15.1两种电荷 练习
一、单选题
1．小明经常进行错题整理，在他的错题本中有部分是这样整理的：①验电器可以检验物体是否带电，原理是异种电荷互相吸引；②密度是物质本身的一种属性，它的大小与物体的质量和体积大小无关；③1千克的铁比1千克的木头重；④谱线“红移”说明星系在远离我们而去；⑤摩擦起电的实质是产生了电荷；⑥用金刚石切割玻璃是利用其硬度大；⑦卢瑟福建立了原子的核式结构模型，认为原子是由带负电的原子核和带正电的电子组成．请你来帮他检查一下，以上的结论中归纳有错误的是（ ）
A．①②④⑦ B．①③⑤⑦ C．①③⑥⑦ D．①②③⑤⑦
2．小红将A端带负电的橡胶棒放在绝缘支架上，使其可以自由转动，再将与头发摩擦过的梳子靠近橡胶棒A端，发现A端会远离梳子，如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．摩擦时，梳子失去电子 B．摩擦时，梳子失去质子
C．橡胶棒A端和梳子带同种电荷 D．橡胶棒A端和梳子带异种电荷
3．在通常情况下，下列物体属于绝缘体的是（ ）
A．铅笔芯 B．塑料尺 C．铅球 D．盐水
4．以下物体通常情况下属于导体的是（ ）
A．塑料刻度尺 B．擦字橡皮 C．食用油 D．铜钥匙
5．如图所示，带负电的橡胶棒靠近吸管的A端，A端会远离橡胶棒。以下说法正确的是（ ）
A．橡胶棒和吸管都是导体
B．吸管因失去电子而带有负电
C．在潮湿的环境中实验现象更明显
D．验电器就是根据这一原理工作的
6．全部属于导体的一组是（ ）
A．人体、塑料、硫酸 B．玻璃、汽油、大地
C．大地、铅笔芯、铜棒 D．橡胶、木棒、铁窗
7．如图所示，晴朗的秋天，把一根塑料绳一端扎紧，从另一端撕开成许多细线，用干燥的手从上向下捋几下，发现细线张开了．细线张开的原因是
A．捋细线时，空气进入了细线
B．捋细线后，细线带同种电荷相互排斥
C．捋细线时，细线分子间相斥
D．捋细线后，细线带异种电荷相互吸引
8．医用外科口罩的中间层为多孔结构的熔喷布，熔喷布能过滤比自身空隙小很多的颗粒物；在生产过程中通过处理，熔喷布得到大量电子，具有吸引轻小物体的作用。但放在自来水龙头下冲洗晾干后，熔喷布对细微颗粒物的过滤效果严重下降。下列有关熔喷布说法正确的是（ ）
A．熔喷布得到大量电子而带正电
B．熔喷布只吸引带负电的轻小物体
C．熔喷布能得到大量电子，所以一定是导体
D．冲洗晾干后的熔喷布过滤效果严重下降，原因是因为潮湿后的熔喷布不再带电
二、多选题
9．下列各组物质，全部属于导体的是（ ）
A．硬币、盐水、铅笔芯 B．橡皮、玻璃球、塑料 C．橡胶、盐水、铅笔芯 D．铁片、碳棒、大地
10．关于导体和绝缘体的说法正确的是（ ）
A．金属和酸碱盐的水溶液都善于导电是因为它们内部有大量的自由电荷
B．导体能导电而绝缘体不容易导电是因为导体内有电子，而绝缘体没有
C．碳棒主要靠自由电子导电，而酸碱盐的水溶液主要靠阴阳离子导电
D．人体、大地、所有金属、酸碱盐的水溶液都是靠自由电子导电的
三、填空题
11．摩擦起电的本质是 ；毛皮摩擦过的橡胶棒带 电； 能检验出物体是否带电．
12．导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的 。常温下，玻璃属于 （选填“导体”或“绝缘体”）。如图所示闭合开关，将灯丝断开的玻璃芯加热到红炽状态时，灯泡将会发光，原因是玻璃由绝缘体变成了 （选填“导体”或“绝缘体”）。
13．如图所示是一种衣服吸毛刷，只要在衣服上滚动几下，就可以吸走衣服上的灰尘．这里用到的主要物理原理是摩擦起电和 ．
14．在抗击新冠病毒期间，老师告诉我们：要正确使用酒精消毒剂，做手部卫生的时候，酒精首选，因为酒精汽化快，不到一分钟，手就干净干爽了，这个过程是 热的；不建议使用酒精对衣物喷洒消毒，原因是衣物之间容易发生 现象，产生电火花，容易引燃酒精。
15．将一根塑料绳一端扎紧，把绳尽可能撕成细丝，用手从上向下捋几下，观察到细丝张开了，这是因为 ，这种使塑料丝带电的方法称为 。
四、实验题
16．如图是小南同学利用乒乓球做的三个实验，探究出不同的规律：
（1）如图甲，将正在发声的音叉接触悬挂的乒乓球，乒乓球被弹开，说明音叉在 ；
（2）如图乙，用毛皮摩擦过的两个乒乓球靠近时会分开，说明同种电荷相互 ；
（3）如图丙，从倒置的漏斗口向下吹气，乒乓球不会掉下来，说明流速大的地方压强 。
17．通过学习我们知道，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。如果我们用丝绸去摩擦橡胶棒，橡胶棒会带何种电荷？请设计一个实验并自选器材来验证你的猜想。（要求写出： 实验所用器材 主要实验步骤及实验现象 实验结论）
五、综合题
18．请完成与下列实验有关的填空。
（1）如图甲所示，两个底面干净平整的铅块紧压后会结合在一起，这表明分子间存在 ；
（2）如图乙：滴入热水中的墨水比滴入冷水中的墨水扩散的 （填快或慢），说明温度越 ，分子无规则运动越剧烈；
（3）玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带 电；如图丙中用带电的玻璃棒接触验电器的小球，使金属箔片带上 （选填“同种”、“异种”）电荷而张开，验电器的工作原理是 。
19．“口罩心脏”﹣﹣熔喷无纺布
医用口罩至少包含3层无纺布，其中位于中层的熔喷无纺布，是口罩能够实现过滤功能的核心“心脏”，它具有出众的吸附和过滤能力。
熔喷布使用的是熔融态的聚合物（比如聚丙烯），在高压的作用下熔融态的聚合物从具有很多细小喷口的模具中喷出来。如图1所示，熔喷法织造布的生产流程一般是由聚合物溶入、熔融排出、过滤计量、喷丝成网、卷取、辊压、施加静电荷的驻极等一系列操作组成，成为最终的熔喷布成品。
如图2所示，熔喷布空隙这么大，怎么过滤环境中尺寸约为100纳米的新冠病毒呢？病毒无法独立存在，其传播途径主要有分泌物和打喷嚏的飞沫，飞沫的大小在5微米左右，这是其一。其二，熔喷布生产工艺中有一步是“驻极处理”，使聚丙烯网状静电纤维带上足够量的电荷。当含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，就会被静电吸附在熔喷布表面，无法透过。
“新冠肺炎”全球大流行后，中国制造，携手抗疫，共克时艰。例如新冠肺炎疫情暴发之前，国内熔喷无纺布的需求较小，全国年产能为5.35万吨。为了填补口罩市场供应缺口，我国某石化企业的一个生产基地迅速建设了2条熔喷布生产线，每天可生产6吨医用平面口罩熔喷布。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请根据文章内容及图中的信息判断，医用熔喷布纤维直径的范围大约是 ；
A．0.5cm~10cm
B．0.5mm~10mm
C．0.5μm~10μm
D．0.5nm~10nm
（2）医用口罩的“心脏”就是熔喷布，它是口罩中间的过滤层，由聚丙烯制造而成，是一种静电纤维；当含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，由于带电体具有 的性质会被吸附在表面，让病毒无法透过；
（3）下列选项用到的原理与“驻极处理”后的熔喷布能够吸附飞沫原理相同的是 ；
A．拍打脏衣服除灰尘
B．静电式空气净化器除灰尘
C．扫地机器人吸灰尘
D．利用声波清理手机扬声器的灰尘
（4）西晋张华记述了梳子、丝绸摩擦起电引起的放电发声现象：“今人梳头，脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”。“随梳”是指（头发）随着梳子（飘起），“随梳”是因为梳子与头发摩擦，梳子和头发带上 电荷（选填“同种”或“异种”）而相互 （选填“吸引”或“排斥”）。
六、计算题
20．演绎式探究一一研究带电小球间的作用力:
经科学研究发现，两个带电小球所带电荷量分别为q1、q2，当它们之间的距离为r(远大于小球的直径)时，它们之间的作用力F=，其中常量k = 9×109N2·m2/C2．
(1)如图，将甲、乙两个带电小球放在光滑的绝缘水平面上，若甲球带正电荷、乙球带负电荷，则它们之间的作用力为力(“引”或“斥，’)，此时两球将相互_(“靠近”或‘.远离”).
(2)如图，为了使这两个小球在原来的位置静止，沿着甲、乙两球的球心连线方向，在乙球的右边某位置放上一个电荷量为q3的小球丙，此时恰好使得三球均保持静止．则丙球应该带_电荷(“正”或“负”)．请你证明，此时有关系成立．
21．夏天，暴风雨常常伴有电闪雷鸣，每次闪电电流一般可达安。假设一次闪电时间仅为0.1秒，求这次闪电放出的电荷量Q。
参考答案：
1．B
【详解】①验电器可以检验物体是否带电，原理是同种电荷互相排斥，故错误；②密度是物质本身的一种属性，它的大小与物体的质量和体积大小无关，故正确；③质量是物质的属性，铁和木头都是1kg，质量相同，应该说铁比木头的密度大；故错误；④谱线“红移”说明星系在远离我们而去，说法正确；⑤摩擦起电过程是物体得到和失去电子的过程，因此其实质是电子的转移，当某种物质失去了电子时，物质的电子比质子少，带正电荷，当某种物质得到了电子时，物质的电子比质子多，带负电荷，故错误；⑥金刚石是天然存在的最硬的物质，工人用玻璃刀来切割玻璃，是利用了刚石的硬度大的性质，故正确；⑦卢瑟福核式结构模型指出：原子是由位于原子中心带正电的原子核和核外绕原子核做圆周运动的带负电的电子组成的，故错误.综上分析错误的有①③⑤⑦．
故选B.
2．C
【详解】由同种电荷相排斥得，将与头发摩擦过的梳子靠近带负电的橡胶棒A端，发现A端会远离梳子，说明梳子和橡胶棒带同种电荷，即梳子摩擦时，得到电子，带负电，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】A．铅笔芯的材料是石墨，属于导体，不符合题意；
B．塑料尺是塑料制品，属于绝缘体，符合题意；
C．铅球的材料是金属，属于导体，不符合题意；
D．盐水是氯化钠的水溶液，属于导体，不符合题意。
故选B。
4．D
【详解】A．塑料刻度尺，制作材料是塑料，不容易导电，属于绝缘体，故A不符合题意；
B．擦字橡皮，制作材料是橡胶，不容易导电，属于绝缘体，故B不符合题意；
C．食用油，不容易导电，属于绝缘体，故C不符合题意；
D．铜钥匙，制作材料是铜，金属容易导电，则铜属于导体，故D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】A．生活中常见的胶木、橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、纯净的水、空气等都是绝缘体，即橡胶棒和吸管都是绝缘体，故A错误；
B．把带负电的橡胶棒靠近吸管A端时，吸管A端远离橡胶棒被排斥，说明吸管A端与橡胶棒带的是同种电荷，橡胶棒带负电，吸管也带负电，吸管因得到电子而带有负电，故B错误；
C．在潮湿的环境中橡胶棒上的电荷可以通过潮湿的空气导走，不再带有电荷，所以在潮湿的环境下重复实验，橡胶棒不能带电，不会相互排斥，故C错误；
D．验电器是根据同种电荷相互排斥工作的，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．在人体、塑料、硫酸中，塑料是绝缘体，故A不符合题意；
B．在玻璃、汽油、大地中，玻璃和汽油是绝缘体，故B不符合题意；
C．大地、铅笔芯（主要成分是石墨）、铜棒都容易导电，都属于导体，故C符合题意；
D．在橡胶、木棒、铁窗中，木棒、橡胶是绝缘体，故D不符合题意。
故选C。
7．B
【分析】用手摩擦塑料绳时，由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷，由电荷间的相互作用可知张开的原因．
【详解】通过摩擦后，塑料绳带上了同种电荷，因同种电荷相互排斥从而使细线张开．
故选B．
【点睛】本题考查物理知识在生活中的应用，要求学生掌握摩擦起电及电荷间相互作用的相关知识．
8．D
【详解】A． 根据题意知道，在生产过程中通过处理，由于熔喷布得到大量电子而带负电荷，故A错误；
B．由于带电体能吸引轻小物体，进而能吸附一些粒径较小的污染物，甚至病毒这种纳米级的物质也会被吸附，故B错误；
C．口罩外层隔离层和内层亲肤层的无纺布属于绝缘材料，不容易导电，使熔喷布上的静电不会很快消失，故C错误；
D．口罩在自来水龙头下冲时会失去静电，洗晾干后不能恢复成带电的状态，吸附能力降低，所以防护能力降低，故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】A、硬币、盐水、铅笔芯中，三者都容易导电，全部属于导体； B、橡皮、玻璃球、塑料中，三者都不容易导电，都是绝缘体；C、橡胶、盐水、铅笔芯中，橡胶是绝缘体；D、铁片、碳棒、大地中，三者都容易导电，全部属于导体．故选AD．
点睛：善于导电的物体叫导体，如：各种金属、酸碱盐溶液、石墨、人体、大地等；不善于导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、橡胶、陶瓷、空气、蒸馏水等；导体和绝缘体没有明显的界限．
10．AC
【详解】A．金属和酸碱盐的水溶液都容易导电，是因为导体中有大量的自由电荷，自由电荷的定向移动就会形成电流，故A正确；
B．导体能导电而绝缘体不容易导电是因为导体中有大量的自由电荷，绝缘体内缺少自由电荷，故B错误；
C．碳棒导电是因为碳棒中有自由电子，酸碱盐的水溶液导电是因为溶液内有阴阳离子，故C正确；
D．酸碱盐的水溶液主要靠阴阳离子导电，不是靠自由电子导电，故D错误。
故选AC。
11． 电荷（或电子）的转移 负 验电器
【分析】当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时，束缚电子能力强的得到电子，因电子比质子数量多而带负电，束缚电子能力弱的失去电子，因电子比质子数量少而带正电，一种物质失去多少电子，另一种物质就得到多少电子；
【详解】摩擦起电过程是得到和失去电子的过程，因此其实质是电荷（或电子）的转移；当毛皮与橡胶棒摩擦时，当橡胶棒得到了电子时，物质的电子比质子多，带负电．实验室里用验电器来验证物体是否带电．
故答案为(1). 电荷（或电子）的转移 (2). 负 (3). 验电器
【点睛】摩擦起电不是创造了电，而是电的转移，相互摩擦的两种物质，一种物质失去了多少电子，另一种物质一定得到了多少电子，两种物质所带的电荷多少是相同的，电性是相反的．
12． 自由电荷 绝缘体 导体
【详解】[1]导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的自由电荷，这些自由电荷能够自由移动。
[2]常温下，玻璃不容易导电，属于绝缘体。
[3]但烧红的玻璃能导电，这说明导体和绝缘体之间没有严格的界限，在一定的条件下可以相互转化。
13．带电体具有吸引轻小物体的性质
【分析】不同的物质相互摩擦，可以使物体带电；带电的物体能够吸引轻小的物体．
【详解】衣服吸毛刷滚动时，毛刷与衣物摩擦使毛刷上带了电，带电的毛刷可以吸引轻小物体，从而把灰尘和微小脏物吸到刷内．
14． 吸 摩擦起电
【详解】[1]酒精吸收热量后容易变为酒精蒸气，即酒精容易发生汽化现象；
[2]衣物之间容易发生摩擦时，容易带上电，这就是摩擦起电现象，产生电火花，容易引燃酒精。
15． 细丝由于带有同种电荷而互相排斥 摩擦起电
【详解】[1]用手捋细丝后，细丝由于摩擦而带上了电荷，且细丝带上的是同种电荷，手带上另一种电荷，由于同种电荷互相排斥，所以细丝互相张开。
[2]通过摩擦的方法使物体带上电荷的方法称为摩擦起电。
16． 振动 排斥 小
【详解】（1）[1]声音是由物体振动产生的，正在发声的音叉接触悬挂的乒乓球，乒乓球被弹开，说明音叉在振动。
（2）[2]毛皮摩擦过的两个乒乓球带有同种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（3）[3]倒置的漏斗口向下吹气，乒乓球上方气流流速大，压强小，产生向上的压强差，使乒乓球不会掉下来。
17．见解析
【详解】实验器材：细线、橡胶棒两根、毛皮、丝绸；
实验步骤：①用毛皮摩擦橡胶棒使其带上已知的负电荷，并将其悬挂起；
②用丝绸摩擦过的橡胶棒去靠近该带电体；
现象和结论：若相互吸引，说明丝绸摩擦过的橡胶棒带正电；若相互排斥，说明丝绸摩擦过的橡胶棒带负电。
18． 引力 快 高 正 同种 同种电荷相互排斥
【详解】（1）[1]将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起， 两个铅块就会结合在一起， 即使在下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，这一现象表明分子之间存在引力。
（2）[2][3]组成物体的分子在永不停息地做无规则运动，分子的运动与温度有关，且温度越高，分子运动越剧烈，由热水的温度高，所以墨水在热水中扩散的快，这表明分子的无规则运动与温度有关，且温度越高，分子的无规则运动越剧烈。
（3）[4][5][6]物理学规定丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器的金属球接触后，由于丝绸摩擦过的玻璃棒带正电（玻璃棒缺少电子），当玻璃棒与验电器A接触后，验电器也带上了正电，金属箔片将带同种电荷，金属箔片会由于带同种电荷相互排斥而张开。
19． C 吸引轻小物体 B 异种 吸引
【详解】（1）[1]由图示知，医用熔喷布纤维直径中较粗的直径在3个比例尺左右，即
3×3μm=9μm
较细的直径大约为比例尺，即
那么熔喷布纤维直径的范围大约是1μm至9μm，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（2）[2]由于带电体有吸引轻小物体的性质，所以带静电的熔喷布能吸附带病毒的飞沫。
（3）[3]“驻极处理”后的熔喷布由于带电而吸引轻小物体。
A．拍打脏衣服除灰尘，利用的是惯性，故A不符合题意；
B．静电式空气净化器，是利用带电体能吸引轻小物体工作的，故B符合题意；
C．扫地机器人是利用流速大的位置压强小工作的，故C不符合题意；
D．利用声波清理手机扬声器的灰尘，是利用声音具有能量来工作的，故D不符合题意。
故选B。
（4）[4][5]随梳，是因为梳子与头发摩擦，其中一物体带上正电，另一物体带上负电，由于异种电荷相互吸引，于是头发会随梳子飘起。
20．（1）引 靠近
（2）正；证明见解析
【详解】（1）掌握电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，根据相互作用判断小球的运动情况；
（2）可以对其中甲乙小球进行受力分析，例如乙，受到甲的作用力和丙的作用力，这两个力的大小应该相等，而方向相反．根据题目中给出作用力的公式列出关系式便可求出．
（1）甲球带正电荷、乙球带负电荷，所以它们相互吸引而相互靠近；
（2）由题意知，甲受到乙的力向右，甲要静止，应受到丙向左的力，所以丙应带正电；
对甲进行分析：F乙甲=F丙甲∴k=k∴∴①
F甲乙=F丙乙∴k=k∴，∴②
将②代入①得：∴∴
21．1000C
【详解】解：这次闪电放出的电荷量
答：这次闪电放出的电荷量为1000C。
