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

**基本信息** 以静电平衡、尖端放电等四大考点为分层，通过单选与解答题的梯度设计，实现从概念辨析到生活应用再到综合探究的知识巩固路径，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|静电平衡（电荷分布、电场强度）|单选题1-4聚焦核心概念，如导体表面电荷分布规律，强化物理观念| |原理应用|尖端放电、静电屏蔽（安全常识、防护装置）|单选题5-11结合口罩驻极处理、避雷针等生活情境，体现科学态度| |综合实践|静电吸附及综合应用（除尘、屏蔽技术）|单选题12-16+解答题17-18，含研究性学习问题，深化科学探究能力|

9.4 静电的防止与利用 同步练习 一、单选题 考点一 静电平衡 1．导体处于静电平衡时，关于导体表面电荷的分布和电场强度，判断正确的是（     ） A．表面平坦的部位电荷分布密集，电场强度较小 B．表面突出的部位电荷分布密集，电场强度较大 C．表面凹陷的部位电荷分布稀疏，电场强度较大 D．表面突出的部位电荷分布稀疏，电场强度较小 2．在真空中原来不带电的金属块abcd附近固定一带正电的点电荷，其截面如图所示，e、f为金属块内的两点。则达到静电平衡后（     ） A．ad面上各点电场强度方向相同 B．e点的电势大于f点的电势 C．bc面不带电 D．e点的电场强度大于f点的电场强度 3．如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电。把带正电的物体P移近导体M。下列说法正确的是（　　） A．若先把M、N分开，再移去P，M带正电，N带负电 B．若先把M、N分开，再移去P，M带负电，N带正电 C．若先移去P，再把M、N分开，M带正电，N带负电 D．若先移去P，再把M、N分开，M带负电，N带正电 4．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，可能看到的现象是（　　） A．只有M端验电箔张开，且M端带正电 B．只有N端验电箔张开，且N端带负电 C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电 D．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电 考点二 尖端放电 5．下列说法符合安全常识的是（     ） A．带电作业的工人需要穿戴用包含金属丝的织物制成的工作服 B．雷雨天可以在大树下避雨 C．在加油站给车加油时不需要防止静电 D．高大建筑物顶端不需要安装避雷针 6．相传，汉武帝时期，长安宫殿的屋脊上就安装了名为“鸱尾”的金属饰物，用于避免雷击伤害。下列四个选项中用到的原理和“鸱尾”相同的是（　　） A．静电除尘 B．静电喷涂 C．静电复印 D．钉尖形的电子点火器 7．疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩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，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用利用了（　　） A．尖端放电将细菌病毒杀死 B．摩擦起电使细菌病毒带电 C．静电排斥使细菌病毒无法靠近 D．静电吸附使细菌病毒无法传播 8．口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源的正、负极，针尖附近的空气被电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电 B．针状电极上，针尖附近的电场较弱 C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小 D．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐增大 考点三 静电屏蔽 9．如图所示，验电器处于金属网罩中。若在网罩外将带正电金属球靠近验电器小球，则（     ） A．验电器小球感应出正电荷 B．验电器小球感应出负电荷 C．验电器的金属箔片张开 D．验电器的金属箔片仍闭合 10．下列有关静电现象的四幅图像，说法正确的是（     ） A．丁图中，工人进行超高压带电作业，工作服是由含金属丝的织物制成的，起静电屏蔽的作用 B．乙图中，用带正电的物体接触验电器的金属球后金属片带负电 C．丙图中，A的左端、B的右端均带负电 D．甲图中，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电的原因是橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上 11．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　） A．箔片张开 B．金属球带电电荷足够大时才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．以上说法均不正确 考点四 静电吸附 12．如图所示，优质话筒线的信号传输线外面包裹着一层金属网，使声音更清晰。金属网的主要作用是（     ） A．增强话筒线的抗拉强度 B．增强传输线的导电能力 C．增大电信号的传输速度 D．屏蔽外界的干扰电信号 13．医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的带电粉尘。若不考虑带电粉尘的重力和粉尘间的相互作用，关于这些即将被吸附的带电粉尘，下列说法正确的是（     ） A．带电粉尘带负电 B．带电粉尘带正电 C．带电粉尘在靠近口罩的过程中受到的电场力不变 D．带电粉尘在靠近口罩的过程中做匀加速直线运动 14．生产、生活中静电危害无处不在，以下不属于静电危害的是（　　） A．纸张印刷时摩擦带电，会使纸张吸附在一起 B．印染厂的染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃 C．带电尘埃在静电力作用下，到达电极而被收集起来 D．制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃影响药品纯度 15．生活中有很多利用和防止静电的例子，以下措施中利用了静电的吸附作用的是（　　） A．一般高楼大厦顶部装有避雷针 B．工厂的烟囱中安装静电除尘装置 C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料 D．运输汽油的车辆总有一条铁链拖在地上 16．如图所示，某静电除尘器由金属圆筒收集器a和其轴线上的金属线b组成，a和b分别与几千伏高压电源的正极和负极相连接，则（　　） A．a附近电场强度最大 B．空气分子在a附近更容易电离 C．空气分子在b附近更容易电离 D．筒内尘埃吸附正离子向a运动被收集 二、解答题 17．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？ 18．研究性学习：通过各种途径了解与避雷针有关的知识。然后思考下列问题： （1）在一定气候条件下会产生雷电现象。雷电产生的原因是什么？ （2）避雷针一般装在建筑物的什么位置？为什么？ （3）避雷针为什么要有一根导线和大地相连？ （4）在有雷电的天气，人们能否在大树下躲避风雨？为什么？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B C A D D C D A 题号 11 12 13 14 15 16 答案 C D A C B C 1．B 【详解】根据静电平衡状态下电荷的分布特点可知，导体处于静电平衡时，电荷仅分布在外表面。表面突出的部位电荷分布密集，电场强度较大；表面平坦的部位电荷分布稀疏，电场强度较小；凹陷的部位几乎没有电荷，电场强度几乎为零。 故选B。 2．A 【详解】A．静电平衡时，导体表面是等势面，电场强度方向一定垂直于导体表面。面是水平平面，因此面上所有点的电场强度方向都垂直于面（竖直向下），方向相同，故A正确。 BD．金属块达到静电平衡后，整个导体是等势体，导体内部合场强处处为零。、都在金属块内部，因此两点场强都为0，电势相等，故BD错误； C．静电感应时，带正电的点电荷会将金属内的自由电子吸引到近端，因此靠近点电荷的面感应出负电荷，远端的面感应出正电荷，面带电，故C错误； 故选A。 3．B 【详解】AB．把带正电的物体P移近导体M，根据静电感应原理可知，M带负电，N带正电；若先把M、N分开，再移去P，则M带负电，N带正电，故A错误，B正确； CD．先移去P，则M、N的正负电荷会中和，再把M、N分开，M、N均不带电，故CD错误。 故选B。 4．C 【详解】使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，电子被排斥到N端，N端多电子带负电，M端少电子带正电，两端都带电，两端验电箔都张开，C正确，ABD错误。 故选C。 5．A 【详解】A．含有金属丝的工作服可形成静电屏蔽，降低外电场对人体的影响，故A正确； B．雷雨天，大树较高，树梢附近电场较强，容易发生放电并遭雷击，在树下避雨会增加雷击危险，故B错误； C．加油过程中容易因摩擦产生静电，加油站空气中可能混有可燃性汽油蒸气，静电放电产生的火花可能引发燃烧或爆炸，故C错误； D．避雷针可将雷电电流安全导入大地，高大建筑物顶端需要安装避雷针，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．“鸱尾”是古代避雷装置，核心原理为尖端放电,静电除尘的原理是带电尘埃在电场力作用下向电极偏转吸附，不属于尖端放电应用，故A错误； B．静电喷涂利用异种电荷相互吸引的规律，使带电涂料吸附在带相反电荷的工件表面，不属于尖端放电应用，故B错误； C．静电复印利用静电吸附墨粉的原理工作，不属于尖端放电应用，故C错误； D．钉尖形电子点火器利用尖端电场极强的特点，通过尖端放电产生电火花点燃燃料，与“鸱尾”原理相同，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．尖端放电是指带电体尖锐部分的电荷密度很大，会使周围空气电离而放电的现象。口罩的熔喷布是纤维网状结构，其作用不是通过放电来杀菌，故A错误； B．摩擦起电是使物体带电的一种方式，但题干中描述的是熔喷布本身“带有静电”，是利用这种静电来阻隔病毒，而不是通过摩擦使病毒带电，故B错误； C．静电排斥发生在同种电荷之间。病毒或附着病毒的飞沫可能不带电或带有与熔喷布相反的电荷，此时会表现为吸引。即使带有同种电荷，静电吸引（通过静电感应）对不带电的微粒也起作用，因此吸引是更主要的过滤机制，而非排斥，故C错误； D．熔喷布是带有静电的驻极体材料，其纤维上分布着大量电荷，形成许多微小的电极。当含有病毒的飞沫、气溶胶等颗粒靠近熔喷布时，会被静电吸引（静电感应效应使不带电的颗粒极化而被吸引，或直接吸引带相反电荷的颗粒），并被牢牢地吸附在纤维表面，从而达到阻隔病毒传播的目的。这利用了静电吸附的原理，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．空气受电场影响被电离产生正、负离子，电场线从电源正极指向负极，正离子沿电场线方向运动被熔喷布捕获，从而使熔喷布带正电，A错误； BCD．导体尖端的电荷密度高，电场强度很大，远离尖端的地方电场强度较小，所以带电粒子沿虚线向熔喷布运动时所受的电场力减小，加速度也减小，C正确，BD错误。 故选C。 9．D 【详解】当带正电的金属球靠近金属网罩时，金属网罩会发生静电感应，靠近正电荷的一侧感应出负电荷，远离的一侧感应出正电荷，但是根据静电屏蔽原理，金属网罩内部的电场强度始终为，验电器所在空腔内部没有电场不会感应出任何电荷，而箔片张开原理是：同种电荷相互排斥。由于金属网罩静电屏蔽作用，验电器内部不受外电场影响，整体不带电，没有斥力，箔片不会张开，保持闭合。 故选D。 10．A 【详解】A．丁图中，工人进行超高压带电作业，工作服是由含金属丝的织物制成的，可以起到静电屏蔽的作用，故A正确； B．根据接触起电，乙图中，用带正电的物体接触验电器的金属球后金属片带正电，故B错误； C．丙图中，导体中的电子在小球C的电场的作用下移动，使导体达到静电平衡，则靠近小球C的导体A的左端带负电，导体B的右端带正电，故C错误； D．物体中可自由移动的是负电荷，根据摩擦起电，甲图中，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电的原因是毛皮上的负电荷转移到橡胶棒上，故D错误； 故选A。 11．C 【详解】用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，金属网罩内部电场强度为零。再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开，与带电量无关。 故选C。 12．D 【详解】A．金属网虽然具有一定的机械强度，但包裹在信号线外的主要目的并非为了增强抗拉强度，故A错误； B．信号的传输主要依靠内部的芯线，金属网通常接地作为屏蔽层，并非为了增强传输线的导电能力，故B错误； C．电信号的传输速度主要取决于绝缘介质的性质，接近光速，金属网无法增大电信号的传输速度，故C错误； D．话筒传输的是微弱的电信号，容易受到外界电磁场的干扰。金属网包裹在信号线外面，构成了一个屏蔽层（法拉第笼），能够有效地屏蔽外界的电磁干扰，防止杂波混入信号中，从而使声音更清晰，故D正确。 故选D。 13．A 【详解】A．根据异种电荷相互吸引的规律，口罩表面带正电，可被吸附的带电粉尘带负电，故A正确； B．若粉尘带正电，会与带正电的口罩相互排斥，无法被吸附，故B错误； C．口罩带正电的表面产生的电场为非匀强电场，越靠近口罩电场强度越大，由电场力公式 可知，粉尘靠近口罩的过程中受到的电场力逐渐增大，故C错误； D．由牛顿第二定律 粉尘靠近过程中增大，加速度逐渐增大，因此粉尘做加速度增大的加速运动，不是匀加速直线运动，故D错误。 故选A。 14．C 【详解】A．纸张印刷时，纸张之间摩擦起电，带电的纸张会相互吸附，导致纸张难以分开，影响印刷效率，属于静电危害，故A错误； B．印染厂的染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，导致织物变脏，影响产品质量，属于静电危害，故B错误； C．带电尘埃在静电力作用下，到达电极而被收集起来，这是静电除尘技术，属于静电在生活中的应用，不属于静电危害，故C正确； D．制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃，会导致药品中混入杂质，影响药品纯度，属于静电危害，故D错误。 故选C。 15．B 【详解】A．避雷针的作用是将云层中的静电通过尖端放电导入大地，属于防止静电危害，而非利用静电吸附，故A错误； B．静电除尘装置使烟尘带电后被电极吸附，直接应用了静电的吸附作用，故B正确； C．轮胎添加导电材料是为了导走静电，避免电荷积累引发危险，属于防止静电，故C错误； D．油罐车拖铁链是将静电导入大地，防止静电放电引发火灾，属于防止静电，故D错误。 故选B。 16．C 【详解】接上高压电源后，b为线状，b附近电场强度最大，空气分子更容易被电离；a与电源正极相连接，筒内尘埃吸附电子向a运动被收集。 故选C。 17．(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。 【详解】（1）略； （2）略； （3）略。 18．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析 【详解】（1）地面的热空气携带着大量的水气不断上升到天空，形成大块大块的积雨云。积雨云的不同部位聚集着正负两种电荷，这时地面因受到近地面积雨云中的电荷感应，也带上了与云底不同的电荷，我们知道，不同的电荷是会相互吸引的，但是空气的导电性能很差，它阻挡着正负两种电荷的会合，当云层里的电荷越聚越多，达到一定强度时，就会把阻挡它们会合的空气层击穿，打开一条狭窄的通道，强行会合，由于云中的电流很强，通道上的空气就会被烧得炽热，温度比太阳表面还要高好几倍，所以会发出耀眼的白光，这就是闪电。 （2）避雷针一般装在建筑物的顶端。为了保护建筑物等避免雷击，人们在建筑物上安装了避雷针。在高大建筑物顶端安装一根金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所积的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故。 （3）避雷针要有一根导线和大地相连，用来导走多余的电荷。 （4）雷雨天气不能在大树下避雨，因为树比较高，而且树上带有水，树木就成了导体，容易将雷电引下来，人在树下避雨就可能会触电。 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 $