2020年高中物理 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

2020年高中物理 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 (　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 (　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 ‎ (　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＝1.60×10－‎‎19C 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＝1.60×10－‎19C，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 ‎ (　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(　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 (　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－48.0μC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＝ 9.1×10－‎31kg，电子电荷量e＝－1.6×10－‎19C,1μC＝10－‎6C) 。 ‎ 答案：3.0×1014个　2.73×10－‎‎16kg 解析：人身上聚集的电子个数n＝＝个＝3.0×1014个。,由于人身上多了n个电子，他的质量增加m＝nme＝3.0×1014×9.1×10－‎31kg＝2.73×10－‎16kg。‎ ‎ 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 (　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。 (　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 (　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 ‎ (　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 (　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 (　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： ‎ ‎(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＝＝＝ 5×107(个) ‎ ‎(2) 实验的时间：t＝＝5000s