第六章

一、填空題（30）
1.小云滴通過      獲得電荷，較大云滴通過      獲取電荷
答：離子的擴散；與小云滴湍流電碰并
 
2.碰撞感應起電的重要條件是    
答：兩粒子在碰撞交換電荷后必須分離
 
3.感應起電產生的電量取決于     
答：電場矢量與作用點方向之間的夾角
 
4.碰撞感應起電機制的荷電量      （大于/小于）選擇性捕獲起電機制的起電量。
答：大于
 
5.感應起電的荷電量與云粒子半徑成     比
答：正平方比
 
6.結淞起電決定于    
答：垂直冰塊表面的溫度梯度
 
7.在冰刺或水滴破裂時，較大的殘塊常常帶       
答：負電荷
 
8.如果有兩片溫度不同的冰塊瞬時接觸，則溫度較高的冰塊荷    ，溫度較低的則荷     
答：負電荷；正電荷
 
9.碰撞起電的速率與碰撞的次數成     
答：正比
 
10.碰撞起電的速率與粒子數的濃度、碰撞效率成    
答：正比
 
11.荷電粒子電量隨冰晶直徑增大而    
答：增大
 
12.隨云液態水含量減小，在溫度    的一端時電荷符號發生逆轉，由正變為負
答：高
 
13.冰晶荷電中，荷電量取決于    
答：碰撞速度；小冰晶粒子的大小
 
14.第一種界面起電理論認為，荷電的符號和數值取決于      
答：溶液的性質和濃度
 
15.第二種界面起電理論認為，起電的電量與   有關
答：兩個粒子的半徑
 
16.云頂溫度較    （高/低），垂直厚度     （大/小）
答案：低；大
 
17.云內起電的特征和云霧粒子起電     （相同/不同）
答案：不同
 
18.在積雨云內，由云中粒子間相互作用起電稱為      
答案：微觀起電
 
19.由云內大尺度上升氣流使云不同部位荷不同極性電荷的機制稱為     
答案：宏觀起電
 
20.雷電是由      形成的
答案：雷暴云帶電
 
21.第二種界面起電理論認為起電量為    
答：
 
22.由于熱帶地區的暖性雷雨中沒有冰晶化的過程，所以Vonnegut提出      
答：暖云對流起電
 
23.在積雨云內，由云中粒子間相互作用起電稱為      
答：微觀起電
 
24.由云內大尺度上升氣流使云不同部位荷不同極性電荷的機制稱為     
答：宏觀起電
 
25.云起電假說中要求，發展著的云中的初始起電通常為指數增長,每兩分鐘左右增加    倍
答：e
 
26.云起電假說中要求，雷暴中產生閃電的平均速率為每分鐘數次,要求起電電流約為    A
答：1
 
27.云起電假說中要求，起電過程能產生     400kV的云中電場
答：大于
 
28.云起電假說中要求，起電過程能夠產生小于      的空間電荷
答：20×10^-9C/m³
 
29.云起電假說中要求，強對流活動和降水兩者似乎是產生閃電的     條件
答：必要
 
30. 云起電假說中要求，降雨小至    的云能夠產生閃電
答：3mm/h
 
二、單選題（30）#
1.第二種界面起電理論認為起電量為（）
A.
B.
C.
答：B
 
2.由于熱帶地區的暖性雷雨中沒有冰晶化的過程，所以Vonnegut提出（）
A.摩擦起電
B.云霧粒子起電
C.暖云對流起電
答案：C
 
3.在積雨云內，由云中粒子間相互作用起電稱為（）
A.宏觀起電
B.微觀起電
C.云霧粒子起電
答案：B
 
4.由云內大尺度上升氣流使云不同部位荷不同極性電荷的機制稱為（）
A.宏觀起電
B.微觀起電
C.云霧粒子起電
答案：A
 
5.云起電假說中要求，發展著的云中的初始起電通常為指數增長,每兩分鐘左右增加（）倍
A.2
B.3
C.e
答案：C
 
6.云起電假說中要求，雷暴中產生閃電的平均速率為每分鐘數次,要求起電電流約為（）A
A.1
B.3
C.5
答案：A
 
7.云起電假說中要求，起電過程能產生大于（）的云中電場
A.200kV
B.300kV
C.400kV
答案：C
 
8.云起電假說中要求，起電過程能夠產生（）20×10^-9C/m³的空間電荷
A.大于
B.等于
C.小于
答案：C
 
9.云起電假說中要求，強對流活動和降水兩者似乎是產生閃電的（）條件
A.必要
B.充分
C.充要
答案：A
 
10.云起電假說中要求，降雨小至（）的云能夠產生閃電
A.5mm/h
B.4mm/h
C.3mm/h
答案：C
 
11.云起電假說中要求，由閃電放電頻數所表示的起電強度，與當時的降水強度或以前的降水量或強度（）
A.有關
B.無關
C.不確定
答案：B
 
12.云起電假說中要求，高度高的雷暴要比一般高度的雷暴產生的閃電頻數（）
A.高得多
B.低得多
C.一樣多
答案：A
 
13.云起電假說中要求，云中電場通常要比周圍晴空電場（）
A.強得多
B.弱得多
C.一樣
答案：A
 
14.碰撞起電的速率與碰撞的次數、粒子數的濃度、碰撞效率成（）
A.正比
B.反比
C.無關
答案：A
 
15.碰撞感應起電的重要條件是兩粒子在碰撞交換電荷后必須（）
A.連接
B.分離
C.均可
答案：B
 
16. 感應起電產生的電量取決于（）
A.電場矢量與作用點方向之間的夾角
B.電場矢量
C.作用點方向
答案：A
 
17.碰撞感應起電機制的荷電量（）選擇性捕獲起電機制的起電量。
A.大于
B.等于
C.小于
答案：A
 
18.荷電的小云滴與大云滴通過湍流電碰并，會使云滴的半徑（）
A.增大
B.減少
C.相等
答案：A
 
19.云霧粒子因大氣正負離子擴散荷電而達到穩定態時的弛豫時間，與（）有關
A.正負離子濃度
B.溫度
C.高度
答：A
 
20.在云霧粒子擴散起電機制中，當大氣中的正負離子濃度大時，弛豫時間（）
A.短
B.長
C.無關
答：A
 
21.在云霧粒子擴散起電機制中，當大氣中的正負離子濃度小時，弛豫時間（）
A.短
B.長
C.無關
答：B
 
22.我們常用（）來表示正負離子的電導率
A.
B.
C.
答：A
 
23.大氣正負離子的尺度小，重量輕，具有（）的離子遷移率
A.較低
B.較高
C.一般
答：B
 
24.層云、霧狀等層狀云的起電持續時間（）
A.較長
B.一般
C.較短
答：A
 
25. 結淞起電決定于（）
A.冰塊的大小
B.冰塊的形狀
C.垂直冰塊表面的溫度梯度
答：C
 
26. 在冰刺或水滴破裂時，較大的殘塊常常帶（）
A.正電荷
B.負電荷
C.不帶電
答：B
 
27.如果有兩片溫度不同的冰塊瞬時接觸，則溫度較高的冰塊荷（），溫度較低的則荷（）
A.負電荷；正電荷
B.正電荷；負電荷
C.不帶電；不帶電
答：A
 
28.碰撞起電的速率與碰撞的次數成（）
A.正比
B.反比
C.無關
答：A
 
29.荷電粒子電量隨冰晶直徑增大而（）
A.減小
B.增大
C.不變
答：B
 
30.第二種界面起電理論認為，起電的電量與（）有關
A.粒子的速度
B.粒子的重量
C.兩個粒子的半徑
答：C
 
 
 
三、多選題（30）#
1.云的起電可以分為（）
A.摩擦起電
B.云霧粒子起電
C.雷雨云起電
答案：BC
 
2.雷雨云起電理論有（）
A.感應起電
B.溫差起電
C.大云滴破碎起電
答案：ABC
 
3.以下關于云起電假說的要求說法正確的是（）
A.發展著的云中的初始起電通常為指數增長,每兩分鐘左右增加2倍
B.雷暴中產生閃電的平均速率為每分鐘數次,要求起電電流約為1A
C.閃電放電產生約l00C·km的偶極矩變化，電荷輸送約數十庫侖。雷暴的電偶極子通常為正電荷在上，負電荷在下，但在某些云中，極性也會反轉。云內放電而消失的電偶極子，經常不同于垂直電偶極子；某些情況中，偏離90°之多。
答案：BC
 
4.以下關于云起電假說的要求說法正確的是（）
A.起電過程能產生大于400kV/m的云中電場
B.起電過程能夠產生小于20×10^-9C/m³的空間電荷
C.為產生強起電或閃電,云的厚度至少必須為3或4km
答案：AC
 
5.以下關于云起電假說的要求說法正確的是（）
A.強對流活動和降水兩者似乎是產生閃電的必要條件，但不是充分條件。然而還觀測到在電場發展和云的迅速垂直發展之間有密切聯系
B.降雨小至3mm/h的云能夠產生閃電
C.由閃電放電頻數所表示的起電強度，與當時的降水強度或以前的降水量或強度有關
答案：AB
 
6.以下關于云起電假說的要求說法正確的是（）
A.云中不存在冰相粒子時不能夠產生強起電
B.云中溫度低至只有冰相粒子存在的區域內能夠產生強起電和閃電
C.高度高的雷暴要比一般高度的雷暴產生的閃電頻數高得多
答案：BC
 
7.以下關于云起電假說的要求說法正確的是（）
A.在云之上，強電場主要在穿透的對流單體上空觀測到
B.云中電場通常要比周圍晴空電場強得多，在云的邊界上電場強度減小
C.除觸發放電之外，閃電總是起源于云內
答案：AC
 
8.以下關于云起電的特征說法正確的是（）
A.對于單個雷暴產生降水和閃電活動的平均持續時間為1H
B.在一次閃電中破壞的電場強度大約是3~4kV/cm，晴空中擊穿電場則要高得多(30kV/cm)
C.在大塊積雨云中，電荷的產生和分離發生在-5~-40℃高度為界的區域中,半徑大約有2km
答案：BC
 
9.以下關于云起電的特征說法正確的是（）
A.負電荷常常集中在-10～-20℃高度之間，正電荷在其上數千米處，有時在云底附近發現有一個次級正電荷區，而在中尺度系統中負的電荷中心位置可以略為低一些，接近凍結高度
B.電荷的產生和分離過程與降水發展關系密切，雖然空間電荷中心似乎在垂直方向和水平方向都有與主降水核心區有偏離
C.在雷達能檢測的降水質點尺度出現后的20min之內，為了供應首次閃電，必須產生并分離足夠的電荷
答案：ABC
 
10.云滴與離子的相互作用有（）
A.熱擴散
B.靜電庫侖力
C.洛倫茲力
答案：AB
 
11.云中大氣電場增長率取決于（）
A.降水強度
B.降水粒子產生電荷的弛豫時間
C.大氣泄露電流密度
答案：ABC
 
12.對于霰起電，它與（）有關
A.粒子大小
B.碰凍的相對速度
C.過冷水滴的溫度
答案：ABC
 
13.碰撞起電的速率與（）成正比
A.碰撞的次數
B.粒子數的濃度
C.碰撞效率
答案：ABC
 
14. 冰晶荷電中，荷電量取決于（）
A.碰撞速度
B.小冰晶粒子的大小
C.溫度
答案：AB
 
15. 第一種界面起電理論認為，荷電的符號和數值取決于（）
A.溫度
B.溶液的濃度
C.溶液的性質
答案：BC
 
16.對流起電機制的說法正確的有（）
A.積雨云發展過程中在云內有強的上升氣流
B.云體側面應存有強烈的尺度較大的下沉氣流
C.此理論已經很完善
答案:AB
 
17.云頂溫度較（），垂直厚度（）
A.低
B.高
C.小
D.大
答案：AD
 
18. 小云滴通過( )獲得電荷，較大云滴通過()獲取電荷
A.離子的擴散；
B.與小云滴湍流電碰并
C.摩擦
答案：A;B
 
19.荷電的小云滴與大云滴通過湍流電碰并，會使云滴的半徑（），而且使（）荷電
A.增大
B.減小
C.小云滴
D.大云滴
答案：A；D
 
20.湍流電碰并起電機制主要用于解釋（）的荷電量如何通過湍電流碰并使（）荷電的過程
答：
A.小云滴
B.大云滴
C.冰晶
答：A；B
 
21. 云霧粒子因大氣正負離子擴散荷電而達到穩定態時的弛豫時間，與（）有關
A.正離子濃度
B.負離子濃度
C.溫度
答：AB
 
22.在云霧粒子擴散起電機制中，當大氣中的正負離子濃度（）時，弛豫時間（）
A.大；短
B.??；長
C.大；長
D.??；短
答：AB
 
23.大氣正負離子的尺度（），重量（），具有（）的離子遷移率
A.??；輕
B.大；重
C.較高
D.較低
答：AC
 
24.如果有兩片溫度不同的冰塊瞬時接觸，則溫度較高的冰塊荷（），溫度較低的則荷（）
A.負電荷
B.正電荷
C.不帶電
答：A；B
 
25. 第二種界面起電理論認為，兩粒子碰撞后分離，起電的電量與（）有關
A.粒子的碰撞速度
B.第一個粒子的半徑
C.第二個粒子的半徑
答：BC
 
26.以下對于細致平衡原理說法正確的是（）
A.一類分子由于某種特殊碰撞過程使其增加多少，必然有一相反的特殊碰撞過程使其同樣減少多少
B.該類分子的數目平均上講不變，這表示氣體系統已達平衡
C.不僅客觀上它的物理性質不變，而且從微觀上看各細微變化也已達到平衡
答：ABC
 
27.關于云中垂直方向大氣泄露電流密度與云中大氣電場的關系，說法正確的有（）
A.云中垂直方向大氣泄漏電流密度與云中大氣電場密切相關
B.當云中大氣電場較弱時，大氣泄露電流密度以傳導電流密度為主
C.當云中大氣電場較強時，大氣泄漏電流密度則以尖端放電為主
答：ABC
 
28.對于水凍結的過程，說法正確的有（）
A.第一階段是在0.1s時間內，水滴表面形成一層不透明的冰殼，因潛熱釋放，此時水滴溫度突然上升到0℃
B.第二階段是冰殼內的水逐漸凍結，導致冰殼內體積增大而使冰殼破裂，溫度變化很慢
C.水滴全部凍結后，溫度又降至環境溫度，這個時間持續約為30～180s，當第二階段結束時，水滴表面會長出一些冰刺而脫落，有時水滴還會破裂，脫落下一些冰屑
答：ABC
 
29.對于積雨云中的溫差起電機制，說法正確的有（）
A.積雨云中的溫差起電機制包括云中冰晶與雹碰撞摩擦而引起的起電
B.積雨云中的溫差起電機制包括較大過冷云滴與雹粒碰凍釋放潛熱產生冰屑溫差起電機制
C.前一種稱之摩擦溫差起電，后一種稱碰凍溫差起電機制
答：ABC
 
30.對于碰撞凍結破裂起電機制，下面說法正確的是（）
A.較大過冷云滴與雹粒碰撞時，一般因冰核化而引起凍結，云滴表面形成一冰殼，同時釋放凍結潛熱，使過冷云滴內部增溫
B.隨后，當過冷云滴內部亦凍結時釋放潛熱，形成凍滴內部熱外部冷的徑向溫度梯度，由于冰的熱電效應使凍滴外殼帶正電荷，內部攜帶負電荷。當過冷云沿著內部凍結的瞬間，因膨脹使冰殼破裂，于是凍滴表面飛離的冰屑攜帶正電荷，凍滴核心部分攜帶負電荷
C.在正、負電荷的重力分離過程中，帶負電荷的冰屑隨主升氣流到達云體上部，而帶正電荷的雹粒因重力下沉到云的下部
答：AB
 
 
 
四、簡答題（10）#
1.簡述云霧粒子起電成因。
答：對于云霧粒子，云內的上升氣流很弱，云內起電主要是云霧大氣內的離子擴散引起和云滴選擇性吸附大氣離子引起的。
 
2.簡述大氣粒子擴散起電機制。
答：對于單個云霧粒子而言，其表面處大氣正、負輕離子濃度為零，而離云霧粒子稍遠處為具有含云霧大氣正負輕離子的平均濃度值。于是在離云霧粒子很近的大氣中，大氣正、負輕離子濃度具有徑向分布，從而形成大氣正、負輕離子向云霧粒子擴散的物理過程，并使云霧粒子荷電。這種由于大氣正、負輕離子擴散使云霧粒子帶電的過程稱為大氣離子擴散起電機制。
 
3.簡述細致平衡原理。
答：一類分子由于某種特殊碰撞過程使其增加多少，必然有一相反的特殊碰撞過程使其同樣減少多少，結果正反兩過程的效果互相抵消，該類分子的數目平均上講不變，這表示氣體系統已達平衡，不僅客觀上它的物理性質不變，而且從微觀上看各細微變化也已達到平衡。
 
4.簡述云霧粒子因大氣正、負離子擴散荷電而達到穩定態時的弛豫時間與什么有關？
答：與大氣正、負離子的濃度有關，當大氣中正、負離子的濃度大時，弛豫時間越短；反之，弛豫時間越長。
 
5.簡述極化水滴的選擇捕獲起電機制
答：由于極化水滴的下半部荷正電荷，所以水滴在降落過程中不斷選擇捕獲偵離子，從而中和了水滴下半部所帶的正電荷，結果使降水粒子帶有凈的負電荷。
 
6.簡述云中垂直方向大氣泄露電流密度與云中大氣電場的關系
答：云中垂直方向大氣泄漏電流密度與云中大氣電場密切相關。當云中大氣電場較弱時，大氣泄露電流密度以傳導電流密度為主，當云中大氣電場較強時，大氣泄漏電流密度則以尖端放電為主，云中大氣泄露電流密度隨云中大氣電場增大而急劇遞增。
 
7.簡述水滴凍結的過程
答：第一階段是在0.1s時間內，水滴表面形成一層不透明的冰殼，因潛熱釋放，此時水滴溫度突然上升到0℃；第二階段是冰殼內的水逐漸凍結，導致冰殼內體積增大而使冰殼破裂，溫度變化很慢。當水滴全部凍結后，溫度又降至環境溫度，這個時間持續約為30～180s，當第二階段結束時，水滴表面會長出一些冰刺而脫落，有時水滴還會破裂，脫落下一些冰屑。
 
8.簡述積雨云中的溫差起電機制有哪些。
答：積雨云中的溫差起電機制包括云中冰晶與雹碰撞摩擦而引起的起電，較大過冷云滴與雹粒碰凍釋放潛熱產生冰屑溫差起電機制。前一種稱之摩擦溫差起電，后一種稱碰凍溫差起電機制。
 
9.簡述碰撞凍結破裂起電機制
答：較大過冷云滴與雹粒碰撞時，一般因冰核化而引起凍結，云滴表面形成一冰殼，同時釋放凍結潛熱，使過冷云滴內部增溫；隨后，當過冷云滴內部亦凍結時釋放潛熱，形成凍滴內部熱外部冷的徑向溫度梯度，由于冰的熱電效應使凍滴外殼帶正電荷，內部攜帶負電荷。當過冷云沿著內部凍結的瞬間，因膨脹使冰殼破裂，于是凍滴表面飛離的冰屑攜帶正電荷，凍滴核心部分攜帶負電荷。在正、負電荷的重力分離過程中，帶正電荷的冰屑隨主升氣流到達云體上部，而帶負電荷的雹粒因重力下沉到云的下部。
 
10.簡述界面起電理論
答：有一種界面起電理論從實驗發現，當水溶液凍結時，冰水界面處有電位差，荷電的符號與數值緊密依賴于溶液的性質和濃度。對于大多數實驗溶液，冰相對于液體的電位差為負，即冰帶負電，液體帶正電。因此可以認為：濕雹表面水層的濺散可以引起有效電荷的分離，濺散出去的小水滴帶正電荷，而冰雹帶負電。
另有一種界面起電理論認為：當兩個冰粒子碰瘴接觸后分離，即使沒有外電場的作用下，它們也獲得電荷。這種起電的電量與兩個粒子半徑有關