1.3静电的应用和防护 学科素养提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word 含答案）

1.3静电的应用和防护 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示是用一种新颖的“静电“绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，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．摩擦起电
C．静电吸附 D．电磁感应
2．下列关于静电现象的说法中不正确的是（　　）
A．静电吸尘器是利用静电能吸附轻小物体的原理制成的
B．为防止燃爆，造纸厂的厂房中应该保持空气干燥
C．为了安全，油罐车的油罐接有条铁链搭在地上
D．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面
3．下列与静电现象有关的说法正确的是（　　）
A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球对头发有电场力的作用
B．油罐车的下端铁链拖地疏导电荷，油罐车上多余的正电荷通过铁链运动到大地
C．工人进行超高压带电作业，所穿的工作服是由绝缘的丝织品制成，起静电屏蔽的作用
D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷
4．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下判断正确的是（　　）
A．导体B带负电
B．导体B左端出现正电电荷，右端出现负电荷，电荷量大小不相等
C．若A不动，将B沿着图中虚线分开，则左边的电荷量小于右边的电荷量
D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变
5．对静电现象的认识，下列说法不正确的是（　　）
A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度
B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象
C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用
D．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
6．如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　）
A．A，B两球均不偏离竖直方向
B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
7．将一个原来不带电的枕形金属壳靠近带电小球。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　）
A．M端带正电 B．金属壳内的电场强度大于0
C．细线向左偏转 D．带电小球在N端产生的电场强度为0
8．如图所示，原来不带电的金属球，现沿球直径的延长线上放置一个点电荷，球内直径上三点a、b、c，三点场强大小分别为、、三者相比（　　）
A．最大 B．最大
C．最大 D．
9．如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在了一个接地金属笼中，一位工作人员手持50kV的高压放电杆靠近金属笼，当与笼壁间距接近30cm时，放电杆与笼壁间会产生强烈的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然无恙。则在放电杆放电时（　　）
A．笼体上感应电荷在笼体内激发的电场强度处处为零
B．放电杆在笼体内激发的电场强度处处为零
C．笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零
D．笼体是一个等势体，内部任意两点间的电势差均为零
10．物理是来源于生活，最后应用服务于生活．下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是（　　）
A．超高压电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．天气越潮湿，越容易积累静电
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
11．下列观点中，合理的是（　　）
A．法拉第利用甲图所示的扭秤装置研究点电荷之间的静电力作用规律
B．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝，是为了防止被锐物所伤
C．照相机闪光灯，是利用电容器放电来实现瞬时大电流放电
D．乙图所示的操作，可以使得左侧验电器金属箔片张开
12．把带电体上产生的静电荷消除可以防止静电荷积累而造成危害，关于下列事例与此方法无关的措施是（　　）
A．飞机上安装接地电缆 B．电工钳柄上套有绝缘胶套
C．印染车间里保持适当的湿度 D．油灌车后面装有一条拖地铁链
13．为防止静电的危害，下列做法正确的是（　　）
A．油罐车有一条拖在地上的导电拖地带
B．在加油站脱化纤衣物
C．尽可能保持印染厂空气的干燥
D．飞机机轮上装有搭地线或用导电橡胶制造的轮胎
14．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
15．如图所示，AB是一个接地的很大的金属板（取大地为零电势），其右侧P点有一带电量为Q的正点电荷，N为金属板外表面上的中点，P到金属板的垂直距离为d，M为点P、N连线的中点，下列说法正确的是（　　）
A．将一带电的绝缘小球沿金属板从A移动到N，小球电势能不变
B．感应电荷在金属板中C、D两点所激发的场强一样大
C．M点的电势大于零，场强大小一定大于
D．若+Q沿MN缓慢靠近金属板，则C、D两点场强变大
二、解答题
16．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
17．如图所示，在桌上放两摞书，把一块洁净的玻璃板垫起来，使玻璃板离开桌面，在宽的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃板上摩擦，就可以看到小纸人翩翩起舞了。请回答：
（1）小纸人为什么会翩翩起舞？
（2）如果实验前用一根火柴把“跳舞区”烤一烤，实验效果更好，此现象说明了什么？
（3）如果向“跳舞区”哈一口气，小纸人跳得就不活跃了，此现象说明了什么？
（4）通过实验现象，找出一种防止静电的方法。
参考答案
1．C
【详解】
静电能吸引轻小物体，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，会被静电吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．静电吸尘器是利用静电能吸附轻小物体的原理制成的，故A正确，不符合题意；
B．为防止燃爆，造纸厂的厂房中应该保持空气湿润，减少静电的产生，故B错误，符合题意；
C．为了安全，油罐车的油罐接有条铁链搭在地上，及时导走静电，故C正确，不符合题意；
D．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】
A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球上的电荷转移到头发上，同种电荷相排斥，使头发会竖起散开，故A错误；
B．铁链拖地疏导电荷，若油罐车带正电荷，大地上的负电荷通过铁链运动到油罐车上与正电荷中和，若油罐车带负电荷，多余的负电荷通过铁链运动到大地，故B错误；
C．工人进行超高压带电作业，穿戴工作服是由含金属丝的织物制成，起静电屏蔽的作用，故C错误；
D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
AB．由于静电感应，B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等，导体总电量为零，故AB错误；
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位置无关，故C错误；
D．若A、B接触一下，A、B金属体都带正电，但所带总电荷量保持不变，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，主要是起到静电屏蔽的作用，保护里面的人，A错误；
B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象，B正确；
C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用，保护下方的高压输电线，C正确；
D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是及时把产生的静电导走，避免静电造成的危害，D正确。
本题选不正确的，故选A。
6．B
【详解】
CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；
AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。
故选B。
7．A
【详解】
A．小球带正电，金属壳中的电子在引力的作用下向左移动，N端带负电，M端带正电，A正确；
B．根据静电平衡条件，金属壳内的电场强度等于0，B错误；
C．N端带负电，M端带正电，小球受到的引力大于斥力，细线向右偏转，C错误；
D．根据点电荷的场强公式，带电小球在N端产生的电场强度不等于0，D错误。
故选A。
8．D
【详解】
静电平衡后，金属球上感应电荷产生的附加电场与点电荷产生的场强大小相等，方向相反，金属球内的合场强处处为零，所以a、b、c三点的场强是相等的，都是0。
故选D。
【点睛】
本题静电感应问题，抓住静电平衡导体的特点是关键．常规题．要注意金属球内场强为零是指合场强为零。
9．D
【详解】
达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，即感应电荷的附加电场与引起感应的电荷的外电场在导体内部的合场强为0，所以笼体上感应电荷在笼内产生的电场强度不能为零，放电杆在笼体内激发的电场强度也不为零；笼内部任意位置的合电场强度均为零，但是表面的电场强度不为零；因达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，所以笼内部任意两点间的电势差为零。
故选D。
10．B
【详解】
A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋等，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人安全作业，故A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，而塑料是绝缘体，产生的静电不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，故B正确；
C．天气越潮湿，越不容易积累静电，故C错误；
D．一辆金属车身的汽车也是最好的避雷针，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．库仑利用甲图所示的扭秤装置研究点电荷之间的静电力作用规律，并测出静电力常量k，A错误；
B．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝，起到静电屏蔽的作用，避免高压电场及电磁波的伤害，B错误；
C．照相机闪光灯，是利用电容器放电来实现瞬时大电流放电，发出强光，C正确；
D．处于静电平衡的导体，电荷只分布在外侧，故从右侧方形盒内部无法将电荷转移到左侧验电器，故左侧验电器的金属箔片不会张开，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．飞机上安装接地电缆，是为了防止静电荷积累而造成危害，故A不符合题意；
B．电工钳柄上套有绝缘胶套，是为了防止触电，而不是为了防止静电，故B符合题意；
C．印染车间里保持适当的湿度，是为了防止静电荷积累而造成危害，故C不符合题意；
D．油灌车后面装有一条拖地铁链，是为了防止静电荷积累而造成危害，故D不符合题意。
故选B。
13．AD
【详解】
A．油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害，故A正确；
B．在加油站脱化纤衣物，由于静电产生火花，容易引起爆炸，故B错误；
C．印染厂内由于纸张间的相互摩擦，而产生大量静电，故应保证室内湿润，而使静电及时导走；故C错误；
D．飞机机轮上装有搭地线，或用导电橡胶做轮胎，可以将静电及时导走；故D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
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，外筒的外壁带上同种电荷，但是由于在外筒外壁接地，把外壁的电荷量导入大地，则外筒的外壁不带电，所以C错误；D正确；
故选AD。
15．AC
【详解】
A．N电势均为零，带电小球由A移动到N电势不变，所以电势能不变，故A正确；
B．金属板内部的合场强为零，因为正点电荷Q到C、D两点的距离不等，根据
可知正点电荷Q在C、D两点的场强不同，所以感应电荷在金属板中C、D两点所激发的场强不一样大，故B错误；
C．大金属板接地屏蔽，用镜像法，就是说，金属板上感应电荷排布后对于右边电场的影响，相当于在+Q关于板对称的地方放上一个-Q．具体原因可以分析左边，左边电场为0．那么接地金属板电荷排布对于左边电场的影响相当于在+Q原处放上一个-Q。而明显金属板对左右电场影响是对称的。这就是镜像法的原理。根据电势的叠加可知M点的电势大于零。若不考虑感应电荷对M点电场的影响，Q在M点产生的电场强度为
若考虑到感应电荷对M点电场强度的影响，则M点的电场强度一定要大于该数值，故C正确；
D．若+Q沿MN缓慢靠近金属板，金属板仍会重新处于静电平衡状态，所以C、D两点场强仍为零，故D错误。
故选AC。
16．见解析
【详解】
处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，即使导体壳外有电场，由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的物体不会产生影响．
17．（1）因为泡沫塑料摩擦玻璃板，会使玻璃板带电，带电玻璃板能吸引轻小的“小纸人”，由于玻璃板上的电荷量不断变化，小纸人受力不断变化使小纸人翩翩起舞；（2）用火柴烤一烤跳舞区，跳舞区的绝缘效果加强，电荷不易导走，故实验效果则更好；（3）向跳舞区哈气，跳舞区的绝缘效果明显下降，玻璃板带的电荷会被导走，电荷量减小，小纸人也就不活跃了；（4）该实验若用导线将玻璃板接地，则小纸人不再跳舞，因此要防止静电，可将产生静电的物体接地。
【详解】
（1）因为泡沫塑料摩擦玻璃板，会使玻璃板带电，带电玻璃板能吸引轻小的“小纸人”，由于玻璃板上的电荷量不断变化，小纸人受力不断变化使小纸人翩翩起舞；
（2）用火柴烤一烤跳舞区，跳舞区的绝缘效果加强，电荷不易导走，故实验效果则更好；
（3）向跳舞区哈气，跳舞区的绝缘效果明显下降，玻璃板带的电荷会被导走，电荷量减小，小纸人也就不活跃了；
（4）该实验若用导线将玻璃板接地，则小纸人不再跳舞，因此要防止静电，可将产生静电的物体接地。
【点睛】
利用摩擦起电的知识解释有关生活现象，记住原理，联系实际。