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摩擦起电
吸引轻小物体
异种
吸引
C
A
C
将摩擦产生的静电导入大地,防止静电放电产生火花引发事故
【分析】
对于问题(1):要从光和声音在空气中的传播速度差异入手思考,闪电和雷声是同时产生的,但两者传播到我们身边的速度不同,速度快的先到达,所以先看到闪电后听到雷声。
对于问题(2):因为闪电和雷声同时发生,我们可以利用看到闪电到听到雷声的时间差,结合声音在空气中的传播速度,通过路程公式来估算距离,核心是抓住两者的时间差对应的是声音传播这段距离的时间。
对于问题(3):需要从雷击的原理出发,雷击容易发生在高处、导体附近,所以要从避免处于危险位置、远离导电体等角度思考防护措施。
【解析】
(1)闪电和雷声是同时发生的,但光在空气中的传播速度约为$3×10^8m/s$,声音在空气中的传播速度约为$340m/s$,光的传播速度远大于声音的传播速度,所以光先到达我们的眼睛,声音后到达我们的耳朵,因此我们先看见闪电,再听到雷声。
(2)估算方法:当看到闪电时,立刻开始计时,记录下从看到闪电到听到雷声的时间$t$(单位:秒),根据路程公式$s=vt$,取声音在空气中的传播速度$v=340m/s$,则闪电离我们的距离$s=340t$(单位:米);也可以用简便估算:每间隔3秒,距离约为1公里(因为$340m/s×3s\approx1000m=1km$)。
(3)防止雷击的措施:
①室内:关好门窗,避免接触窗户、阳台的金属栏杆;不要使用有线电话、不要靠近电器设备,拔掉电源插头;避免淋浴。
②室外:不要站在山顶、高楼顶、大树下、电线杆旁;远离水域、空旷地带;如果在空旷处,应立即蹲下,双脚并拢,降低身体高度;不要携带金属物品,如雨伞、手机等。
【答案】
(1)因为光在空气中的传播速度远大于声音的传播速度,闪电和雷声同时发生,光先到达人眼,声音后到达人耳,所以先看见闪电再听到雷声。
(2)看到闪电时开始计时,记录听到雷声的时间$t$,利用公式$s=340t$($v$取340m/s)计算距离,或简便估算:每3秒对应距离约1公里。
(3)室内关好门窗,远离金属和电器;室外避免站在高处、树下,远离水域,空旷处蹲下,不携带金属物品等。
【知识点】
1. 声速与光速差异
2. 路程公式应用
3. 防雷安全常识
【点评】
本题结合生活中的自然现象,考查了声速与光速的物理知识以及防雷的安全常识,既需要理解物理原理,又要掌握实用的生活防护技能,将物理知识与生活实际紧密结合,有助于提升知识应用能力和安全意识。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先,思考除尘纸与地板摩擦后带电的现象名称:不同物质相互摩擦时,电子会发生转移,使物体带电,这一现象是摩擦起电。接着,分析除尘纸能吸附灰尘和头发的原因:灰尘、头发属于轻小物体,而带电体具有吸引轻小物体的性质,由此可得出对应的结论。
【解析】
拖地时,除尘纸与地板相互摩擦,电子发生转移,使除尘纸带电,这一过程属于摩擦起电现象;由于带电体具有吸引轻小物体的性质,而灰尘和头发都属于轻小物体,因此除尘纸能将它们吸附在拖把上。
【答案】
摩擦起电;吸引轻小物体
【知识点】
摩擦起电现象;带电体的性质
【点评】
本题结合生活中常见的静电除尘拖把,考查摩擦起电现象和带电体的性质,体现了物理知识在生活中的应用,有助于培养学生用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆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。题目中绒毛“飞”向布面并附着在布面上,说明绒毛与布面的带电胶层之间存在吸引力,由此可判断二者带异种电荷,因为只有异种电荷才会相互吸引,从而使绒毛被吸引到布面上。
【解析】
根据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。绒毛能够“飞”向布面并附着其上,表明带电胶层和绒毛之间存在相互吸引力,因此它们带异种电荷,相互吸引。
【答案】
异种;吸引
【知识点】
电荷间的相互作用规律
【点评】
本题结合生活中的“静电植绒”技术,考查对电荷间相互作用规律的理解与应用,要求学生能将物理知识与实际生活现象结合,理解现象背后的物理原理,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需要明确摩擦起电的本质是不同物质相互摩擦时,电子发生转移使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷还会相互排斥。接下来我们逐个分析每个选项:
1. 选项A中干燥冬天脱毛衣的“噼啪”声,是毛衣和身体摩擦后带电,电荷积累到一定程度发生放电产生的,属于摩擦起电相关现象;
2. 选项B中塑料梳子梳头发,梳子与头发摩擦使头发带同种电荷,同种电荷相互排斥导致头发蓬松,和摩擦起电有关;
3. 选项C擦黑板时粉笔灰飞舞,是黑板擦对粉笔灰施加作用力,使粉笔灰脱离黑板,属于机械运动,和带电现象无关;
4. 选项D毛刷刷毛料衣服,毛刷与衣服摩擦起电,带电的毛刷吸引轻小灰尘,属于摩擦起电的应用。
通过逐个分析,就能找出与摩擦起电无关的选项。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 在干燥的冬天脱毛衣时,毛衣与身体相互摩擦起电,当电荷积累到一定程度时会发生放电现象,从而产生“噼啪”声,该现象与摩擦起电有关;
B. 用塑料梳子梳干燥的头发,梳子与头发摩擦使头发带上同种电荷,根据同种电荷相互排斥的原理,头发会越梳越蓬松,该现象与摩擦起电有关;
C. 擦黑板时,粉笔灰漫天飞舞是因为黑板擦的作用力使粉笔灰脱离黑板,属于机械运动,与摩擦起电无关;
D. 用干燥的毛刷刷毛料衣服时,毛刷与衣服摩擦起电,带电的毛刷能够吸引轻小的灰尘,该现象与摩擦起电有关。
综上,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
摩擦起电;电荷间相互作用;带电体的性质
【点评】
本题结合生活中的常见现象考查摩擦起电相关知识,需要学生准确区分机械运动和静电现象的本质差异,加深对摩擦起电原理及带电体性质的理解,注重理论联系实际。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先明确验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,金属箔张角的大小与验电器所带电荷的多少有关:带电量越多,张角越大;带电量越少,张角越小。
接下来分析张角变化的原因:
1. 张角先变小,说明验电器上的正电荷被中和了一部分,只有导体带负电时,负电荷才能与验电器的正电荷发生中和作用,使验电器带电量减少;
2. 张角再变大,说明中和完验电器的正电荷后,导体还有多余的负电荷转移到验电器上,使验电器带上负电,且带电量逐渐增加,同种电荷相互排斥的力变大,张角随之变大。
若导体带正电,接触后验电器正电荷会增多,张角直接变大,不符合“先变小”的现象;若导体不带电,接触后验电器正电荷会转移到导体上,张角只会变小,不会再变大。因此只有导体带负电时才会出现题目中的现象。
【解析】
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,金属箔张角大小与带电量正相关:
若导体带负电:接触验电器时,导体的负电荷先与验电器的正电荷中和,验电器带电量减少,张角变小;当验电器正电荷被完全中和后,导体多余的负电荷继续转移到验电器上,使验电器带负电且带电量逐渐增加,张角随之变大,与题目现象一致。
若导体带正电:接触后验电器正电荷增多,张角直接变大,不符合“先变小”的现象。
若导体不带电:接触后验电器正电荷转移到导体上,验电器带电量减少,张角变小,但不会再变大,不符合题意。
综上,导体一定带负电,故选A。
【答案】
A
【知识点】
验电器工作原理、电荷中和与转移
【点评】
本题考查验电器的工作原理及电荷的中和、转移现象,需要结合不同带电情况逐一分析金属箔张角的变化,关键是理解“张角先变小再变大”对应的电荷变化过程,易混淆导体不带电和带负电的情况,需理清逻辑。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时需结合摩擦起电的相关知识,逐个分析选项:首先判断塑料丝带的导电性,再明确摩擦起电的实质,最后根据电荷间的相互作用规律判断塑料丝带和塑料管的带电情况。
1. 导体是容易导电的物体,绝缘体是不容易导电的物体,塑料属于绝缘体,可判断A选项;
2. 摩擦起电的实质是电荷的转移,并非创造电荷,据此判断B选项;
3. 电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。塑料丝带散开是因为丝带各部分带同种电荷相互排斥,而塑料丝带能悬在空中,说明丝带与塑料管之间相互排斥,由此判断二者的带电种类,进而判断C、D选项。
【解析】
A. 塑料丝带由塑料制成,塑料是绝缘体,因此塑料丝带不是导体,A错误;
B. 摩擦起电的实质是电荷的转移,并没有创造电荷,B错误;
C、D. 塑料丝带散开是因为丝带的各部分带同种电荷,同种电荷相互排斥;塑料丝带能悬在空中,说明塑料丝带与塑料管之间相互排斥,根据同种电荷相互排斥的规律,可知摩擦过的塑料丝带和塑料管带上了同种电荷,因此C正确,D错误。
【答案】
C
【知识点】
摩擦起电的实质;电荷间的相互作用;导体与绝缘体判断
【点评】
本题围绕“静电章鱼”实验考查摩擦起电的相关知识,重点考查对摩擦起电实质、电荷间相互作用规律的理解,以及导体和绝缘体的区分,属于基础题,贴近生活,能帮助学生理解静电现象。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先思考油罐车行驶过程中的物理现象:油罐内的燃油与油罐金属内壁会因持续摩擦产生静电;接着考虑静电积累的危害:静电积累到一定程度会产生电火花,而燃油属于易燃易爆物质,电火花易引发爆炸或火灾事故;最后结合铁链的属性(金属导体,一端连车身、一端接地),可知铁链可将静电导出,消除安全隐患。
【解析】
油罐车在运输燃油的过程中,燃油与油罐的金属内壁不断摩擦,会产生大量静电。当静电积累到一定程度时,容易产生电火花,而油罐内的燃油蒸气易燃易爆,电火花极易引发爆炸或火灾等安全事故。由于铁链是良好的导体,其一端与车身金属部分相连,另一端拖在地上,能够及时将车身积累的静电导入大地,从而避免静电放电产生火花引发的安全事故。
【答案】
将摩擦产生的静电导入大地,防止静电放电产生火花引发事故
【知识点】
摩擦起电、静电防护、金属导电特性
【点评】
本题结合生活中的常见场景,考查静电相关知识的实际应用,有助于学生理解物理知识与生活的紧密联系,培养运用物理知识分析解决实际问题的意识与能力。
【难度系数】
0.7