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  • 2021-05-24 发布

高中物理第1章静电场1电荷及其守恒定律课时作业新人教版选修3_1

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第一章 1 电荷及其守恒定律 基础夯实 一、选择题(1~4 题为单选题,5、6 题为多选题) 1.(2017·福建省三明市四地六校联考)公元前 600 年左右,希腊人泰勒斯就发现了用 毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体。公元一世纪,我国学者王充在《论衡》一书中也写下 “顿牟掇芥”。下列关于物体起电现象说法正确的是 导学号 ( D ) A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移 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,感应起电是电荷从物体的 一部分转移到另一部分。两个过程都没有产生电荷,故 A、B 错误;摩擦起电的两摩擦物体 可以是导体,感应起电的物体不一定是导体,故 C 错误;不论是摩擦起电还是感应起电,都 是电荷的转移,故 D 正确。 2.对物体带电现象的叙述,正确的是 导学号 ( D ) A.不带电的物体一定没有电荷 B.带电物体一定具有多余的电子 C.一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,这过 程中电荷不守恒 D.摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体 解析:不带电的物体内部正电荷的电量和负电荷的电量相等,体现出电中性,故 A 错误; 物体带电可能有多余的正电荷,也有可能有多余的负电荷,故 B 错误;导体棒上面的电荷通 过潮湿的空气发生了转移,电荷仍然守恒,故 C 错误;物体带电的本质都是电荷的转移,故 D 正确。 3.(2016·广州实验中学高二上学期期中) 下列关于元电荷的说法中错误的是 导学号 ( A ) 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 e 的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的 D.元电荷的值通常取 e=×10-19C 解析:元电荷是指电子或质子所带的电荷量,不是电子或质子本身,故 A 错误;所有带 电体的电荷量都等于元电荷的整数倍,故 B 正确;元电荷 e 的值最早是由美国物理学家密立 根通过实验测定的,故 C 正确;元电荷的数值通常取 e=×10-19C,故 D 正确。 4.(2016·四川绵阳一中高二上学期期中) 如图所示,如果天气干燥,晚上脱毛衣时, 会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,关于这种现象产生的原因,下列说法正确的是 导学号 ( C ) A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的 C.摩擦起电造成的 D.感应起电造成的 解析:脱毛衣时由于摩擦起电,衣服间产生异种电荷,当电荷积累到一定程度时,会产 生电火花,并伴有“噼啪”声,选项 C 正确,A、B、D 错误。 5.用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示,由此对摩擦起电说 法正确的是 导学号 ( CD ) A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子 B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷 C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等 D.同一物体与不同种类物体摩擦,该物体的带电荷种类可能不同 解析:两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小,A 错。由于摩擦起电的 实质是电子的得失,所以两物体带电种类一定不同,数量相等,B 错 C 对。由题中例子不难 看出同一物体与不同种类物体摩擦,带电种类可能不同,D 对。 6.如图所示,A、B 为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它 们的下部贴有金属箔片,C 是带正电的小球,下列说法正确的是 导学号 ( AB ) A.把 C 移近导体 A 时,A、B 上的金属箔片都张开 B.把 C 移近导体 A,先把 A、B 分开,然后移去 C,A、B 上的金属箔片仍张开 C.先把 C 移走,再把 A、B 分开,A、B 上的金属箔片仍张开 D.先把 A、B 分开,再把 C 移走,然后重新让 A、B 接触,A 上的金属箔片张开,而 B 上的金属箔片闭合 解析:C 移近 A 时,带正电的小球 C 对 A、B 内的电荷有力的作用,使 A、B 中的自由电 子向左移动,使得 A 端积累了负电荷,B 端积累了正电荷,其下部的金属箔片也分别带上了 与 A、B 同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,A 正确。C 靠近后 保持不动,把 A、B 分开,A、B 上的电荷因受 C 的作用力不可能中和,因而 A、B 仍带等量 的异种感应电荷,此时即使再移走 C,因 A、B 已经绝缘,所带电荷量也不会变,金属箔片 仍张开,B 正确。先移走 C,再把 A、B 分开,A、B 上的感应电荷会马上在其相互之间的引 力作用下吸引中和,不再带电,所以箔片都不会张开,C 错。先把 A、B 分开,移走 C,然后 重新让 A、B 接触,A、B 所带的异种电荷马上中和,箔片都不会张开,D 错。 二、非选择题 7.干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了-μC 的净电荷。此人身上有多 少个静剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量 me= ×10-31kg,电子电荷量 e=-×10 -19C,1μC=10-6C) 。 导学号 答案:×1014 个 ×10-16kg 解析:人身上聚集的电子个数 n=Q e =-×10-6 -×10-19个=×1014 个。,由于人身上多了 n 个电 子,他的质量增加 m=nme=×1014××10-31kg=×10-16kg。 能力提升 一、选择题(1~4 题为单选题,5、6 题为多选题) 1.(2016·上海市浦东新区高二上学期期末) 已知在环境的温度、湿度、气压相同的情 况下,可得出以下序列:玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶……序列中 两种物质摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电,而且两种物质在序列中 距离越远,摩擦起电现象越显著。用事先准备的尼龙、羊毛、腈纶等三种材料,进行摩擦起 电的实验,下面关于实验结果的叙述中正确的是 导学号 ( B ) A.尼龙棒与羊毛摩擦,尼龙棒带负电 B.腈纶与羊毛摩擦,羊毛带正电 C.尼龙与腈纶摩擦,不会发生起电现象 D.尼龙与羊毛摩擦较羊毛与腈纶摩擦,尼龙与羊毛摩擦有更显著的起电现象 解析:由题可知,尼龙、羊毛、腈纶等三种材料中,尼龙排在最前面,腈纶排在最后面。 尼龙排在羊毛的前面,所以尼龙棒与羊毛摩擦,尼龙棒带正电,故 A 错误;羊毛排在腈纶的 前面,所以腈纶与羊毛摩擦,羊毛带正电,故 B 正确;尼龙与腈纶摩擦,会发生摩擦起电现 象,故 C 错误;由题可知,排序的位置差别越大,则越容易发生摩擦起电现象,所以尼龙与 羊毛摩擦较羊毛与腈轮摩擦,羊毛与腈纶摩擦有更显著的起电现象,故 D 错误。 2.如图所示,有一金属箔验电器,起初金属箔闭合,当带正电的棒靠近验电器上部的 金属板时,金属箔张开。在这个状态下,用手指接触验电器的金属板,金属箔闭合,问当手 指从金属板上离开,然后使棒也远离验电器,金属箔的状态如何变化?从下图中的①~④ 4 个选项中选取一个正确的答案。 导学号 ( B ) A.图① B.图② C.图③ D.图④ 解析:手指接触验电器后,验电器上端带负电,手指离开,验电器上电荷分布不变,金 属箔仍闭合,将棒远离后,验电器上电荷重新分布,金属箔张开,B 正确。 3.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球 a,a 的表面镀有铝膜;在 a 旁有一绝缘金属 球 b,开始时,a、b 都不带电,如图所示,现使 b 带电,则 导学号 ( B ) A.b 将吸引 a,吸住后不放开 B.b 先吸引 a,接触后又把 a 排斥开 C.a、b 之间不发生相互作用 D.b 立即把 a 排斥开 解析:b 球带电后,使 a 产生静电感应,感应的结果是 a 靠近 b 的一侧出现与 b 异种的 感应电荷,远离 b 的一侧出现与 b 同种的感应电荷。虽然 a 上的感应电荷等量异号,但因为 异种电荷离 b 更近,所以 b 对 a 的静电力表现为引力。当 b 吸引 a 使两者接触后,由于接触 带电,b、a 便带同种电荷,有斥力作用,因而又把 a 排斥开,所以 B 正确。 4.如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球 A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体 B, 导体 B 用导线经开关 S 接地,现把 S 先合上再断开,再移走 A,则导体 B 导学号 ( C ) A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.不能确定 解析:在感应起电的过程中,远端带同种电荷,近端带异种电荷。将 B 的左端接地后, B 和地球组成了一个大导体,地球是导体的远端,故 B 成了近端,带负电。 5.如图所示,有一带正电的验电器,当一金属球 M 靠近验电器的小球 N(不接触)时, 验电器的金箔张角减小,则 导学号 ( AB ) A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电 C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电 解析:验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,由于同种电荷相互排 斥引起的。张开角度的大小决定于两个金属箔片带电荷量的多少。如果 M 球带负电,靠近验 电器的 N 球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两个金属 箔片夹角减小,选项 B 正确,同时否定选项 C。如果 M 球不带电,在靠近 N 球时,发生静电 感应现象,靠近 N 球的端面出现负的感应电荷,而背向 N 球的端面出现正的感应电荷。M 球 上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,从而使金属箔片张角减小。 6.(2016·浙江省杭州二中高二上学期质检) 如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的 照片和简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图 中为右手)按在金属球上,并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不 断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状 态下,下列分析正确的是 导学号 ( BD ) A.若用左手也去摸金属球,会被电击 B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击 C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态 D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态 解析:若用左手也去摸金属球,不会被电击,选项 A 错误;若用左手与旁边的观众握手, 会发生放电现象而被电击,选项 B 正确;若右手离开金属球,电荷不会转移,则头发仍然四 处散开,选项 C 错误;若右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将进入大地,人体将不再 带电,头发会立刻恢复常态,选项 D 正确。故选 BD。 二、非选择题 7.如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有 104 个电子到达收集电 子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12C 的电荷量,求: 导学号 (1) 金属瓶上收集到多少个电子? (2) 实验的时间为多长? 答案:(1) 5×107 个 (2) 5000s 解析:(1) 金属瓶上收集的电子数目为: N=Q e =-8×10-12C -×10-19C = 5×107(个) (2) 实验的时间:t= 5×107 1×104s-1=5000s