2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 2.3静电的利用与防护 课时练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第二册
2.3静电的利用与防护
课时练（解析版）
1．下列说法正确的是（　　）
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．尽可能保持印刷厂空气干燥，可以有效防止静电的危害
C．摩擦起电的实质是摩擦使质子从一个物体转移到了另一个物体上
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电
2．用金属罩把验电器罩住，然后靠近带电金属球，验电器的箔片不张开。下列说法正确的是（　　）
A．金属球上的电荷产生的电场被金属罩挡在外面
B．金属罩上的感应电荷的电场被金属罩挡在外面
C．金属罩上的感应电荷的电场和金属球上的电荷的电场都不能被挡在外面，只是这两个电场在罩中区域的合电场为零
D．以上说法都不正确
3．以下不属于静电防范的有效措施是（　　）
A．使用避雷针
B．静电复印
C．保持良好接地
D．保持空气湿度
4．疫情以来，我们上学每天戴口罩。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属于（　　）
A．静电屏蔽
B．尖端放电
C．静电感应和静电屏蔽
D．静电感应和静电吸附
5．如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（　　）
A．探测发射台周围风力的大小
B．发射与航天器联系的电磁波
C．预防雷电击中待发射的火箭
D．测量火箭发射过程的速度和加速度
6．2018年我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的，下列说法正确的是（　　）
A．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用
B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
7．下列生活情境中，利用静电屏蔽原理的是（　　）
A．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”
的奇观
B．
燃气灶上电子点火器的针头电极
C．
超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝
D．
静电复印机
8．中国跳水队被称为梦之队，从1984年洛杉矶奥运会首次参赛周继红夺得首金开始，以后每届比赛的金牌数都是世界第一、2021年东京奥运会，中国队具备了包揽8金的实力。遗憾的是，国际泳联于2021年4月1日紧急宣布，鉴于日本新冠肺炎疫情等多方面考虑，原计划于4月18日至23日在日本东京举行的跳水世界杯暨奥运会资格赛取消。
面对新冠肺炎疫情，不可掉以轻心，做好必要的防护，N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。
制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化，然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性，但分子内正、负电荷分布并不完全重合，每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示，某种电介质未加电场时，分子取向随机排布，熔化时施加水平向左的匀强电场，正、负电荷受电场力的作用，分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场，形成驻极体，分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。
根据以上材料可知，下列说法正确的是（　　）
A．不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷
B．驻极体吸附小微粒利用了静电感应，所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C．驻极体能够吸引带电的微粒，但不能吸引电中性的微粒
D．加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是驻极体向外放电使电荷减少的结果
9．在我们的日常生活中会发生很多静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，如图所示，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间产生了放电现象。已知手指带负电，关于放电前手指靠近金属门把手的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．门把手内部的场强逐渐变大
B．门把手与手指之间场强逐渐增大
C．门把手左端电势高于右端电势
D．门把手右端带负电荷且电量增加
10．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要危险
11．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（　　）
A．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层的电荷
B．避雷针与云层发生摩擦，带走了电荷
C．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地
D．以上都不对
12．下列说法正确的是（　　）
A．库仑利用扭秤实验得出了库仑定律
B．法拉第最早提出了电场线的方法描述电场
C．电场中没有画电场线的地方电场强度一定为零
D．避雷针是静电屏蔽的实际应用
13．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（
）
A．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
B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备
C．固定电话和移动电话均可正常使用
D．在旷野中，可以在高大的树木和电线杆下避雨
14．在经典电磁学中，点电荷间的相互作用力表现为：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。但当两个带电体不能视为点电荷时，由于静电感应等因素，带电体的电荷会发生变化，从而影响带电体间的相互作用力。现有一半径为R的金属球带正电，其电荷量为Q，将电荷量为q的一个小球（可视为带正电的点电荷）放在金属球旁边，则两个带电体之间的相互作用力可能为（　　）
A．引力
B．斥力
C．零
D．条件不足，无法判断
15．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（　　）
A．静电复印是防范静电的
B．为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
D．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上
16．利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来世界材料科学技术领域非常重要的技术之一。请上网查询静电纺丝技术的基本原理及其发展状况，并与同学交流。
17．有研究表明，人若长期处于静电环境中，身心会受到伤害。了解一下你周围可能有哪些静电现象，可采取哪些方法减小静电的危害。
18．如图所示，在装载作业中，靠近传送带的工人容易受到电击，请解释原因。用什么办法可以解决此问题?
19．静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。例如：印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。
要采取措施防止以上事例中静电的影响，你会怎么做？
20．人在地毯上行走或从椅子上起立时，人体静电电压可高达1万多伏；脱下衣服时产生的静电电压可高达数万伏，为什么它们没对人体造成伤害？
参考答案
1．D
【详解】
A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，选项A错误；
B．尽可能保持印刷厂空气潮湿，可以有效防止静电的危害，选项B错误；
C．摩擦起电的实质是摩擦使电子从一个物体转移到了另一个物体上，选项C错误；
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，选项D正确。
故选D。
2．C
【详解】
验电器不受外电场的影响并不是金属球上的电荷没有在罩中区域激发电场，而是被金属罩上的感应电荷在该区域激发的电场抵消，所以从效果上来看，罩内区域不受外界电场的影响，仿佛罩子把外电场“挡住”一样。
故选C。
3．B
【详解】
A．使用避雷针是属于静电防范的有效措施，选项A不符合题意；
B．静电复印是利用静电，则选项B符合题意；
C．保持良好接地是属于静电防范的有效措施，选项C不符合题意；
D．保持空气湿度是属于静电防范的有效措施，选项D不符合题意；
故选B。
4．D
【详解】
由题意知，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，所以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，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒，其工作原理时利用了静电感应和静电吸附，故选D。
5．C
【详解】
在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭。
故选C。
6．C
【详解】
屏蔽服作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。所以C正确，ABD错误；
故选C。
7．C
【详解】
ABD．都是利用了静电，ABD错误；
C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝，可以起到静电屏蔽的作用，使输电线周围的电场被工作服屏蔽起来，C正确。
故选C。
8．A
【详解】
A．不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷，选项A正确；
B．驻极体吸附小微粒利用了静电感应，驻极体所带的总电荷量为零，选项B错误；
C．驻极体能够吸引带电的微粒，遇到电中性的颗粒时，会产生静电感应，从而也能吸引电中性的微粒，选项C错误；
D．加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是由于分子排列无序造成的结果，选项D错误。
故选A。
9．B
【详解】
放电前手指靠近金属门把手的过程中，门把手在手的影响下，发生静电感应，在其右端感应出正电荷，左端感应出负电荷。本身是处于静电平衡状态，内部场强为零，两端电势相等，门把手与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式
联立，可得
可知，门把手与手指之间场强逐渐增大。
故选B。
10．D
【详解】
A．电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用，则穿金属衣比穿绝缘衣安全，选项A错误；
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，因为金属可以把油与筒壁摩擦产生静电导向大地，选项B错误；
C．小鸟停在单根高压输电线上因两脚间的电势差很小，则不会被电死，选项C错误；
D．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要危险，因木屋不导电，选项D正确。
故选D。
11．A
【详解】
避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是避雷针的尖端向云层放电，中和了云层的电荷。
故选A。
12．AB
【详解】
A．库仑利用扭秤实验得出了库仑定律，故A正确；
B．法拉第最早提出了电场线的方法描述电场，故B正确；
C．电场中没有画电场线的地方电场强度不一定为零，故C错误；
D．避雷针是尖端放电的实际应用，故D错误。
故选AB。
13．AB
【详解】
A．雷雨天气，雷电容易通过电线被引入用电器中，则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，A正确；
B．为防止尖端放电，要远离天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备，B正确；
C．表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和移动电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用，C错误；
D．在旷野中的树木和电线杆容易引发尖端放电，造成人体伤害，D错误。
故选AB。
14．ABC
【详解】
金属球上出现感应电荷后，由于电荷量大小和距离的关系未知，则两个带电体之间的相互作用力可能为引力、斥力、零。
故选ABC。
15．CD
【详解】
A．静电复印是利用正负电荷之间的相互吸引的原理制成的，属于静电的利用。故A错误；
B．飞机轮胎是用导电橡胶制成的，这是为了飞机在降落时，将飞行的过程中产生静电导走，避免对飞机造成危害。故B错误；
C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以将运输的过程中产生的静电及时导走，避免产生电火花引起的爆炸。故C正确；
D．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上，故D正确；
故选CD。
16．见解析
【详解】
静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”），并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。首先，在制备有机纳米纤维方面，用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限，对所得产品结构和性能的研究不够完善，最终产品的应用大都只处于实验阶段，尤其是这些产品的产业化生产还存在较大的问题。其次，静电纺有机/无机复合纳米纤维的性能不仅与纳米粒子的结构有关，还与纳米粒子的聚集方式和协同性能、聚合物基体的结构性能、粒子与基体的界面结构性能及加工复合工艺等有关。如何制备出适合需要的、高性能、多功能的复合纳米纤维是研究的关键。此外，静电纺无机纳米纤维的研究基本处于起始阶段，无机纳米纤维在高温过滤、高效催化、生物组织工程、光电器件、航天器材等多个领域具有潜在的用途，但是，静电纺无机纳米纤维较大的脆性限制了其应用性能和范围，因此，开发具有柔韧性、连续性的无机纤维是一个重要的课题。
静电纺丝技术的应用
随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。
17．见解析
【详解】
人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。在家庭生活当中，静电不仅化纤衣服有，脚下的地毯、日常的塑料用具、油漆家具及至各种家电均可能出现静电现象。静电可吸附空气中大量的尘埃而且带电性越大、吸附尘埃的数量就越多，而尘埃中往往含有多种有毒物质和病菌，轻则刺激皮肤，影响皮肤的光泽和细嫩，重则使皮肤起癍生疮，更严重的还会引发支气管哮喘和心律失常等病症。
防静电的方法
喷雾法：出门时也可以带上一小瓶喷雾水，隔段时间就喷一点在衣服上，这也能有效的转移掉身上的静电。
摸墙法：摸墙法脱衣之前，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，可放静电。
18．见解析
【详解】
在装载作业中，因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的工人因为感应也带上电，容易受到电击；
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，或者直接用导体制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
19．见解析
【详解】
防止产生静电的措施一般都是降低放电的速度和强度，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引入大地，避免静电积累
20．见解析
【详解】
静电现象中，虽然静电电压很高，但一般电荷量都很微小，能量转化极小，故不可能造成伤害。