选修3-1 1.7 静电现象的应用 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-1 1.7 静电现象的应用 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 208.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-22 04:55:39 | ||
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文档简介
选修3-1 1.7 静电现象的应用 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 在高大的建筑物上安装避雷针的目的是
A. 通过尖端放电中和云层中的电荷 B. 避免放电现象的发生
C. 直接导走云层中的电荷 D. 增加电荷在建筑物上的积累
2. 如图所示，有两个相同的空心金属球 和 ， 带电荷量为 ， 不带电（ 、 相距很远，互不影响），旁边各放一个不带电的金属球 和 ，当将带正电 的小球分别放入 和 的空腔中时
A. 、 上均有感应电荷 B. 、 上均没有感应电荷
C. 上有而 上没有感应电荷 D. 上没有而 上有感应电荷
3. 如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球 放在不带电的金属空心球壳 内（与内壁不接触），外加一个水平向右的场强为 的匀强电场，对于最后的结果，下列判断正确的是
A. 的右端带正电， 向左偏
B. 的右端带正电， 不偏左也不偏右
C. 的左端带正电， 向右偏
D. 的左端带正电， 不偏左也不偏右
4. 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
5. 下列关于静电喷漆的说法中正确的是
A. 当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来
B. 当油漆从喷枪喷岀时，油漆微粒带负电，物体也带负电，相互排斥而扩散开来
C. 从喷枪喷出的油漆微粒带负电，微粒相互排斥而扩散开来，被吸附在带正电的物体上
D. 因为油漆微粒相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆
6. 如图是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是
A. 粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B. 粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C. 带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D. 筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
7. 如图所示，把原来不带电的金属壳 的外表面接地，将一带正电的小球 从小孔中放入球壳内，但不与 发生接触，达到静电平衡后，则
A. 的空腔内电场强度为零 B. 不带电
C. 的外表面带正电 D. 的内表面带负电
8. 静电现象在生活中既有害，也有利。静电吸附是带电粒子受到静电场的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。下列选项中不属于静电吸附在生产技术中应用的是
A. 静电屏蔽 B. 静电除尘 C. 静电喷漆 D. 静电复印
9. 如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则
A. 乒乓球的左侧感应出负电荷
B. 乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C. 乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用
D. 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在 两极板间来回碰撞
10. 如图所示，验电器带有少量正电荷，将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球，此过程可能看到金属箔片张开的角度
A. 不断增大 B. 先减小至零，后逐渐增大
C. 先增大，后减小 D. 先增大，后不变
二、填空题（共4小题；共36分）
11. 静电的应用有： 、 、 、 等。其原理是先使物质微粒带上电，在电场力的作用下，奔向并吸附在 上。
12. 静电喷漆是使带 电的细小漆滴，在 力的作用下，喷向带 电的工件。利用类似原理工作的还有 与 等。
13. 运送易燃品的车辆都拖着一条 的 ，这是为了把车上积累的 及时地传到 上，从而防止产生 而引发 。
14. 在真空中两个点电荷 和 ，电量分别为 和 ，它们相距为 ，如果在两个点电荷连线的中点 处，有半径较小的空心金属球，且球心位于 点，如图所示，当达到静电平衡时，金属球上的感应电荷在球心 处产生的场强大小为 ，方向 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，一个原来不带电的半径为 的金属球放在绝缘支架上，在其左侧放置一个电荷量为 的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为 。
（1）求点电荷在金属球球心 点处产生的场强大小 。
（2）求金属球上感应电荷在球心 点处产生的场强大小 ，并说明方向。
16. 阅读下面的文章，并谈谈你的感想：
避雷针
唐代《炙毂子》一书记载了这样一件事：汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在屋顶上，就可以防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾形的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。
法国旅行家卡勃里欧别 戴马甘兰 年所著的《中国新事》一书中记载：中国屋脊两头，都有一个仰起的龙头，龙口吐出曲折的金属舌头，伸向天空，舌根连接一根细的铁丝，直通地下。这种奇妙的装置，在发生雷电的时刻就大显神通，若雷电击中了屋宇，电流就会从龙舌沿铁丝行至地底，避免雷电击毁建筑物。这说明，中国古代建筑上的避雷装置，在结构上已和现代避雷针基本相似。
现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象，如果将一根金属棒安置在建筑物顶部，并且用金属细线连接到地面，那么所有接近建筑物的闪电都会被引导至地面，而不至于损坏建筑物。
富兰克林首先在费城的住宅安装了避雷针，此后避雷针便在世界上流行开了。避雷针传入英国后，英国人也曾广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。但美国独立战争爆发后，富兰克林的尖头避雷针在英国人眼里似乎成了将要诞生的美国的象征。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒，曾下令把英国全部居家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头，以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立。这确实是避雷针应用史上一件有趣的事情。
17. 如图所示，两个同心的薄导体球壳均接地，内球壳半径为 ，外球壳半径为 ，另有一电量为 的点电荷置于两球壳之间距球心为 （）处，求内球上的感应电荷 及外球上的感应电荷 的大小。
答案
第一部分
1. A
【解析】避雷针利用了尖端放电的原理，在发生雷电时，避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电，中和了云层中的电荷，可以使建筑物免遭雷击，选项A正确，B、C、D错误。
2. D
【解析】把带正电 的小球放入原来不带电的 的空腔内时， 中电子被带正电的小球吸引到内表面，内表面带负电，外表面剩余了正电荷，外表面带正电， 处于电场中，出现静电感应现象，从而导致 上有感应电荷出现。将带正电 的小球放入带电荷量为 的 的空腔内，因同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，正、负电荷的电荷量相等，则金属球壳外表面没有多余电荷，则 处没有电场，所以 上没有感应电荷，选项A、B、C错误，D正确。
3. B
【解析】在 的外部加一个水平向右的场强为 的匀强电场， 中的电子受到静电力的作用，将向左运动，所以 的左侧将带负电，右侧带正电，由此产生一个附加电场，对外部的电场起到屏蔽作用，所以 内部的 不受外部电场的影响，所以 不偏左也不偏右，选项B正确，A、C、D错误。
4. B
【解析】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；
静电复印是利用静电，则选项B符合题意；
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；
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。
5. C
【解析】喷枪喷岀的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带正电，对雾状油漆产生吸引力，把油漆吸到其表面，从而减少了浪费，选项C正确，A、B、D错误。
6. A
【解析】装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极，则筒与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向筒壁积累，可知粉尘吸附电子后带上负电荷，在静电力作用下飞向筒壁，选项A说法错误，B、C、D说法正确。
7. D
【解析】因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，由于 带正电， 的内表面带负电，D正确，B、C错误； 的空腔内有带正电的小球 产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为零，A错误。
8. A
【解析】静电屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响，也不对外部电场产生影响。不属于静电吸附。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，属于静电吸附在生产技术中应用；静电喷漆是利用高压静电电场使带负电的漆料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将漆料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，属于静电吸附在生产技术中应用；静电复印是利用静电将墨吸附在纸张上的，属于静电吸附在生产技术中应用。故A正确，BCD错误。
9. D
【解析】两极板间电场由正极板指向负极板，镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集，故乒乓球的右侧感应出负电荷，A错误；乒乓球不可能吸在左极板上，B错误；库仑力就是电场力，C错误；乒乓球与右极板接触后带正电，在电场力作用下向负极板运动，碰到负极板正电荷与负极板上的负电荷中和后带负电，在电场力作用下又向正极板运动，这样会在两极板间来回碰撞，D正确.
10. B
【解析】由于异种电荷相互吸引，验电器金属箔上的正电荷受到吸引而聚集到金属球上，因而金属箔片的张角会减小，若负电小球的电量足够大，由于静电感应，金属球上的负电荷受到排斥而迁 移到金属箔片上，所以金属箔片的张角会逐渐变大，即B正确。不可能一开始就出现增大的现象，所以A、C、D均错误。
第二部分
11. 静电除尘；静电复印；静电喷涂；静电检线；带电体
12. 正；电场；负；静电复印；静电植绒
13. 接地；铁链；静电；大地；摩擦；油气爆炸
14. ；向右（由 向 ）
第三部分
15. （1）
【解析】点电荷到金属球球心的距离为 ，根据点电荷场强公式 ，
可知点电荷在金属球球心 点处产生的场强大小为 ，方向向右。
（2） ，方向向左
【解析】根据静电平衡知识可知 点场强为零，即感应电荷在 点产生的场强与点电荷在 点产生的场强大小相等、方向相反，所以 ，方向向左。
16. 感想可以写成短文
17. ；
【解析】内球壳里面无电场，为等势区，因内球壳接地，故内球壳里面各点的电势皆为零。将电势的叠加原理用于球壳的中心，得 ，所以 ，外球壳外面无电场，为等势区，因外球壳接地，故外球壳外面各点的电势为零。将电势的叠加原理用于无穷远点，由于二球壳上的电荷皆可视为点电荷，故当 很大时有 ，所以 ，由式①、②得 ，。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 在高大的建筑物上安装避雷针的目的是
A. 通过尖端放电中和云层中的电荷 B. 避免放电现象的发生
C. 直接导走云层中的电荷 D. 增加电荷在建筑物上的积累
2. 如图所示，有两个相同的空心金属球 和 ， 带电荷量为 ， 不带电（ 、 相距很远，互不影响），旁边各放一个不带电的金属球 和 ，当将带正电 的小球分别放入 和 的空腔中时
A. 、 上均有感应电荷 B. 、 上均没有感应电荷
C. 上有而 上没有感应电荷 D. 上没有而 上有感应电荷
3. 如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球 放在不带电的金属空心球壳 内（与内壁不接触），外加一个水平向右的场强为 的匀强电场，对于最后的结果，下列判断正确的是
A. 的右端带正电， 向左偏
B. 的右端带正电， 不偏左也不偏右
C. 的左端带正电， 向右偏
D. 的左端带正电， 不偏左也不偏右
4. 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
5. 下列关于静电喷漆的说法中正确的是
A. 当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来
B. 当油漆从喷枪喷岀时，油漆微粒带负电，物体也带负电，相互排斥而扩散开来
C. 从喷枪喷出的油漆微粒带负电，微粒相互排斥而扩散开来，被吸附在带正电的物体上
D. 因为油漆微粒相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆
6. 如图是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是
A. 粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B. 粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C. 带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D. 筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
7. 如图所示，把原来不带电的金属壳 的外表面接地，将一带正电的小球 从小孔中放入球壳内，但不与 发生接触，达到静电平衡后，则
A. 的空腔内电场强度为零 B. 不带电
C. 的外表面带正电 D. 的内表面带负电
8. 静电现象在生活中既有害，也有利。静电吸附是带电粒子受到静电场的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。下列选项中不属于静电吸附在生产技术中应用的是
A. 静电屏蔽 B. 静电除尘 C. 静电喷漆 D. 静电复印
9. 如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则
A. 乒乓球的左侧感应出负电荷
B. 乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C. 乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用
D. 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在 两极板间来回碰撞
10. 如图所示，验电器带有少量正电荷，将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球，此过程可能看到金属箔片张开的角度
A. 不断增大 B. 先减小至零，后逐渐增大
C. 先增大，后减小 D. 先增大，后不变
二、填空题（共4小题；共36分）
11. 静电的应用有： 、 、 、 等。其原理是先使物质微粒带上电，在电场力的作用下，奔向并吸附在 上。
12. 静电喷漆是使带 电的细小漆滴，在 力的作用下，喷向带 电的工件。利用类似原理工作的还有 与 等。
13. 运送易燃品的车辆都拖着一条 的 ，这是为了把车上积累的 及时地传到 上，从而防止产生 而引发 。
14. 在真空中两个点电荷 和 ，电量分别为 和 ，它们相距为 ，如果在两个点电荷连线的中点 处，有半径较小的空心金属球，且球心位于 点，如图所示，当达到静电平衡时，金属球上的感应电荷在球心 处产生的场强大小为 ，方向 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，一个原来不带电的半径为 的金属球放在绝缘支架上，在其左侧放置一个电荷量为 的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为 。
（1）求点电荷在金属球球心 点处产生的场强大小 。
（2）求金属球上感应电荷在球心 点处产生的场强大小 ，并说明方向。
16. 阅读下面的文章，并谈谈你的感想：
避雷针
唐代《炙毂子》一书记载了这样一件事：汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在屋顶上，就可以防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾形的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。
法国旅行家卡勃里欧别 戴马甘兰 年所著的《中国新事》一书中记载：中国屋脊两头，都有一个仰起的龙头，龙口吐出曲折的金属舌头，伸向天空，舌根连接一根细的铁丝，直通地下。这种奇妙的装置，在发生雷电的时刻就大显神通，若雷电击中了屋宇，电流就会从龙舌沿铁丝行至地底，避免雷电击毁建筑物。这说明，中国古代建筑上的避雷装置，在结构上已和现代避雷针基本相似。
现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象，如果将一根金属棒安置在建筑物顶部，并且用金属细线连接到地面，那么所有接近建筑物的闪电都会被引导至地面，而不至于损坏建筑物。
富兰克林首先在费城的住宅安装了避雷针，此后避雷针便在世界上流行开了。避雷针传入英国后，英国人也曾广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。但美国独立战争爆发后，富兰克林的尖头避雷针在英国人眼里似乎成了将要诞生的美国的象征。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒，曾下令把英国全部居家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头，以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立。这确实是避雷针应用史上一件有趣的事情。
17. 如图所示，两个同心的薄导体球壳均接地，内球壳半径为 ，外球壳半径为 ，另有一电量为 的点电荷置于两球壳之间距球心为 （）处，求内球上的感应电荷 及外球上的感应电荷 的大小。
答案
第一部分
1. A
【解析】避雷针利用了尖端放电的原理，在发生雷电时，避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电，中和了云层中的电荷，可以使建筑物免遭雷击，选项A正确，B、C、D错误。
2. D
【解析】把带正电 的小球放入原来不带电的 的空腔内时， 中电子被带正电的小球吸引到内表面，内表面带负电，外表面剩余了正电荷，外表面带正电， 处于电场中，出现静电感应现象，从而导致 上有感应电荷出现。将带正电 的小球放入带电荷量为 的 的空腔内，因同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，正、负电荷的电荷量相等，则金属球壳外表面没有多余电荷，则 处没有电场，所以 上没有感应电荷，选项A、B、C错误，D正确。
3. B
【解析】在 的外部加一个水平向右的场强为 的匀强电场， 中的电子受到静电力的作用，将向左运动，所以 的左侧将带负电，右侧带正电，由此产生一个附加电场，对外部的电场起到屏蔽作用，所以 内部的 不受外部电场的影响，所以 不偏左也不偏右，选项B正确，A、C、D错误。
4. B
【解析】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；
静电复印是利用静电，则选项B符合题意；
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；
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。
5. C
【解析】喷枪喷岀的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带正电，对雾状油漆产生吸引力，把油漆吸到其表面，从而减少了浪费，选项C正确，A、B、D错误。
6. A
【解析】装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极，则筒与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向筒壁积累，可知粉尘吸附电子后带上负电荷，在静电力作用下飞向筒壁，选项A说法错误，B、C、D说法正确。
7. D
【解析】因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，由于 带正电， 的内表面带负电，D正确，B、C错误； 的空腔内有带正电的小球 产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为零，A错误。
8. A
【解析】静电屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响，也不对外部电场产生影响。不属于静电吸附。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，属于静电吸附在生产技术中应用；静电喷漆是利用高压静电电场使带负电的漆料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将漆料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，属于静电吸附在生产技术中应用；静电复印是利用静电将墨吸附在纸张上的，属于静电吸附在生产技术中应用。故A正确，BCD错误。
9. D
【解析】两极板间电场由正极板指向负极板，镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集，故乒乓球的右侧感应出负电荷，A错误；乒乓球不可能吸在左极板上，B错误；库仑力就是电场力，C错误；乒乓球与右极板接触后带正电，在电场力作用下向负极板运动，碰到负极板正电荷与负极板上的负电荷中和后带负电，在电场力作用下又向正极板运动，这样会在两极板间来回碰撞，D正确.
10. B
【解析】由于异种电荷相互吸引，验电器金属箔上的正电荷受到吸引而聚集到金属球上，因而金属箔片的张角会减小，若负电小球的电量足够大，由于静电感应，金属球上的负电荷受到排斥而迁 移到金属箔片上，所以金属箔片的张角会逐渐变大，即B正确。不可能一开始就出现增大的现象，所以A、C、D均错误。
第二部分
11. 静电除尘；静电复印；静电喷涂；静电检线；带电体
12. 正；电场；负；静电复印；静电植绒
13. 接地；铁链；静电；大地；摩擦；油气爆炸
14. ；向右（由 向 ）
第三部分
15. （1）
【解析】点电荷到金属球球心的距离为 ，根据点电荷场强公式 ，
可知点电荷在金属球球心 点处产生的场强大小为 ，方向向右。
（2） ，方向向左
【解析】根据静电平衡知识可知 点场强为零，即感应电荷在 点产生的场强与点电荷在 点产生的场强大小相等、方向相反，所以 ，方向向左。
16. 感想可以写成短文
17. ；
【解析】内球壳里面无电场，为等势区，因内球壳接地，故内球壳里面各点的电势皆为零。将电势的叠加原理用于球壳的中心，得 ，所以 ，外球壳外面无电场，为等势区，因外球壳接地，故外球壳外面各点的电势为零。将电势的叠加原理用于无穷远点，由于二球壳上的电荷皆可视为点电荷，故当 很大时有 ，所以 ，由式①、②得 ，。
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