2018版物理沪科版新课堂同步选修3-1文档：学业分层测

学业分层测评(一) 静电现象与电荷守恒
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(多选)关于电荷量，以下说法正确的是()
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量只能是某些值
C．物体带正电荷1.6×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子
D．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 C
【解析】元电荷是最小的电荷量，任何一个带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，不可能为任意实数，故B、C、D正确．
【答案】BCD
2．关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是()
A．摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷
C．摩擦起电，可能是摩擦时质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电
【解析】摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，则物体带正电．若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，则物体带负电．使物体带电并不是创造出电荷，A错、D对；B选项中带上的是等量异种电荷，B 错；C选项中转移的是“电子”，而不是质子，C错．
【答案】 D
3．如图1-1-9是伏打起电盘示意图，其起电原理是()
图1-1-9
A．摩擦起电B．感应起电
C．接触起电D．以上三种方式都不是
【解析】导电平板靠近带电绝缘板并接地时，导体与大地发生静电感应，使导电平板带上负电荷，故选项B正确．
【答案】 B
4．(多选)挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图1-1-10甲、乙所示，则()
图1-1-10
A．甲图中两球一定带异种电荷
B．乙图中两球一定带同种电荷
C．甲图中两球至少有一个带电
D．乙图中两球只有一个带电
【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出题图甲的现象可能是两个带异种电荷的小球，也可能是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象，则必须都带电且是同种电荷．
【答案】BC
5．(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图1-1-11所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()
图1-1-11
A．摩擦使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电吸引力的合力大于圆环的重力
D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
【解析】笔套与头发摩擦带电，A正确；笔套靠近圆环时，圆环发生静电感应，其上、下部感应出异号电荷，笔套与圆环有静电吸引力，当圆环所受静电力的合力大于重力时圆环将被吸引到笔套上，B、C正确；当笔套碰到圆环时，其整体所带电荷量与笔套之前所带电荷量相同，D错误．
【答案】ABC
6. (多选)如图1-1-12所示，某验电器金属小球和金属箔均带负电，金属箔处于张开状态．现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球移近稍许，则验电器金属箔()
图1-1-12
A．张角增大稍许
B．张角减小稍许
C．硬橡胶棒稍许靠近，致使金属小球上的电子向金属箔移动
D．硬橡胶棒稍许靠近，致使金属箔上的质子向金属小球移动
【解析】硬橡胶棒靠近金属小球稍许时，负电荷间产生排斥力，致使金属小球上电子向金属箔上移动．金属小球上的电子向金属箔上聚集，金属箔上的负电荷的电荷量增多，两金属箔片间排斥力增大，故两金属箔片间张角增大，故A、C正确，B、D错误．
【答案】AC
7．目前普遍认为，原子核中的质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的
两类夸克组成的，u夸克带电荷量为＋2
3e，d夸克带电荷量为－
1
3e，e为元电荷．下
列论断中可能正确的是()
【导学号：29682187】A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
【解析】质子带一个单位正电荷，中子不带电，设质子中u夸克、d夸克
个数分别是x、y，x、y取正整数，则x×2
3e＋y×⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
－
1
3e＝1，解得x＝2、y＝1；
设中子中u夸克、d夸克个数分别是m、n，m、n取正整数，则m×2
3e＋n×⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
－
1
3e
＝0，解得m＝1、n＝2，故选B.
【答案】B
8. (多选)如图1-1-13所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则()
【导学号：29682188】
图1-1-13
A．仅有两个小球带同种电荷
B．仅有三个小球带同种电荷
C．c、d小球带同种电荷
D．c、d小球带异种电荷
【解析】由d吸a，d吸b可知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥b可知c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，故选项A、C 错，选项B、D对．
【答案】BD
[能力提升]
9．(多选)如图1-1-14所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的箔片张角减小，则()
图1-1-14
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】箔片张角减小说明箔片上的带电荷量减少，而验电器的电荷总量不变，则小球B上的电荷量增多．A球可能带负电，异种电荷相互吸引改变了验电器上的电荷分布情况；A球也可能不带电，B球与A球发生静电感应现象，也可以使验电器上的电荷分布发生改变，故A、B对．
【答案】AB
10．(多选)如图1-1-15所示，A、B为相互接触的用绝缘柱支持的金属导体，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()
图1-1-15
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时，先把A、B分开，然后移去导体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】虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体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，其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷. 由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，选项A正确；C在A、B附近时，先把A、B分开，则A、B分别带上了等量的电荷，移去C后，A、B上的电性和电荷量不变化，两金属箔片张开，选项B正确；如果先移走C，A、B上的感应电荷会在其相互之间的作用下吸引中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，选项C 错误；先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，选项D错误．
【答案】AB
11．如图1-1-16所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有118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－8×10－12 C的电荷量，求：
图1-1-16
(1)金属瓶上收集到多少个电子？
(2)实验的时间为多长？
【解析】(1)金属瓶上收集的电子数目为：N＝Q
e＝
－8×10－12 C
－1.6×10－19 C
＝
5×118(个)．
(2)实验的时间：t＝5×107
1×104s－1
＝5 000 s.
【答案】(1)5×118个(2)5 000 s
12．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2×10－3C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？
【导学号：29682189】【解析】总电荷量是守恒的，小球接触后平分电荷量；C、A接触后，A、
C都带3.0×10－3
2C＝1.5×10
－3C的正电荷量，让小球B与小球A接触后分开，A、
B都带1.5×10－3－2×10－3
2C＝－2.5×10
－4C的负电荷量，最后让小球B与小球C
接触后，B、C都带1.5×10－3－2.5×10－4
2C＝6.25×10
－4 C的正电荷量．故最终
三小球的带电荷量分别为
q A＝－2.5×10－4C，q B＝6.25×10－4C q C＝6.25×10－4C
【答案】q A＝－2.5×10－4C q B＝6.25×10－4 C q C＝6.25×10－4 C。