子带负电；电子绕原子核高速转动，是运动的。
[3]原子核由质子和中子构成，质子和中子又由夸克构成，所以比质子和中子空间尺度更小的粒子是夸克。
8． 相等 正电 负电【详解】[1]原子为电中性，因此原子核所带正电荷与电子所带负电荷数量相同，相互抵消，所以不带电。
[2]失去电子的物体，原子核带的正电数目大于核外电子所带的负电数目，因此整体带正电。
[3]得到电子的物体，核外电子所带的负电数目大于核外所带的正电数目，因此整体带负电；
9． 负 静电【详解】[1]用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带负电，与悬挂的轻质小球排斥，因同种电荷相互排斥，则小球带负电。
[2]在干燥的天气脱毛衣时会听到轻微的噼叭声，是因为毛衣和衬衣之间相互摩擦带电，两者带有异种电荷，放电产生的劈叭声，属于摩擦起电现象。
10． 能 引力 不能 电子【详解】（1）[1]由图甲可知，此时两个滑轮虽然不在同一高度，但是能够保证卡片受到的力在同一直线上，由于定滑轮不改变力的大小，所以卡片受到拉力的大小仍然等于钩码所受重力的大小，所以能够完成本实验。
（2）[2]将两个底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱的底面分子相互引力，使两个铅柱结合在一起，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开。
（3）[3]验电器是利用同种电荷相斥工作的，能用来检验物体是否带电，但不能检验出物体带电的种类。
[4]摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即摩擦起电的实质是电子在物体间的转移。
11． 见解析 见解析 见解析【详解】[1]根据电荷间的相互作用规律可知，异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，所以实验中可以使用带正电的物体或带负电的物体与塑料丝带靠近，根据塑料丝带的运动情况判定电荷的性质；实验器材：丝绸、玻璃板、毛皮、橡胶棒、带电塑料丝带。
[2]实验步骤：用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带上正电；用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带上负电；分别用玻璃棒和橡胶棒靠近塑料丝带。
[3]实验结论：玻璃板靠近塑料丝带时，塑料丝带被排斥，则塑料丝带带正电，塑料丝带被吸引，则塑料丝带带负正电；橡胶棒靠近塑料丝带时，塑料丝带被排斥，则塑料丝带带负电，塑料丝带被吸引，则塑料丝带带负正电。
12． 玻璃棒 橡胶棒 负 弱 不能 负 正 正【详解】（1）[1][2]物理学中把与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷；把与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
（2）[3]因为表格中任意两种物质相互摩擦时，次序在前的带正电，次序在后的带负电，所以石棉和玻璃摩擦后，石棉带正电，玻璃带负电。
（3）[4]按照题意，可知所给出的材料中次序越后的其原子核对电子的束缚能力越强。羊毛与纸摩擦后，羊毛带正电，所以羊毛对电子的束缚能力要弱。
（4）[5]由西尔斯资料可知，毛皮对电子的束缚能量比羊毛强，由蒙科马利资料可知，尼龙对电子的束缚能量比羊毛强，故不能判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况。
（5）[6][7][8]已知B球带负电，由图可知：A排斥B，说明B与A带同种电荷，即A带负电；B吸引C，说明B与C带异种电荷，即C带正电；C排斥D，说明C与D带同种电荷，即D带正电。
13． 可能带电 带电 排斥【详解】（1）[1]用餐巾纸摩擦吸管使其带电，把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸管向物体靠近，根据异种电荷相互排吸引可知，这个物体可能带与吸管不同种的电荷，根据带电体能吸附不带电的轻小物体，这个物体可能不带电，所以我们判断出这个物体可能带电。
（2）[2][3]用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，把玻璃棒放在带电吸管一端的附近，吸管被推开，根据同种电荷相互排斥可知，吸管带的应该是与玻璃棒相同的电荷，即带电吸管带正电。
14． 上方的尺子落到原处 带电体具有吸引轻小物体的性质 1.10 上升【详解】（1）[1]将两把三角尺叠放在水平桌面上，用直尺紧贴桌面快速击打下方的尺子，下方的尺子被打出，上方的尺子由于惯性保持原来的静止状态，所以上方的尺子落到原处。
（2）[2]头发与塑料尺子摩擦使塑料尺子带电，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑等轻小物体。
（3）[3]图中刻度尺1cm又分为10个小刻度，故最小刻度值为1mm；末端刻度值为3.10cm，物体长度
l=3.10cm-2.00cm=1.10cm
（4）[4]在直尺的a端上方沿着水平方向用力吹气，直尺上端空气的流速大、压强小，直尺下端空气的流速小、压强大，会产生一个向上的压强差、压力差，所以直尺会上升。
15． 引力 细 间隙 丝绸、玻璃棒 用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的一端；如果相互排斥，说明吸管带正电、如果相互吸引，说明吸管带负电【详解】（1）[1]两个表面光滑的铅块相互紧压，会粘在一起，这是因为分子之间存在相互作用的引力。
（2）[2][3]因为分子间存在着空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了，为了实验现象更明显，应该选取内径较小的玻璃管。
（3）[4]①为了验证吸管带“正电”还是“负电”，可选择的器材有：丝绸、玻璃棒等。
[5]②同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。实验过程：由于丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，因此可以用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的一端。实验现象：如果相互排斥，说明吸管带正电；如果相互吸引，说明吸管带负电。
16．【详解】由题意可知，小球乙由O点下落至A点，只受竖直向下的重力作用，小球乙由静止开始做加速运动，OA段受到的合力为
当小球乙运动到A点时，同种电荷相互排斥，小球乙开始受到甲对乙竖直向上的作用的斥力Fq，所以AB段小球乙受到竖直向下重力G和竖直向上的力Fq；因为电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大，所以AB段刚开始
合力
小球乙受到的合力竖直向下，小球乙继续做加速运动；当时，小球乙受到的合力为零，此时小球乙的速度达到最大，设此时小球乙位于C点；小球乙继续向下运动
合力
小球乙受到的合力竖直向上，小球乙做减速运动，当速度减小至零时，小球乙到达B点，在B点时受到的合力达到最大，然后开始向上运动。
综合以上分析可知：OA段，小球乙受到的合力为
AC段，小球乙受到的合力为
合力大小由G逐渐减小至零；CB段，小球乙受到的合力为
合力大小由零逐渐增至最大。
OC和CB两段小球乙动能的变化量相等，根据做了多少功就有多少能量转化可知，OC和CB两段合力做的功也相等，如下图所示，左右两边阴影面积相等（作图时大致相等即可）。
根据以上结论画出小球乙从O点下落至B点的过程中，其所受合力的大小F合随运动距离s变化的大致关系图像，如图所示：（A、B、C三点至O点的距离分别用sA、sB、sC表示）
17．【详解】据图可知，两个带电小球相互吸引，因此B球对A球的作用力F1沿水平方向向右， A球受到绝缘丝的拉力F沿绝缘丝方向向上，两个力的作用点画在A小球的重心上，如图
18．【详解】带电小球A与B相互排斥，小球A对B的排斥力作用在B小球的中心，方向水平向右，故过小球的中心向右画线段，在线段的末尾标上箭头表示方向，并标出力F，作图如下
19．【详解】AB均为带负电的小球，同种电荷相互排斥，当小球B靠近小球A时，小球A受到小球B对它的作用力的方向水平向左，小球B受到小球A对它的作用力的方向水平向右，两个力的大小相等，从小球A的重心沿水平向左画出力FA的示意图，从小球B的重心沿水平向右画出力FB的示意图，如图所示：
20． 【详解】（1）[1]由于不计空气阻力，被投出去的篮球受重力的作用，篮球受重力的作用点在其重心O上，方向是竖直向下的，表示符号为G，如图所示：
（2）[2]两个悬挂着的带相同电荷的小球A和B处于静止，小球B除受到竖直向下的重力、沿绳子向上的拉力外，还受到A对它向左的排斥力，过小球B的重心，分别沿各力的方向画一条带箭头的线段，即为其所受各力的示意图，如图所示：
（3）[3]球静止在杆的底端，即小球处于平衡状态，受平衡力作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件可知，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆给小球一个竖直向上的支持力，支持力的大小
F=G=mg
如图所示：
试卷第1页，共3页