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

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

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