高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷精练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷精练，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
合格考训练
一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)
1．(2023·山东省潍坊二中高一下学期期中)科学家在研究原子、原子核以及基本粒子时，为了方便，常常把元电荷作为电荷量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是( C )
A．把质子或电子叫作元电荷
B．把1.6×10－19 C的电荷叫元电荷
C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷
D．元电荷就是体积很小的带电体
解析：元电荷表示电荷量，其大小等于一个电子所带电荷量的绝对值，不是指某一带电体，故选项C正确，A、B、D错误。
2．(多选)(2023·福建三明高二上月考)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1)；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图2)；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开(如图3)。关于验电器的金属箔片张开的情况及分析，以下说法正确的是( BD )
A．操作①中，验电器金属箔片不张开，因为橡胶棒与金属球没有接触
B．操作①中，橡胶棒靠近验电器金属球的过程，金属箔片张开的角度越来越大，因为感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也越来越多
C．操作②中，手接触验电器，金属箔片闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中
D．操作③中，金属箔片会从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布
解析：操作①中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器的金属球时，由于静电感应，验电器的金属球带正电，则金属箔片带负电，从而张开；随着橡胶棒靠近验电器金属球的过程，金属箔片张开的角度越来越大，因为感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也越来越多，选项A错误，B正确；操作②中，手接触验电器，验电器金属箔片上的负电荷流入大地中，使得金属箔片闭合，选项C错误；操作③中，若先把手移开，再把橡胶棒移开，金属箔片与金属球因带多余正电荷，导致金属箔片又张开，选项D正确。故选BD。
3. (多选)(浙江理综改编)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，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( BC )
A．笔套与头发的接触使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异种电荷
C．圆环被吸引到笔套上的过程中，圆环所受吸引力大于圆环的重力
D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
解析：笔套与头发的摩擦使笔套带电，故A错误；带电的笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异种电荷，故B正确；当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受吸引力大于圆环的重力，故C正确；笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被完全中和，笔套还带电，故D错误。故选BC。
4. (2023·湖南益阳高二上入学考改编)“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎，放置干燥处晾干，将其茎髓制成小球。这种小球密度很小，且绝缘，常用来做静电实验。如图所示，两个通草球甲和乙悬挂在支架上，彼此吸引。对于该现象，下列判断正确的是( C )
A．两个通草球一定都带了电
B．两个通草球可能都不带电
C．两个通草球中有一个可能不带电
D．两个通草球可能带有同种电荷
解析：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，同时，带电物体还可吸引轻小物体，故甲、乙两个通草球可能带异种电荷，也可能一个带电而另一个不带电，C正确。
5．(多选)(2022·重庆巴蜀中学高二上期中)有三个完全一样的金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为eq \f(q,4)，以下做法可行的是( AC )
A．B球先与A球接触，再与C球接触
B．A球先后与B、C球接触，再用C球接触B球
C．A球先后与B、C球接触，用手接触C球后，C球再与B球接触
D．C球先后与A、B球接触，用手接触C球后，C球再与B球接触
解析：B球先与A球接触，此时两球各带eq \f(q,2)的电荷，B球再与C球接触，B、C两球各带eq \f(q,4)的电荷，A正确；A球先与B球接触，此时两球各带eq \f(q,2)的电荷，再与C球接触，A、C两球各带eq \f(q,4)的电荷，此时带电荷量为eq \f(q,2)的B球与带电荷量为eq \f(q,4)的C球接触，接触后B、C球所带电荷量为eq \f(\f(q,2)＋\f(q,4),2)＝eq \f(3q,8)，B错误；A球先后与B、C球接触后，A球带的电荷量为eq \f(q,4)，B球带的电荷量为eq \f(q,2)，C球带的电荷量为eq \f(q,4)，用手接触C球后，C球不带电，再与B球接触，B、C两球带的电荷量均为eq \f(q,4)，C正确；C球先后与A、B球相碰后，A球带的电荷量为eq \f(q,2)，B球带的电荷量为eq \f(q,4)，C球带的电荷量为eq \f(q,4)，用手接触C球后，C球不带电，C球再与B球接触，B、C两球带的电荷量均为eq \f(q,8)，D错误。故选AC。
6．(多选)(2023·陕西长安一中高二上期中)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，取电棒C为带绝缘柄的导体棒，下列操作能使验电器箔片张开的是( BCD )
A．将取电棒C先跟B的内壁接触一下再跟验电器A接触
B．将取电棒C先跟B的外壁接触一下再跟验电器A接触
C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触
D．使验电器A的金属球靠近B
解析：由于净电荷只分布在外表面上，所以B的内壁无电荷，将取电棒C先跟B的内壁接触一下，C不带电，再跟验电器A接触，验电器箔片不张开，A错误；B的外壁带正电，将取电棒C先跟B的外壁接触一下，C带正电，再跟验电器A接触，验电器箔片张开，B正确；用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触，A、B、C成为一个大导体，A带正电，验电器箔片张开，C正确；使验电器A的金属球靠近B，由于静电感应，电子从箔片移动到金属球，验电器箔片带正电张开，D正确。故选BCD。
7．(2022·江苏南京高二学业考试)如图所示，起初用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，且均不带电。手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A，但不接触，把A、B分开后，A带上－1.0×10－8 C的电荷，则下列说法正确的是( D )
A．B得到1.0×108个电子
B．B失去1.0×108个电子
C．B带－1.0×10－8C电荷
D．B带＋1.0×10－8C电荷
解析：由于静电感应，导体A聚集负电荷，导体B聚集正电荷，导体A得到电子，导体B失去电子，电子数为n＝eq \f(q,e)＝eq \f(1.0×10－8,1.6×10－19)个＝6.25×1010个，A、B错误；根据电荷守恒定律可得，A带上－1.0×10－8 C的电荷，则B带＋1.0×10－8 C电荷，C错误，D正确。
二、非选择题(共18分)
8．(18分)有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有3×10－3 C的正电荷，小球B带有2×10－3 C的负电荷，小球C不带电。先将小球C与小球A接触后分开，再将小球B与小球C接触后分开，则这时三球的电荷量分别是多少？
答案：QA＝1.5×10－3 C，QB＝－0.25×10－3 C，QC＝－0.25×10－3 C
解析：由题意QA＝3×10－3C，QB＝－2×10－3C，
QC＝0，
C与A先接触后分开时：
QA′＝QC′＝eq \f(3×10－3,2) C＝1.5×10－3 C。
B与C先接触后分开时：
QB′＝QC″＝eq \f(1.5×10－3－2×10－3,2) C＝－0.25×10－3 C，
即此时三球A、B、C所带电荷量分别为1.5×10－3 C、－0.25×10－3 C、－0.25×10－3 C。
等级考训练
一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)
1．(2023·南充高二期末)18世纪电学家们观察到一个现象是所谓的“吸引—接触—排斥”现象，即将带电棒A移近一悬挂在绝缘线上的轻质导电小球B，可见小球被棒吸引，两者接触后，小球立即被排开，则( C )
A．接触前，A、B一定带同种电荷
B．接触前，A、B一定带异种电荷
C．接触后，A、B一定带同种电荷
D．接触后，A、B一定带异种电荷
解析：由于带电体具有吸引轻小物体的性质，因此，接触之前，轻质导电小球B可能与A带异种电荷，也可能不带电，故A、B错误；而接触后，二者相互排斥，则二者肯定是带有同种电荷的，故C正确，D错误。故选C。
2．甲、乙、丙是三个完全相同的带绝缘支架的金属小球，先让带电荷量为＋1.6×10－15 C的甲球与乙球接触，乙球再与不带电的丙球接触，接触后，丙球所带电荷量为－8×10－16 C，则( B )
A．接触前乙球带电荷量为－3.2×10－15 C
B．接触前乙球带电荷量为－4.8×10－15 C
C．接触前乙球不带电
D．接触前乙球带电荷量为＋1.6×10－15 C
解析：由于甲、乙、丙是三个完全相同的金属小球，丙球原来不带电，乙、丙两个小球接触时，电荷量平均分配，可得与丙球接触前乙球带的电荷量为Q乙′＝2Q丙＝－1.6×10－15 C，甲、乙两小球接触时，由于带异种电荷，所以先中和再平分，可得Q乙′＝eq \f(1,2)(Q甲＋Q乙)，代入数据解得Q乙＝－4.8×10－15 C，故选B。
3．(多选)关于元电荷的理解，下列说法正确的是( CD )
A．元电荷就是电子
B．元电荷是表示1 C电量
C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
解析：元电荷是最小电荷量，大小为e＝1.60×10－19 C，跟电子或质子所带电荷量相等，不是电荷种类，任何带电体的电荷量都为元电荷的整数倍。故选CD。
4．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，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( B )
A．把C移近导体A，只有A上的金属箔片张开
B．先把A、B分开，再把C移走后，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．把C移近导体A ，A接地，A上的金属箔片闭合，B上的金属箔片张开
解析：感应起电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷，金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的金属箔片都张开，A错误；由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，把A、B分开，再移走C，A、B带的感应电荷不变，A、B上的金属箔片仍张开，B正确；先把C移走，由于A、B带等量异号电荷，所以把C移走后，A、B带等量异号电荷，所以电量中和，A、B不再带电，再把A、B分开时，A、B上的金属箔片不再张开，C错；把C移近导体A后，A接地，大地中的负电荷将被吸引移向导体，导体中的正电荷将被排斥流向大地，使得A左端带负电，B的右端不带电，即B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开， D错误。故选B。
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
5．(8分)有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有3×10－3 C的正电荷，B小球带有2×10－3 C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？
答案：－2.5×10－4 C、＋6.25×10－4 C、＋6.25×10－4 C
解析：让小球C与小球A接触后分开，则这时A、C各带有1.5×10－3 C的正电荷；再让小球B与小球A接触后分开，则A、B各带电量：
eq \f(1.5×10－3 C＋－2×10－3 C,2)＝－2.5×10－4 C
最后让小球B与小球C接触后分开，则B、C各带电量：eq \f(1.5×10－3 C＋－2.5×10－4 C,2)＝＋6.25×10－4 C
则最终A、B、C各带电量为－2.5×10－4 C、＋6.25×10－4 C、＋6.25×10－4 C。
6．(12分)有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球，A带正电，电荷量为q，B和C不带电。讨论用什么办法能使：
(1)B、C都带等量的正电；
(2)B、C都带负电；
(3)B、C带等量的异种电荷；
(4)B带eq \f(3,8)q正电。
答案：(1)B与A接触后，再与C接触 (2)用导线将B、C连接，使A靠近B，B、C用导线接地后，断开导线 (3)用导线将B、C连接，使A靠近B，断开导线 (4)B与A接触后，再与C接触，此时A带eq \f(q,2)正电，B带eq \f(q,4)正电，让B再次与A接触分开后，B带eq \f(3,8)q正电