9.4 静电的防止与利用 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

9.4 静电的防止与利用 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在以下举例中，属于静电应用的是（　　） A．在油罐车下拖一个铁链 B．在地毯中间夹杂导电纤维 C．纺织车间内空气保持适当湿度 D．在以煤为燃料的工厂的烟筒中加装电极除尘 2．下列属于防止静电现象的是 A．静电除尘 B．静电喷漆 C．静电复印 D．在地毯中夹杂一些导电纤维 3．在电场中带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。下列现象不属于静电吸附原理应用的是（　　） A．静电除尘 B．静电喷漆 C．静电屏蔽 D．静电复印 4．下述关于静电的利用与防范的事例中，正确的是（　　） A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好 C．静电除尘器是使灰尘带电后在电场力作用下奔向电极并吸附于电极上 D．静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关 5．自然界中静电现象随处可见，下列属于静电危害的是（    ） A．静电喷漆 B．静电复印 C．静电除尘 D．静电火花引起瓦斯爆炸 6．下列说法正确的是（　　） A．摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子 B．元电荷就是质子 C．电场是假想的，不是客观存在的 D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人 7．生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，下列关于静电的说法错误的是（　　） A．在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害 B．静电复印机应用了静电吸附原理 C．印染厂应该保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 D．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用 8．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是(　　) ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野，应远离树木和电线杆 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 9．口罩可预防经空气、飞沫传播的疾病，其中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　） A．静电屏蔽 B．静电吸附 C．静电平衡 D．尖端放电 10．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”，如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见透明塑料瓶里充满烟雾。当摇动起电机时，烟尘快速吸附在金属片上，塑料瓶变得清澈透明。则关于该“魔术”下列说法正确的是（　　） A．金属片与锯条间的电场为匀强电场 B．烟尘被吸附的过程中电势能增加 C．该“魔术”在湿度大的环境下更容易成功 D．若将金属片的面积增大，该“魔术”的现象会更明显 二、多选题 11．关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A．图甲中，加油前，工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电 B．图乙中，优质话筒线外面包裹着的金属网也可以用绝缘的塑料网替代 C．图丙中，燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形，原理是静电屏蔽 D．图丁中，带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上 12．关于静电现象，下列说法正确的是（　　） A．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害 B．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘 C．秋冬季节在暗处脱去化纤衣服时看到火花，是静电现象 D．磁铁间的相互作用属于静电力 13．电学知识在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（     ） A．打雷时，待在大街上比待在汽车里要安全 B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上 C．高压输电线上方有两根导线与大地相连，这是为了保护输电线免遭雷击 D．干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手摩擦起电 14．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点场强相等，且都为零 B．A、B两点场强不相等 C．感应电荷产生的电场EA＜EB D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 15．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电。则以下说法中正确的是（　　）    A．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等 B．若A不动，将B沿图中aa′分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关 C．若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化 D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变 三、填空题 16．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，在其右侧与球心等高处放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。由于静电感应，使金属球上出现了感应电荷，则球的左侧带 电（填正或者负）。空心金属球达到静电平衡状态时，球心处的电场强度大小为 ，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为 ，方向 。 17．如图金属球A的半径为R，电荷量为Q，点电荷B的电荷量为q。B与A球的球心间的距离为r，当B不存在而只有A存在且达到静电平衡时，电荷Q在球心O处的电场强度等于 ，这是因为 ，当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，球心O处的电场强度等于 ，金属球上的电荷在球心O处产生的电场强度大小等于 ，这是因为 。 四、解答题 18．如图所示是滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落。沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。 （1）刮板D的作用是什么？ （2）粉粒a会落人哪个料槽，粉粒b会落人哪个料槽？为什么？ 19．如图所示，把一个不带电的金属导体放到电场强度为的水平向右的匀强电场中。 (1)金属导体内的自由电子会如何运动？导体两端的正负电荷产生电场吗？若产生电场，产生的电场方向是怎样的呢？ (2)导体内部的电场会发生什么变化？导体内部的自由电子还会继续移动吗？最终会出现什么现象？ (3)将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针。高大建筑物上为什么要安装避雷针？ 20．一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，球的外部电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，已知静电力常量为。 （1）根据电场强度的定义式和库仑定律，推导一个电荷量为的点电荷，在与之相距处的电场强度的表达式； （2）若将金属球内部挖空，使其成为一个均匀球壳，如图1所示。金属球壳的电荷量为，、是到球心的距离分别为和的两点，求点的场强，点的场强； （3）万有引力定律与库仑定律有相似的形式，因此质点的引力场与点电荷的电场也有很多相似的规律。已知引力常量为。假设沿地轴的方向通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个半径为、质量分布均匀的球体。如图2所示，以地心为原点，向北为正方向建立轴，请在图3中作图描述道中地球引力场强度随变化的规律，并说明作图依据。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《9.4 静电的防止与利用 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C C D D C B B D 题号 11 12 13 14 15 答案 AD ABC BC AD AD 1．D 【详解】A．在油罐车下拖一个铁链是防止静电，故A错误； B．在地毯中间夹杂导电纤维是防止静电，故B错误； C．纺织车间内空气保持适当湿度是防止静电，故C错误； D．在以煤为燃料的工厂的烟筒中加装电极除尘是静电的利用，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A. 静电除尘是静电现象的应用，故A错误； B. 静电喷漆是静电现象的应用，故B错误； C. 静电复印是静电现象的应用，故C错误；     D. 在地毯中夹杂一些导电纤维是为了把静电及时导走，防止静电积累造成危害，属于静电现象的防止，故D正确． 3．C 【详解】静电除尘、静电喷漆和静电复印属于静电吸附，静电屏蔽不属于静电吸附。 故选C。 4．C 【详解】A．印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误； B．油罐车在运动的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条的铁链就可以以及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故B错误； C．静电除尘器是使灰尘带电后在电场力的作用下奔向电极并吸附于电极上，故C正确； D．静电复印机是利用静电正、负电荷能互相吸引的原理制成的，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故A错误； B．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，故B错误； C．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故C错误； D．静电火花引起瓦斯爆炸是静电危害，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电荷的转移，而不是产生了新的电子，A错误； B．元电荷是指最小的电荷量，电子和质子的电荷量等于元电荷，元电荷不是质子，B错误； C．电场是客观存在的，C错误； D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人，D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．地毯中不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故D正确； B．静电复印机是利用静电工作的，应用了静电吸附原理，故B正确； C．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故C错误； D．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用，故D正确。 本题选错误项，故选C。 8．B 【详解】（1）在打雷下雨时，严禁在山顶或者高丘地带停留，更要切忌继续蹬往高处观赏雨景，不能在大树下、电线杆附近躲避，也不要行走或站立在空旷的田野里，应尽快躲在低洼处，或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避． （2）雷雨天气时，不要用金属柄雨伞，摘下金属架眼镜、手表、裤带，若是骑车旅游要尽快离开自行车，亦应远离其它金属制物体，以免产生导电而被雷电击中． （3）在雷雨天气，不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等． （4）在电闪雷鸣、风雨交加之时，若旅游者在旅店休息，应立即关掉室内的电视机、收录机、音响、空调机等电器，以避免产生导电．打雷时，在房间的正中央较为安全，切忌停留在电灯正下面，忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边，以避免在打雷时产生感应电而致意外． （5）雷雨天避免使用手机和上网． 由以上分析可知，选项B正确，ACD错误； 故选B。 9．B 【详解】由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，故当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，则可知其原理为静电吸附，故选B。 10．D 【详解】A．尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，故A错误； C．空气干燥时，起电机产生的电压更高，魔术更容易成功，故C错误； D．锯条和金属片之间存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，若将金属片的面积增大，该“魔术”的现象会更明显，故D正确； B．烟尘被吸附的过程中电场力做正功，电势能减小，故B错误。 故选D。 11．AD 【详解】A．加油前，工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电，故A正确； B．优质话筒线外面包裹着的金属网的原理是静电屏蔽，不可以用绝缘的塑料网替代，故B错误； C．燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形，原理是尖端放电，故C错误； D．由图可知，除尘板A连接电源的正极，所以带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上，故D正确。 故选AD。 12．ABC 【详解】A．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是能把静电导走，避免静电造成的危害，选项A正确； B．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘，选项B正确； C．秋冬季节在暗处脱去化纤衣服时看到火花，是静电现象，选项C正确； D．磁铁间的相互作用属于磁力，选项D错误。 故选ABC。 13．BC 【详解】A．打雷时待在汽车里比待在大街上要安全，是因为汽车的外壳能起到静电屏蔽的作用，故A错误； B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电的利用，故B正确； C．高压输电线上方有两根导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，可免遭雷击，故C正确； D．干燥的冬季，人在运动的过程中衣服会发生摩擦带电，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手感应起电，故D错误。 故选BC。 14．AD 【详解】AB．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，整个导体是等势体,故A正确，故B错误； C．在枕形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加，叠加后电场为零，而点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，所以感应电荷产生的附加电场EA＞EB，故C错误； D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D正确． 故选AD． 点睛：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体． 15．AD 【详解】A．A中的电荷产生电场，导体在产生的电场中发生静电感应，使B的左端出现负电荷右端出现正电荷，由于B原来不带电由电荷守恒定律可知，B左右两端所带电荷量大小相等，故A正确； B．若A不动，将B沿图中aa'分开，根据电荷守恒定律，则两边的电荷量相等，电性相反，与如何分无关，故B错误； C．A向B逐渐靠近过程中，B的左右部分异种电荷数量总是同步变化，但不连续变化，这是由于任何带电体的电荷量都不是连续的，只能是元电荷（）的整数倍，故C错误； D．A、B间接触后，B中部分电子转移到A上这就发生了接触起电现象，虽然A的电荷减少，由电荷守恒定律可知，A、B的总电荷量保持不变，故D正确。 故选AD。 16． 正 0 水平向右 【详解】[1][2][3][4] 金属球上的自由电荷被吸引到右端，左端带正电，由于静电平衡，球心处的合场强为零，点电荷Q在球心处产生的场强 方向水平向左，则球面上感应电荷在球心O处的场强大小为 方向水平向右。 17． 0 处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零 0 k 导体要处于静电平衡状态，其内部电场强度必处处为零 【详解】[1][2][3][4][5]金属球A处于静电平衡状态时，内部电场强度处处为零，由于点电荷B在球心O处的电场强度大小为，根据电场强度叠加原理，（重新分布后的）金属球上的电荷在球心O处产生的电场强度大小必为。 18．（1）见解析；（2）a粉粒落入料槽F，b粉粒落入料槽E；原因见解析 【详解】（1）放电针G附近的空气，受高压电场作用而电离。在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射在粉粒a上，使a带负电。带负电的物质粉粒a，因具有良好的导电性，所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被C上的正电中和并带上正电，带了正电的粉粒a一方面随滚筒转动，一方面受到C上正电的静电斥力而离开滚筒，最后落于料槽F，绝缘性能良好的粉粒b，其所带负电不容易传给滚筒C，在C的静电吸引力作用下，b附着于C的表面并随C转动，最后，b中粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E，粉粒较小者由刮板D将其刮入料槽E； （2）a粉粒落入料槽F，b粉粒落入料槽E，粉粒b中较小者，因其重力较小，不能借助重力落入E中，它们附着于滚筒表面随C转至D处，由刮板D将其刮入料槽E。 19．(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）导体中的自由电子在静电力的作用下向着与电场强度方向相反的方向发生定向移动，使导体左端带负电，右端带等量的正电荷，在导体内产生一个方向与电场强度方向相反的电场。 （2）两个电场叠加，使导体内部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子发生定向运动。当导体内部两个电场叠加的电场强度时，导体内的自由电子不再发生定向运动，导体达到静电平衡状态。 （3）使建筑物免遭雷击。当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。 20．（1）；（2），；（3）见解析 【详解】（1）电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处放一试探电荷q，根据库仑定律，该试探电荷受到的电场力为 由电场强度 得电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处电场强度 （2）一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，其在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。A点在均匀带电球壳内部，故A点场强 B点的场强 （3）设距离一个质量为m的质点r处，放一个质量为另外一质点，在与之的引力场强度 假设地球平均密度为，隧道中距离地心为x处地球引力场强度大小 又因为在隧道中，在原点以北某物体受地球引力向南，在原点以南某物体受地球引力向北，故隧道中地球引力场强度随x变化的规律定性变化图像为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $