人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
1.1电荷及其守恒定律（原卷版）
链接高考
静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引玳
C.磁铁吸引铁
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。关于A、B的带电情况,下列判断正确的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电
D.A、B均带正电
C靠近A后A带正电,B带负电。分开A、B后,A带正电,B带负电,所以选A。
把一个带电棒移近一个带正电的验电器,金属箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是( )
A.负电荷
B.可以是正电荷,也可以是负电荷
C.正电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
如图,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )
A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
基础过关
毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为( )
A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B.毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上
C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上
下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭
(多选)用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b,使之接触起电。以下说法正确的是( )
A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b上转移
B.在此接触起电过程中,玻璃棒b上的负电子向玻璃棒a上转移
C.在此接触起电过程中,它们的电荷量的代数和不变
D.此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律
(多选)如图所示,将带电棒移近甲、乙两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是( )
A.先把球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开
D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
(多选)关于元电荷的下列说法中正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的数值通常取1.6×10-19
C
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
关于电荷量,下列说法错误的是( )
A.物体的带电荷量可以是任意值
B.物体的带电荷量只能是某些值
C.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19
C
D.一个物体带1.6×10-9
C的正电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故
保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能在下列哪个数值 ( )
A.6.2×1
C
B.6.4×1
C
C.6.6×1
C
D.6.8×1
C
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B导体的带电荷量为( )
A.-Q
B.Q
C.2Q
D.4Q
高考模拟
如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边是后来靠近导体带正电的金属球C,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是( )
A.沿虚线c切开,A带负电,B带正电,且
QB>QA
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QB=QA
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QB>QA
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关
(多选)关于电现象,下列说法中正确的是( )
A.感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
B.带电现象的本质是电子的转移,中性物体得到多余电子就一定带负电,失去电子就一定带正电
C.摩擦起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷
D.当一种电荷出现时,必然有等量异种电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异种电荷同时消失
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为e,d夸克带电荷量为-e,质子的带电荷量为e,中子不带电。下列说法正确的是( )
A.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
B.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
C.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
D.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
二、非选择题(共10分)
如图所示,导体AB与地面绝缘,将带正电的物体C靠近AB,用手接触一下B端,放开手再移去C,则此时AB带 电,若用手接触一下A端,放开手再移去C,则此时AB带 电。?
完全相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后再移开。
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后A、B两球的带电荷量之比为 。?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后A、B两球的带电荷量之比为 。?
有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3
C
的正电荷,B小球带有2×10-3
C的负电荷,小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少。人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
1.1电荷及其守恒定律（解析版）
链接高考
静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.磁铁吸引铁
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】梳过头发的塑料梳子由于摩擦而带电,吸起纸屑是带电体吸引轻小物体,属于静电现象;带电小球移至不带电金属球附近,由于感应起电使二者相互吸引;磁铁吸引铁是磁现象;从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉是接触带电的原因。故只有C项不属于静电现象。
如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。关于A、B的带电情况,下列判断正确的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电
D.A、B均带正电
【答案】A
C靠近A后A带正电,B带负电。分开A、B后,A带正电,B带负电,所以选A。
把一个带电棒移近一个带正电的验电器,金属箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是( )
A.负电荷
B.可以是正电荷,也可以是负电荷
C.正电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
【答案】A
【解析】根据题意,起初验电器的金属箔带正电,金属箔先闭合而后又张开,说明远端(金属箔)被感应出负电荷,当这些被感应出的负电荷将金属箔上原来的正电荷完全中和时,金属箔闭合,由于感应出的负电荷比较多,金属箔带负电,故金属箔而后张开,根据静电感应原理知,带电棒带负电。
如图,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )
A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
【答案】C
【解析】在S1、S2都闭合前,对枕形导体,由于静电感应,a、b两端出现等量的负、正电荷。当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确。
基础过关
毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为( )
A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B.毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上
C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上
【答案】A
【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上,电中性的物体若缺少了电子带正电,多了电子就带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱,在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上,缺少了电子的毛皮带正电,而正电荷是原子核内的质子,不能自由移动,所以选项A正确。
下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭
【答案】B
【解析】摩擦起电的实质是电荷发生转移,而不是创造电荷,A错误;接触起电就是通过物体接触而转移电荷,B正确;两种物体摩擦,对核外电子束缚能力弱的物体在摩擦中易失去电子而带正电,是否容易失去电子由两物体的材料决定,因此玻璃棒不一定带正电,C错;等量异种电荷可以中和但不会消失,只是宏观上显中性,D错。
(多选)用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b,使之接触起电。以下说法正确的是( )
A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b上转移
B.在此接触起电过程中,玻璃棒b上的负电子向玻璃棒a上转移
C.在此接触起电过程中,它们的电荷量的代数和不变
D.此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律
【答案】BC
【解析】带正电的玻璃棒a与不带电的另一玻璃棒b接触时,由于电荷间的相互作用,使b棒中的电子向a棒转移,此时b棒因失去电子而带正电,a棒得到电子与原有的部分正电荷中和,因而a棒上所带的电荷量减少,但a、b两棒所带电荷量的代数和不变,整个过程遵循电荷守恒定律。
(多选)如图所示,将带电棒移近甲、乙两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是( )
A.先把球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开
D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
【答案】AC
【解析】当带电棒移近甲、乙两球时,甲、乙两球由于静电感应使甲、乙两球带等量异种电荷。若移走棒前先把两球分开,则甲、乙两球所带电荷无法中和而带上等量异种电荷;若把球分开前,已移走棒,甲、乙两球感应出的电荷立即中和而不会带电,可判定选项A正确,选项B错误。若棒与其中一个球接触,则由于接触带电,甲、乙都会带上与带电棒相同性质的电荷,分开后仍带电,选项C正确;由选项A可知,棒的带电荷量即使不变,仍可在满足一定条件下,甲、乙感应出等量异种电荷而带电,选项D错误。
(多选)关于元电荷的下列说法中正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的数值通常取1.6×10-19
C
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
【答案】BCD
【解析】实验得出,所有带电体的电荷量是e(1.6×10-19
C)的整数倍,这就是说,电荷量是不能连续变化的物理量,电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,综上可知答案为B、C、D。
关于电荷量,下列说法错误的是( )
A.物体的带电荷量可以是任意值
B.物体的带电荷量只能是某些值
C.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19
C
D.一个物体带1.6×10-9
C的正电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故
【答案】A
【解析】物体带电荷量的最小值为元电荷e=1.6×10-19C,物体带电荷量只能是元电荷的整数倍,即电荷量是不能连续变化的物理量。
保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能在下列哪个数值 ( )
A.6.2×1
C
B.6.4×1
C
C.6.6×1
C
D.6.8×1
C
【答案】B
【解析】任何带电体的带电荷量均是元电荷的整数倍,即是1.6×1
C的整数倍,由计算可知,只有B选项中的数值是1.6×1
C的整数倍,故B正确。
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B导体的带电荷量为( )
A.-Q
B.Q
C.2Q
D.4Q
【答案】C
【解析】因两导体完全相同,则接触后两导体上的电荷先完全中和后再平分,所以每个导体上带电荷量为=2Q。
高考模拟
如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边是后来靠近导体带正电的金属球C,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是( )
A.沿虚线c切开,A带负电,B带正电,且
QB>QA
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QB=QA
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QB>QA
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关
【答案】D
【解析】静电感应使得A带正电,B带负电。导体原来不带电,只是在C的正电荷作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分带了多余的电子,而带负电,A部分少了电子,因而带正电。A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的,但由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C中电荷的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近右端负电荷密度越大,越靠近左端正电荷密度越大,所以沿不同位置切开时,QA、QB的值是不同的,故只有D正确。
(多选)关于电现象,下列说法中正确的是( )
A.感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
B.带电现象的本质是电子的转移,中性物体得到多余电子就一定带负电,失去电子就一定带正电
C.摩擦起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷
D.当一种电荷出现时,必然有等量异种电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异种电荷同时消失
【答案】ABD
【解析】感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分,而摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体,但相互摩擦的两个物体并不一定带等量异种电荷,故A正确,C错误;由电荷守恒定律可知D正确;中性物体得到多余电子带负电,失去电子带正电,B正确。
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为e,d夸克带电荷量为-e,质子的带电荷量为e,中子不带电。下列说法正确的是( )
A.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
B.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
C.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
D.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
【答案】B
【解析】根据质子的带电荷量为e,所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,2×e-e=e;中子不显电性,所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成,e-2×e=0。故选项B正确。
二、非选择题(共10分)
如图所示,导体AB与地面绝缘,将带正电的物体C靠近AB,用手接触一下B端,放开手再移去C,则此时AB带 电,若用手接触一下A端,放开手再移去C,则此时AB带 电。?
【答案】负 负
【解析】不论手接触A端还是B端,导体AB与人体、大地构成一个大的导体,A是近端,地球的另一面是远端,在带电体C的作用下发生静电感应而使AB带电,由近异远同可知最终AB带负电。
完全相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后再移开。
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后A、B两球的带电荷量之比为 。?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后A、B两球的带电荷量之比为 。?
【答案】(1)2∶3 (2)2∶1
【解析】(1)设A、B带电荷量均为q,第三个小球先与A接触,静电荷平均分配,第三个小球与A球的带电荷量均为,第三个小球再与B接触,静电荷平均分配,则带电荷量均为=q,所以接触后A、B两球的带电荷量之比为2∶3。
(2)设A带的电荷量为q,B带的电荷量也为q,第三个小球先与A接触,静电荷平均分配,两球带电荷量均为,再与B接触,先中和,然后静电荷再平均分配,则带电荷量均为=。所以,接触后A、B两球的带电荷量之比为2∶1。
有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3
C
的正电荷,B小球带有2×10-3
C的负电荷,小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少。
【答案】 qA=-2.5×10-4
C qB=6.25×10-4
C qC=6.25×10-4
C
【解析】C、A接触后,A、C都带
C=1.5×10-3
C的正电荷,再让小球B与小球A接触后分开,A、B都带
C=-2.5×10-4
C的负电荷,最后让小球B与小球C接触后,B、C都带
C=6.25×10-4
C的正电荷。故最终三小球的带电荷量分别为qA=-2.5×10-4
C,qB=6.25×10-4
C,qC=6.25×10-4
C。
