9.4 静电的防止与利用 同步练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 2026-2027学年高中物理人教版高二上学期《9.4静电的防止与利用》同步练，含单选7题、多选3题、解答3题，以"基础概念理解-情境应用分析-综合问题解决"分层设计，强化静电平衡、屏蔽等核心概念的阶梯式巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|静电现象识别、基本原理判断|单选1-4题考查避雷针、静电屏蔽等基础概念，对应物理观念中的相互作用观念| |中档|静电感应、屏蔽应用分析|单选5-7题及多选8-10题结合金属筒、验电器等情境，体现科学思维的模型建构| |提升|场强计算、实际问题解决|解答11-13题涉及感应电荷场强推导、传送带静电防护，融合科学探究与社会责任|

9.4 静电的防止与利用 同步练 2026-2027学年高中物理人教版 高二上学期 一、单选题 1．关于静电现象，下列说法正确的是（     ） A．避雷针通过与云层直接接触中和电荷，从而避免建筑物遭受雷击 B．高压电气设备的金属屏蔽罩，利用了静电平衡时导体空腔内部电场强度为零的原理 C．静电喷漆技术利用同种电荷相互排斥的原理，使油漆微粒均匀附着在工件表面 D．雷电天气时，躲在金属外壳的汽车内比大树下更危险，因为金属外壳会积累大量静电 2．下列有关电学知识的相关说法正确的是（　　） A．图甲中，锥形导体上的电荷分布不均匀，是受到周围其他电荷的影响 B．图乙中，电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用 C．图丙中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理 D．图丁中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷 3．下列各图中，验电器原不带电，玻璃棒带正电，关于验电器下方金属箔片可能的带电情况，下列说法正确的是（　　） A．甲中带负电 B．乙中带正电 C．乙中不带电 D．丙中带负电 4．关于下列四个现象，说法正确的有（     ） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷 B．乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C．丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D．丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 5．如图所示，市场上有一种仪器叫做“纺织物摩擦带电荷量测试仪”，用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K打开的情况下，下面说法正确的是（　　） A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电 C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电 6．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）    A．金属罩B的内表面带正电荷 B．验电器C的金属箔片将张开 C．金属罩B的右侧外表面带正电荷 D．若将B接地，验电器的金属箔片将张开 7．如图所示,在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置，原先AB都不带电，先让开关K1，K2均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是（　　） A．小球距离A较近，所以A左端电荷量大于Ｂ右端电荷量 B．只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电 C．只闭合K2，则B右端不带电，A左端带负电 D．只闭合K2，接着移走带电小球，最后将AB分开，A带负电 二、多选题 8．如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，下列实验方法中能使验电器金属箔片张开的是（　     　） A．用取电棒C（带绝缘柄的导体棒）先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触 C．使验电器A靠近B，再用金属网罩罩住B D．使验电器A靠近B，再用金属网罩罩住A 9．如图是滚筒式静电分选器的原理图，导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒C间施加高压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。颗粒直接掉落在F盘，颗粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是（　　） A．两种颗粒都具有良好的导电性 B．两种颗粒都具有良好的绝缘性 C．在分选过程中，两种颗粒都带负电 D．对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作 10．如图所示，将一锥形导体放入电荷量为Q的负点电荷电场中，导体内有A、B两点，A点到电荷的距离为d，下列说法正确的是（　　） A．锥形导体右端带负电 B．A点电场强度比B点大 C．图中所示两条实线1和2来表示锥形导体周围的电场线是错误的 D．导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小为 三、解答题 11．如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋2q的点电荷。 （1）金属杆中点处的电场强度为多少？ （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度的大小和方向？ 12．如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击．经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电． （1）为什么靠近传送带的物体也会带电？ （2）你可以用什么方法来解决电击问题？ 13． 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。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B D A C C BC CD CD 1．B A．避雷针的工作原理是尖端放电。带电云层接近建筑物时，避雷针尖端会感应出大量异种电荷，通过尖端放电中和云层中的电荷，并非“与云层直接接触中和电荷”，故A错误； B．高压电气设备的金属屏蔽罩利用了静电屏蔽原理，静电平衡时，金属导体的空腔内部电场强度始终为零，可隔绝外部静电场对设备的干扰，故B正确； C．静电喷漆的核心原理是异种电荷相互吸引，带负电的油漆微粒向带正电的工件运动，均匀附着在工件表面，故C错误； D．金属外壳的汽车相当于一个闭合的导体空腔，雷电天气时会产生静电屏蔽效应，车内电场强度为零，比躲在大树下安全，故D错误。 故选B。 2．C A．图甲中，锥形导体上的电荷分布不均匀，是因为电荷分布与导体的形状有关，即与导体表面的弯曲程度有关，弯曲程度越大，电荷分布越密集，表面越平缓，电荷分布越稀疏，故A错误； B．图乙中，电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用，故B错误； C．图丙中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理，故C正确； D．图丁中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因不是手和金属间产生了电荷，是因为手和金属间有电势差，发生电荷的瞬间转移，产生电击感，故D错误。 故选C。 3．B A．玻璃棒带正电，与验电器金属球接触时，验电器会通过接触带电，金属箔片应带正电，故A错误。 BC．玻璃棒带正电，靠近验电器金属球时，会发生静电感应：金属球带负电，金属箔片带正电（同种电荷相互排斥使箔片张开），故B正确，C错误。 D．验电器放在金属网笼中（静电屏蔽），外部电场不会影响内部。但玻璃棒带正电，金属网笼会感应带电，金属网外表面带负电、内表面带正电，金属网内部电场处处为0，即由于静电屏蔽，验电器金属箔片最终不带电，故D错误。 故选B。 4．D A．女生接触金属球，与金属球带同种电荷，故A错误； B．电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服，通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害，故B错误； C．在燃气灶中安装电子点火器，是利用了尖端放电的原理，故C错误； D．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电，防止因静电而引发安全事故，故D正确。 故选D。 5．A AB．测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒内筒并与内壁接触，这时电荷可以全部转移到内筒的外壁，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。所以内筒的内壁不带电，内筒的外壁带电并且带上全部电荷量，则A正确；B错误； CD．内筒的外壁带电，由静电感应让外筒带上感应电荷，外筒的内壁带上异种电荷，由于外筒接地开关打开，则外筒的外壁带上同种电荷，所以CD错误； 故选A。 6．C A．金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，故A错误； B．由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，所以验电器C上无感应电荷，所以验电器的金属箔片不会张开，故B错误； C．由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故C正确； D．将B接地，金属罩仍然处于静电屏蔽，所以验电器C无感应电荷，金属箔片不会张开，故D错误。 故选 C 。 7．C A．当开关K1，K2均打开时，带正电小球C放置在A左侧，由于静电感应，导体左端带有负电荷，右端带有正电荷，在静电平衡时，正负电荷量相等，A错误； B．只闭合K1，则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，A左端带负电荷，B错误； C．只闭合K2，则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，则A左端带负电，C正确； D．只闭合K2，则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，则A左端带负电，接着移走带电小球C，A左端带的负电荷流向大地，将使A、B都不带电，D错误。 故选C。 8．BC A．导体球壳B的电荷都在外表面上，因此用取电棒C跟B的内壁接触，根本取不到电荷，因此不会使验电器的金属箔片张开，A错误； B．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触，这时验电器的金属球和导体壳电势相等，会带上同种电荷，因此验电器金属箔片会张开，B正确； CD．使验电器A靠近B，即使用金属网罩罩住B，在金属网内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，在金属网外仍有电场，会使金属球A带负电荷，金属箔片带正电荷，金属箔片会张开；而如果金属网罩罩住A，由于静电屏蔽，A不会有感应电荷，金属箔片不会张开，因此C正确，D错误。 故选BC。 9．CD C．由于C接正极，G接负极，则C上会有正电荷，放电针G周围形成很强的电场，使放电针G附近的空气电离而产生大量的电子和带正电的粒子，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射到颗粒上，两种颗粒均带负电，C正确； AB．带负电的b颗粒因具有良好的导电性所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被滚筒C上的正电中和，然后带上正电，根据同种电荷相互排斥及重力作用下落于，带负电的a颗粒由于绝缘性，其所带负电不容易传给滚筒C，在滚筒C的静电吸引力作用下，附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动，最后由刮板将其刮入E盘中，AB错误。 D．对调G、C间的极性，原理不变，两颗粒均带正电，导电性好的b颗粒还是落在F盘中，绝缘性好的a颗粒被刮入E盘中，分离器仍能正常工作，D正确。 故选CD。 10．CD A．由于锥形导体右端靠近负电荷，则锥形导体右端带正电，故A错误； B．导体处于静电平衡状态，所以A、B两点电场强度均为零，故B错误； C．由于导体处于静电平衡状态，则图中所示两条实线1和2来表示锥形导体周围的电场线是错误的，故C正确； D．导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小与负点电荷在A点产生的电场强度大小相等，所以 故D正确。 故选CD。 11．（1）0；（2），水平向右 （1）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在金属杆中点处产生的场强大小与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则该处的电场强度为零。 （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，即方向水平向右 大小为 12．(1)见解析；(2)见解析 （1）传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为感应也带上电。 （2）要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。 13． （1）；（2），；（3）见解析 （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 学科网（北京）股份有限公司 $