人教版 (新课标)选修31 电荷及其守恒定律巩固练习

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[随堂基础巩固]
1．有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则( )
A．B、C球均带负电
B．B球带负电，C球带正电
C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D．B、C球都不带电
解析：A带正电，A吸引C，则C可能带负电或不带电；A吸引B，则B可能带负电或不带电；若B带负电，B又吸引C，则C此时不带电；同理，若C带负电，则B不带电。
答案：C
2．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
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。中性的物体若缺少了电子带正电，多余了电子就带负电。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A正确。
答案：A
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近旁有一绝缘金属球b，开始a、b都不带电，如图1－1－4所示，现使b带电，则( )
A．b将吸引a，吸住后不放开
B．b先吸引a，接触后又把a排斥开图1－1－4
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有吸引力，当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B正确。
答案：B
4．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C。求最后乙物体带电的电性和电荷量。
解析：由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子电荷量为1.6×10－15 C而带正电，乙物体得到电子而带电荷量1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷电荷量为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C。
答案：最后乙带负电 8×10－16 C
[课时跟踪训练]
(满分50分 时间30分钟)
一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1.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甲、乙所示，则( )
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图 1
C．甲图中至少有一个带电
D．乙图中两球至多有一个带电
解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误，C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确，D错误。
答案：BC
2．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
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。
答案：B
3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。图2中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )
图 2
解析：把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电，所以B正确。
答案：B
4.如图3所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
图 3
A．A端金箔张开，B端金箔闭合
B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合
C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开
D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷
解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，金箔上各带同种电荷相斥而张开，选项A错误；用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合，选项B正确；用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开，选项C正确；由以上分析看出，选项D正确。
答案：BCD
5．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，你认为可能是下列几个数字中的( )
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
解析：任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍，即是1.6×10－19 C的整数倍，由计算可知，只有B选项是1.6×10－19 C的整数倍，故B正确。
答案：B
6．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eq \f(2,3)e，d夸克带电荷量为－eq \f(1,3)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
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×eq \f(2,3)e－eq \f(1,3)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。eq \f(2,3)e－2×eq \f(1,3)e＝0。故选项B正确。
答案：B
7．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
解析：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的大小为eq \f(5Q－Q,2)＝2Q。
答案：C
8．下列说法正确的是( )
A．元电荷实质就是电子(或质子)本身
B．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
C．元电荷是最小的电荷量单位
D．元电荷没有正、负之分
解析：元电荷表示电子所带电荷量的数值，而不是电子本身，故A错，B对。元电荷只是电荷量的单位，不是带电粒子，没有正、负之分，故C、D正确。
答案：BCD
二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9．(9分)如图4所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B是两个完全相同的枕形导体且不带电。试问：
图 4
(1)如何使A、B都带等量正电？
(2)如何使A、B都带等量负电？
(3)如何使A带负电B带等量的正电？
解析：(1)法一： 把A、B紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开，移走C后再用手摸一下B，再把A与B接触一下，则A和B就带等量正电。
法二：把A、B紧密靠拢，让C接触A或B，然后移去C，再把A与B分开，则A、B就带等量正电。
(2)把A、B紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B，移走C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电。
(3)把A、B紧密靠拢，让C靠近A，则在A端感应出负电荷，B端感应出等量正电荷，把A与B分开后，移去C，则A带负电B带等量的正电。
答案：见解析
10．(9分) 有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有3×10－3C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？
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eq \f(3.0×10－3,2) C＝1.5×10－3 C的正电荷量，让小球B与小球A接触后分开，A、B都带eq \f(1.5×10－3－2×10－3,2) C＝－2.5×10－4 C的负电荷量，最后让小球B与小球C接触后，B、C都带eq \f(1.5×10－3－2.5×10－4,2) C＝6.25×10－4 C的正电荷量。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。
答案：qA＝－2.5×10－4 C qB＝6.25×10－4 C qC＝6.25×10－4 C