第六章

一、填空题（30）
1.小云滴通过      获得电荷，较大云滴通过      获取电荷
答：离子的扩散；与小云滴湍流电碰并
 
2.碰撞感应起电的重要条件是    
答：两粒子在碰撞交换电荷后必须分离
 
3.感应起电产生的电量取决于     
答：电场矢量与作用点方向之间的夹角
 
4.碰撞感应起电机制的荷电量      （大于/小于）选择性捕获起电机制的起电量。
答：大于
 
5.感应起电的荷电量与云粒子半径成     比
答：正平方比
 
6.结淞起电决定于    
答：垂直冰块表面的温度梯度
 
7.在冰刺或水滴破裂时，较大的残块常常带       
答：负电荷
 
8.如果有两片温度不同的冰块瞬时接触，则温度较高的冰块荷    ，温度较低的则荷     
答：负电荷；正电荷
 
9.碰撞起电的速率与碰撞的次数成     
答：正比
 
10.碰撞起电的速率与粒子数的浓度、碰撞效率成    
答：正比
 
11.荷电粒子电量随冰晶直径增大而    
答：增大
 
12.随云液态水含量减小，在温度    的一端时电荷符号发生逆转，由正变为负
答：高
 
13.冰晶荷电中，荷电量取决于    
答：碰撞速度；小冰晶粒子的大小
 
14.第一种界面起电理论认为，荷电的符号和数值取决于      
答：溶液的性质和浓度
 
15.第二种界面起电理论认为，起电的电量与   有关
答：两个粒子的半径
 
16.云顶温度较    （高/低），垂直厚度     （大/小）
答案：低；大
 
17.云内起电的特征和云雾粒子起电     （相同/不同）
答案：不同
 
18.在积雨云内，由云中粒子间相互作用起电称为      
答案：微观起电
 
19.由云内大尺度上升气流使云不同部位荷不同极性电荷的机制称为     
答案：宏观起电
 
20.雷电是由      形成的
答案：雷暴云带电
 
21.第二种界面起电理论认为起电量为    
答：
 
22.由于热带地区的暖性雷雨中没有冰晶化的过程，所以Vonnegut提出      
答：暖云对流起电
 
23.在积雨云内，由云中粒子间相互作用起电称为      
答：微观起电
 
24.由云内大尺度上升气流使云不同部位荷不同极性电荷的机制称为     
答：宏观起电
 
25.云起电假说中要求，发展着的云中的初始起电通常为指数增长,每两分钟左右增加    倍
答：e
 
26.云起电假说中要求，雷暴中产生闪电的平均速率为每分钟数次,要求起电电流约为    A
答：1
 
27.云起电假说中要求，起电过程能产生     400kV的云中电场
答：大于
 
28.云起电假说中要求，起电过程能够产生小于      的空间电荷
答：20×10^-9C/m³
 
29.云起电假说中要求，强对流活动和降水两者似乎是产生闪电的     条件
答：必要
 
30. 云起电假说中要求，降雨小至    的云能够产生闪电
答：3mm/h
 
二、单选题（30）#
1.第二种界面起电理论认为起电量为（）
A.
B.
C.
答：B
 
2.由于热带地区的暖性雷雨中没有冰晶化的过程，所以Vonnegut提出（）
A.摩擦起电
B.云雾粒子起电
C.暖云对流起电
答案：C
 
3.在积雨云内，由云中粒子间相互作用起电称为（）
A.宏观起电
B.微观起电
C.云雾粒子起电
答案：B
 
4.由云内大尺度上升气流使云不同部位荷不同极性电荷的机制称为（）
A.宏观起电
B.微观起电
C.云雾粒子起电
答案：A
 
5.云起电假说中要求，发展着的云中的初始起电通常为指数增长,每两分钟左右增加（）倍
A.2
B.3
C.e
答案：C
 
6.云起电假说中要求，雷暴中产生闪电的平均速率为每分钟数次,要求起电电流约为（）A
A.1
B.3
C.5
答案：A
 
7.云起电假说中要求，起电过程能产生大于（）的云中电场
A.200kV
B.300kV
C.400kV
答案：C
 
8.云起电假说中要求，起电过程能够产生（）20×10^-9C/m³的空间电荷
A.大于
B.等于
C.小于
答案：C
 
9.云起电假说中要求，强对流活动和降水两者似乎是产生闪电的（）条件
A.必要
B.充分
C.充要
答案：A
 
10.云起电假说中要求，降雨小至（）的云能够产生闪电
A.5mm/h
B.4mm/h
C.3mm/h
答案：C
 
11.云起电假说中要求，由闪电放电频数所表示的起电强度，与当时的降水强度或以前的降水量或强度（）
A.有关
B.无关
C.不确定
答案：B
 
12.云起电假说中要求，高度高的雷暴要比一般高度的雷暴产生的闪电频数（）
A.高得多
B.低得多
C.一样多
答案：A
 
13.云起电假说中要求，云中电场通常要比周围晴空电场（）
A.强得多
B.弱得多
C.一样
答案：A
 
14.碰撞起电的速率与碰撞的次数、粒子数的浓度、碰撞效率成（）
A.正比
B.反比
C.无关
答案：A
 
15.碰撞感应起电的重要条件是两粒子在碰撞交换电荷后必须（）
A.连接
B.分离
C.均可
答案：B
 
16. 感应起电产生的电量取决于（）
A.电场矢量与作用点方向之间的夹角
B.电场矢量
C.作用点方向
答案：A
 
17.碰撞感应起电机制的荷电量（）选择性捕获起电机制的起电量。
A.大于
B.等于
C.小于
答案：A
 
18.荷电的小云滴与大云滴通过湍流电碰并，会使云滴的半径（）
A.增大
B.减少
C.相等
答案：A
 
19.云雾粒子因大气正负离子扩散荷电而达到稳定态时的弛豫时间，与（）有关
A.正负离子浓度
B.温度
C.高度
答：A
 
20.在云雾粒子扩散起电机制中，当大气中的正负离子浓度大时，弛豫时间（）
A.短
B.长
C.无关
答：A
 
21.在云雾粒子扩散起电机制中，当大气中的正负离子浓度小时，弛豫时间（）
A.短
B.长
C.无关
答：B
 
22.我们常用（）来表示正负离子的电导率
A.
B.
C.
答：A
 
23.大气正负离子的尺度小，重量轻，具有（）的离子迁移率
A.较低
B.较高
C.一般
答：B
 
24.层云、雾状等层状云的起电持续时间（）
A.较长
B.一般
C.较短
答：A
 
25. 结淞起电决定于（）
A.冰块的大小
B.冰块的形状
C.垂直冰块表面的温度梯度
答：C
 
26. 在冰刺或水滴破裂时，较大的残块常常带（）
A.正电荷
B.负电荷
C.不带电
答：B
 
27.如果有两片温度不同的冰块瞬时接触，则温度较高的冰块荷（），温度较低的则荷（）
A.负电荷；正电荷
B.正电荷；负电荷
C.不带电；不带电
答：A
 
28.碰撞起电的速率与碰撞的次数成（）
A.正比
B.反比
C.无关
答：A
 
29.荷电粒子电量随冰晶直径增大而（）
A.减小
B.增大
C.不变
答：B
 
30.第二种界面起电理论认为，起电的电量与（）有关
A.粒子的速度
B.粒子的重量
C.两个粒子的半径
答：C
 
 
 
三、多选题（30）#
1.云的起电可以分为（）
A.摩擦起电
B.云雾粒子起电
C.雷雨云起电
答案：BC
 
2.雷雨云起电理论有（）
A.感应起电
B.温差起电
C.大云滴破碎起电
答案：ABC
 
3.以下关于云起电假说的要求说法正确的是（）
A.发展着的云中的初始起电通常为指数增长,每两分钟左右增加2倍
B.雷暴中产生闪电的平均速率为每分钟数次,要求起电电流约为1A
C.闪电放电产生约l00C·km的偶极矩变化，电荷输送约数十库仑。雷暴的电偶极子通常为正电荷在上，负电荷在下，但在某些云中，极性也会反转。云内放电而消失的电偶极子，经常不同于垂直电偶极子；某些情况中，偏离90°之多。
答案：BC
 
4.以下关于云起电假说的要求说法正确的是（）
A.起电过程能产生大于400kV/m的云中电场
B.起电过程能够产生小于20×10^-9C/m³的空间电荷
C.为产生强起电或闪电,云的厚度至少必须为3或4km
答案：AC
 
5.以下关于云起电假说的要求说法正确的是（）
A.强对流活动和降水两者似乎是产生闪电的必要条件，但不是充分条件。然而还观测到在电场发展和云的迅速垂直发展之间有密切联系
B.降雨小至3mm/h的云能够产生闪电
C.由闪电放电频数所表示的起电强度，与当时的降水强度或以前的降水量或强度有关
答案：AB
 
6.以下关于云起电假说的要求说法正确的是（）
A.云中不存在冰相粒子时不能够产生强起电
B.云中温度低至只有冰相粒子存在的区域内能够产生强起电和闪电
C.高度高的雷暴要比一般高度的雷暴产生的闪电频数高得多
答案：BC
 
7.以下关于云起电假说的要求说法正确的是（）
A.在云之上，强电场主要在穿透的对流单体上空观测到
B.云中电场通常要比周围晴空电场强得多，在云的边界上电场强度减小
C.除触发放电之外，闪电总是起源于云内
答案：AC
 
8.以下关于云起电的特征说法正确的是（）
A.对于单个雷暴产生降水和闪电活动的平均持续时间为1H
B.在一次闪电中破坏的电场强度大约是3~4kV/cm，晴空中击穿电场则要高得多(30kV/cm)
C.在大块积雨云中，电荷的产生和分离发生在-5~-40℃高度为界的区域中,半径大约有2km
答案：BC
 
9.以下关于云起电的特征说法正确的是（）
A.负电荷常常集中在-10～-20℃高度之间，正电荷在其上数千米处，有时在云底附近发现有一个次级正电荷区，而在中尺度系统中负的电荷中心位置可以略为低一些，接近冻结高度
B.电荷的产生和分离过程与降水发展关系密切，虽然空间电荷中心似乎在垂直方向和水平方向都有与主降水核心区有偏离
C.在雷达能检测的降水质点尺度出现后的20min之内，为了供应首次闪电，必须产生并分离足够的电荷
答案：ABC
 
10.云滴与离子的相互作用有（）
A.热扩散
B.静电库仑力
C.洛伦兹力
答案：AB
 
11.云中大气电场增长率取决于（）
A.降水强度
B.降水粒子产生电荷的弛豫时间
C.大气泄露电流密度
答案：ABC
 
12.对于霰起电，它与（）有关
A.粒子大小
B.碰冻的相对速度
C.过冷水滴的温度
答案：ABC
 
13.碰撞起电的速率与（）成正比
A.碰撞的次数
B.粒子数的浓度
C.碰撞效率
答案：ABC
 
14. 冰晶荷电中，荷电量取决于（）
A.碰撞速度
B.小冰晶粒子的大小
C.温度
答案：AB
 
15. 第一种界面起电理论认为，荷电的符号和数值取决于（）
A.温度
B.溶液的浓度
C.溶液的性质
答案：BC
 
16.对流起电机制的说法正确的有（）
A.积雨云发展过程中在云内有强的上升气流
B.云体侧面应存有强烈的尺度较大的下沉气流
C.此理论已经很完善
答案:AB
 
17.云顶温度较（），垂直厚度（）
A.低
B.高
C.小
D.大
答案：AD
 
18. 小云滴通过( )获得电荷，较大云滴通过()获取电荷
A.离子的扩散；
B.与小云滴湍流电碰并
C.摩擦
答案：A;B
 
19.荷电的小云滴与大云滴通过湍流电碰并，会使云滴的半径（），而且使（）荷电
A.增大
B.减小
C.小云滴
D.大云滴
答案：A；D
 
20.湍流电碰并起电机制主要用于解释（）的荷电量如何通过湍电流碰并使（）荷电的过程
答：
A.小云滴
B.大云滴
C.冰晶
答：A；B
 
21. 云雾粒子因大气正负离子扩散荷电而达到稳定态时的弛豫时间，与（）有关
A.正离子浓度
B.负离子浓度
C.温度
答：AB
 
22.在云雾粒子扩散起电机制中，当大气中的正负离子浓度（）时，弛豫时间（）
A.大；短
B.小；长
C.大；长
D.小；短
答：AB
 
23.大气正负离子的尺度（），重量（），具有（）的离子迁移率
A.小；轻
B.大；重
C.较高
D.较低
答：AC
 
24.如果有两片温度不同的冰块瞬时接触，则温度较高的冰块荷（），温度较低的则荷（）
A.负电荷
B.正电荷
C.不带电
答：A；B
 
25. 第二种界面起电理论认为，两粒子碰撞后分离，起电的电量与（）有关
A.粒子的碰撞速度
B.第一个粒子的半径
C.第二个粒子的半径
答：BC
 
26.以下对于细致平衡原理说法正确的是（）
A.一类分子由于某种特殊碰撞过程使其增加多少，必然有一相反的特殊碰撞过程使其同样减少多少
B.该类分子的数目平均上讲不变，这表示气体系统已达平衡
C.不仅客观上它的物理性质不变，而且从微观上看各细微变化也已达到平衡
答：ABC
 
27.关于云中垂直方向大气泄露电流密度与云中大气电场的关系，说法正确的有（）
A.云中垂直方向大气泄漏电流密度与云中大气电场密切相关
B.当云中大气电场较弱时，大气泄露电流密度以传导电流密度为主
C.当云中大气电场较强时，大气泄漏电流密度则以尖端放电为主
答：ABC
 
28.对于水冻结的过程，说法正确的有（）
A.第一阶段是在0.1s时间内，水滴表面形成一层不透明的冰壳，因潜热释放，此时水滴温度突然上升到0℃
B.第二阶段是冰壳内的水逐渐冻结，导致冰壳内体积增大而使冰壳破裂，温度变化很慢
C.水滴全部冻结后，温度又降至环境温度，这个时间持续约为30～180s，当第二阶段结束时，水滴表面会长出一些冰刺而脱落，有时水滴还会破裂，脱落下一些冰屑
答：ABC
 
29.对于积雨云中的温差起电机制，说法正确的有（）
A.积雨云中的温差起电机制包括云中冰晶与雹碰撞摩擦而引起的起电
B.积雨云中的温差起电机制包括较大过冷云滴与雹粒碰冻释放潜热产生冰屑温差起电机制
C.前一种称之摩擦温差起电，后一种称碰冻温差起电机制
答：ABC
 
30.对于碰撞冻结破裂起电机制，下面说法正确的是（）
A.较大过冷云滴与雹粒碰撞时，一般因冰核化而引起冻结，云滴表面形成一冰壳，同时释放冻结潜热，使过冷云滴内部增温
B.随后，当过冷云滴内部亦冻结时释放潜热，形成冻滴内部热外部冷的径向温度梯度，由于冰的热电效应使冻滴外壳带正电荷，内部携带负电荷。当过冷云沿着内部冻结的瞬间，因膨胀使冰壳破裂，于是冻滴表面飞离的冰屑携带正电荷，冻滴核心部分携带负电荷
C.在正、负电荷的重力分离过程中，带负电荷的冰屑随主升气流到达云体上部，而带正电荷的雹粒因重力下沉到云的下部
答：AB
 
 
 
四、简答题（10）#
1.简述云雾粒子起电成因。
答：对于云雾粒子，云内的上升气流很弱，云内起电主要是云雾大气内的离子扩散引起和云滴选择性吸附大气离子引起的。
 
2.简述大气粒子扩散起电机制。
答：对于单个云雾粒子而言，其表面处大气正、负轻离子浓度为零，而离云雾粒子稍远处为具有含云雾大气正负轻离子的平均浓度值。于是在离云雾粒子很近的大气中，大气正、负轻离子浓度具有径向分布，从而形成大气正、负轻离子向云雾粒子扩散的物理过程，并使云雾粒子荷电。这种由于大气正、负轻离子扩散使云雾粒子带电的过程称为大气离子扩散起电机制。
 
3.简述细致平衡原理。
答：一类分子由于某种特殊碰撞过程使其增加多少，必然有一相反的特殊碰撞过程使其同样减少多少，结果正反两过程的效果互相抵消，该类分子的数目平均上讲不变，这表示气体系统已达平衡，不仅客观上它的物理性质不变，而且从微观上看各细微变化也已达到平衡。
 
4.简述云雾粒子因大气正、负离子扩散荷电而达到稳定态时的弛豫时间与什么有关？
答：与大气正、负离子的浓度有关，当大气中正、负离子的浓度大时，弛豫时间越短；反之，弛豫时间越长。
 
5.简述极化水滴的选择捕获起电机制
答：由于极化水滴的下半部荷正电荷，所以水滴在降落过程中不断选择捕获侦离子，从而中和了水滴下半部所带的正电荷，结果使降水粒子带有净的负电荷。
 
6.简述云中垂直方向大气泄露电流密度与云中大气电场的关系
答：云中垂直方向大气泄漏电流密度与云中大气电场密切相关。当云中大气电场较弱时，大气泄露电流密度以传导电流密度为主，当云中大气电场较强时，大气泄漏电流密度则以尖端放电为主，云中大气泄露电流密度随云中大气电场增大而急剧递增。
 
7.简述水滴冻结的过程
答：第一阶段是在0.1s时间内，水滴表面形成一层不透明的冰壳，因潜热释放，此时水滴温度突然上升到0℃；第二阶段是冰壳内的水逐渐冻结，导致冰壳内体积增大而使冰壳破裂，温度变化很慢。当水滴全部冻结后，温度又降至环境温度，这个时间持续约为30～180s，当第二阶段结束时，水滴表面会长出一些冰刺而脱落，有时水滴还会破裂，脱落下一些冰屑。
 
8.简述积雨云中的温差起电机制有哪些。
答：积雨云中的温差起电机制包括云中冰晶与雹碰撞摩擦而引起的起电，较大过冷云滴与雹粒碰冻释放潜热产生冰屑温差起电机制。前一种称之摩擦温差起电，后一种称碰冻温差起电机制。
 
9.简述碰撞冻结破裂起电机制
答：较大过冷云滴与雹粒碰撞时，一般因冰核化而引起冻结，云滴表面形成一冰壳，同时释放冻结潜热，使过冷云滴内部增温；随后，当过冷云滴内部亦冻结时释放潜热，形成冻滴内部热外部冷的径向温度梯度，由于冰的热电效应使冻滴外壳带正电荷，内部携带负电荷。当过冷云沿着内部冻结的瞬间，因膨胀使冰壳破裂，于是冻滴表面飞离的冰屑携带正电荷，冻滴核心部分携带负电荷。在正、负电荷的重力分离过程中，带正电荷的冰屑随主升气流到达云体上部，而带负电荷的雹粒因重力下沉到云的下部。
 
10.简述界面起电理论
答：有一种界面起电理论从实验发现，当水溶液冻结时，冰水界面处有电位差，荷电的符号与数值紧密依赖于溶液的性质和浓度。对于大多数实验溶液，冰相对于液体的电位差为负，即冰带负电，液体带正电。因此可以认为：湿雹表面水层的溅散可以引起有效电荷的分离，溅散出去的小水滴带正电荷，而冰雹带负电。
另有一种界面起电理论认为：当两个冰粒子碰瘴接触后分离，即使没有外电场的作用下，它们也获得电荷。这种起电的电量与两个粒子半径有关