素养培优专练（五）-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷课件PPT（新教材）

素养培优专练(五) 1 一、静电场在实际情境中的应用 2 二、重难点强化专练 28 本课结束 61 (一)静电场在生产、生活中的应用 1．(2022·福建省厦门市高三下第四次质量检测)(多选)墙体探测仪是一种新型的建筑装潢辅助工具，用于探测墙体内水管、电线和钢筋的位置。如图所示为其探测水管的原理示意图，主要感应元件为电容器，当探测仪靠近水管时，指示灯亮起，便可确定水管的位置。则探测仪靠近水管前后(　　) A．电容器的电介质发生变化 B．电容器的两板间距离发生变化 C．电容器极板的正对面积发生变化 D．电容器的电容发生变化 答案　AD 解析　由题意可知，探测仪靠近水管前后，电容器的两极板间距和极板正对面积均未变，而指示灯亮起，说明电容器发生了充电或放电，即电容器的电容发生了改变，根据C＝ eq \f(εrS,4πkd)可知，电容器的电介质发生变化，故A、D正确，B、C错误。 2．(2022·广东省茂名市高三下第二次综合测试(二模))口罩是人们抗击新冠病毒入侵的一种常见防护物品。口罩对病毒起阻隔作用的是一层熔喷无纺布层，布层纤维里加有一种驻极体材料，驻极体材料分子中的正、负电荷原本不重合且杂乱分布(如图甲所示)，经过静电处理后变得较为规则地分布(如图乙所示)，从而具有静电吸附作用。以下说法中正确的是(　　) A．静电处理前，驻极体材料带有静电 B．静电处理过程，电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功 C．静电处理过程，驻极体材料分子中的电荷电势能增加 D．口罩熔喷布不能阻挡不带电的中性微小颗粒物 答案　B 解析　由题意知，静电处理前，驻极体材料分子中的正、负电荷不重合且杂乱分布，因此驻极体材料不带静电，A错误；静电处理过程中，驻极体材料分子变得较为规则地分布，是电场力对其做功的结果，即电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功，则驻极体材料分子中的电荷的电势能减少，B正确，C错误；口罩熔喷布静电处理后具有静电吸附作用，可以吸附不带电的中性微小颗粒物，如同橡胶棒摩擦毛皮后能吸附小纸屑一样，D错误。 3．喷墨打印机的结构原理如图所示，其中墨盒可以发出半径为1×10－5 m的墨汁微粒。微粒经过带电室时被带上负电，带电量的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后的微粒以一定的初速度进入偏转电场，经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体。无信号输入时，墨汁微粒不带电，沿直线通过偏转电场而注入回流槽流回墨盒。设偏转极板长L1＝1.6 cm，两板间的距离d＝0.50 cm，偏转板的右端到纸的距离L2＝2.4 cm。若一个墨汁微粒的质量为1.6×10－10 kg，所带电荷量为1.25×10－12 C，以20 m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，打到纸上的点距原射入 方向的距离是1.0 mm。(不计空气阻力和墨汁微粒的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性)下列说法正确的是(　　) A．墨汁微粒从进入偏转电场到打在纸上，做类平抛运动 B．两偏转板间的电压是2.0×103 V C．两偏转板间的电压是5.0×102 V D．为了使纸上的字体放大10%，可以把偏转电压降低10% 答案　C 解析　墨汁微粒在偏转电场中做类平抛运动，射出偏转电场后做匀速直线运动，A错误；墨汁微粒射出偏转电场后做匀速直线运动，且速度反向延长线过类平抛运动的水平位移的中点，可知 eq \f(vy,v0)＝ eq \f(y,\f(L1,2)＋L2)，又vy＝at＝ eq \f(qU,md)t，t＝ eq \f(L1,v0)，联立解得两偏转板间的电压是U＝5.0×102 V，B错误，C正确；由以上各式得y＝eq \o\al(2,0) eq \f(qUL1（L1＋2L2）,2mdv) ，为了使纸上的字体放大10%，也就是墨汁微粒偏移量y增大10%，则可以把偏转电压提高10%，D错误。 (二)静电场在体育运动、娱乐活动中的应用 4.法拉第笼是一个由金属制成的球形笼子，与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。下列说法正确的是(　　) A．法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 B．法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 C．法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D．同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能 答案　B 解析　法拉第笼上的感应电荷在笼体外表面上分布不均匀，离放电杆尖端越近和越远处电荷密度越大，A错误；因静电屏蔽作用，法拉第笼内部任意位置电场强度均等于零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零，B正确；法拉第笼上的感应电荷与放电杆尖端上的电荷在笼内的合场强等于零，所