人教版（2019）必修第三册 9.4 静电的防止和利用 同步练习卷（1）（含答案）

人教版（2019）必修第三册《9.4 静电的防止和利用》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共12小题，共72分）
1.（6分）如图所示，一个原来不带电的空心金属球，放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为的点电荷。达到静电平衡后，下列说法正确的是
A. 空心金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B. 空心金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
C. 点电荷在空心金属球内产生的电场强度处处为零
D. 空心金属球内只有球心处电场强度为零
2.（6分）下列事例中属于静电应用的有
A. 油罐车拖一条铁链 B. 飞机机轮用导电橡胶制成
C. 织地毯时夹一些不锈钢丝 D. 静电复印
3.（6分）铜质小球内部挖去一部分，形成中空球壳，在球壳内点固定一带负电的点电荷。为球壳内一点、为球壳外一点，位置如图所示，则下列说法正确的是
A. 铜球外表面带正电
B. 铜球内表面不带电
C. 点的电场强度比点的电场强度小
D. 试探电荷在点的电势能比在点的小
4.（6分）下列现象中不属于静电现象的是
A. 与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑 B. 晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光
C. 电器插头插入接线板中，有时冒火花 D. 冬天梳头发时，头发会一根根飘起来
5.（6分）生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，下列关于静电的说法错误的是
A. 在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害
B. 静电复印机应用了静电吸附原理
C. 印染厂应该保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
D. 在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用
6.（6分）沿不带电金属球直径的延长线放置一均匀带电细杆，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上、、三点场强大小分别为、、，三者相比较
A. 最大
B. 最大
C. 最大
D.
7.（6分）下列措施是为了防止静电产生的危害？
A. 在高大的建筑物顶端装上避雷针 B. 静电复印
C. 在高大的烟囱中安装静电除尘器 D. 静电喷漆
8.（6分）如图所示，不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫块，两者一起放在电子秤上．现在用毛皮摩擦塑料管使其带电，带电塑料管从上方缓慢靠近金属球，最后停在金属球上方的某一位置，这一过程中，发现电子秤示数发生了变化，之后稳定．根据以上信息判断，下列说法中正确的是
A. 电子秤示数逐渐增加，稳定后的示数大于泡沫与球的总重
B. 电子秤示数逐渐减小，稳定后的示数小于泡沫与球的总重
C. 电子秤示数先增加后减小，稳定后的示数等于泡沫与球的总重
D. 电子秤示数先减小后增加，稳定后的示数等于泡沫与球的总重
9.（6分）为了防止静电危害．下列措施中不当的是
A. 油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B. 飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C. 在地毯中夹杂不锈钢纤维
D. 尽可能保持印染厂空气干燥
10.（6分）重庆科技馆里面设有静电体验区，体验者可以进入一个静电屏蔽的金属笼，金属笼外面有特斯拉线圈产生的多万伏的高压，但人在金属笼里面是非常安全的，对此下面说法中正确的是
A. 体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡，金属笼内外没有电荷
B. 体验者在金属笼里面安全，是因为体验者位于金属笼内，没有与金属笼内壁接触
C. 体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡状态，金属笼内部场强为零
D. 尽管电荷只分布在处于静电平衡状态的金属笼外面，但体验者用手触摸金属笼内壁仍是不安全的
11.（6分）复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体没有光照时是绝缘体，受到光照时变成导体制成的．复印机的基本工作过程是在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电；文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上．以下说法正确的是
A. 步骤中发生了静电感应现象 B. 步骤中发生了局部导电现象
C. 步骤中发生了静电平衡现象 D. 步骤中发生了静电屏蔽现象
12.（6分）为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电荷量不变，下列判断正确的是


A. 金属圆筒内存在匀强电场
B. 金属圆筒内越靠近收尘极电势越低
C. 带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
D. 带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小
二 、多选题（本大题共3小题，共18分）
13.（6分）如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．点为圆环的圆心，、、为圆环上的三个点，点为最高点，点为最低点，沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端点由静止释放．下列判断正确的是
A. 当小球运动到中点时，洛仑兹力最大
B. 当小球运动到点时，洛仑兹力最大
C. 小球从点到点，重力势能减小，电势能增大
D. 小球从点运动到点，电势能增大，动能先增大后减小
14.（6分）有同学想通过静电除尘的方法净化空气．她用玻璃圆桶密闭含灰尘的空气，圆桶的高和直径相等．方法一是：在圆桶顶面和底面间加上电压，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒的运动方向如图甲所示；方法二是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上的电压也等于，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的运动方向如图乙所示．已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即为一定值，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，不计尘埃的重力，则
A. 两种方法中尘粒最终一定都做匀速运动
B. 两种方法下尘粒受到的电场力大小相等
C. 电场对单个尘粒做功的最大值相等
D. 乙容器中的尘粒不可能做匀速直线运动
15.（6分）如图所示，把原来不带电的金属球壳的外表面接地，将一个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. 球壳的空腔中电场强度处处为零 B. 球壳的内表面不带电
C. 球壳的外表面不带电 D. 球壳的外表面电场强度处处为零
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：、静电感应导致金属球的电荷重新分布，结合同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引可知，金属球达到静电平衡后左侧带正电荷，右侧带负电荷，故错误；
、金属球达到静电平衡后是等势体，所以金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势，故正确；
、感应电荷在金属球球内产生的电场场强与的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，合电场强度为零，点电荷产生的电场强度不为零，故错误。
故选：。
金属球在点电荷附近，出现静电感应现象，导致金属球上的电荷重新分布，最后整个导体是一个等势体。在金属球内部出现感应电荷的电场，该电场与点电荷的电场叠加，当叠加后电场为零时，电荷不再做定向移动。由于静电平衡，球内的合场强为零，即电荷和球面上感应电荷在球内产生的场强大小相等，方向相反，最后依据真空中点电荷间的库仑定律分析即可。
考查静电平衡的内容，掌握点电荷的电场强度公式，关键要掌握静电平衡状态的特点：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，并能理解场强为零的原因，注意库仑定律的成立条件。
2.【答案】D;
【解析】解：、油罐车在运动中与空气摩擦，产生静电，为防止静电积累到一定程度引起爆炸，常常用一条铁链将静电导入大地。故错误。
、飞机起飞过程中，与空气摩擦，产生静电，飞机机轮用导电橡胶制成，将产生的静电导入大地，防止静电危害飞机与乘客的安全。故错误。
、织地毯时夹一些不锈钢丝是防止人在地毯上行走时产生的静电对人产生危害。故错误。
、静电复印是利用静电为人类服务。故正确。
故选：。
静电对人类有利的方面要加以利用，对人类有危害的方面要避免和防止．油罐车拖一条铁链、飞机机轮用导电橡胶制成、织地毯时夹一些不锈钢丝都是为了防止静电的危害．而静电复印是利用静电为人类服务．
本题是常识性问题，考查对静电现象的了解程度，小高考的能力要求，比较简单．
3.【答案】D;
【解析】解：、由感应起电可知，近处产生异种电荷，远处产生同种电荷，故内表面为正电荷，外表面带负电荷，故AB错误；
C、点距离点电荷近，点距离点电荷远，由点电荷形成的场强公式可得：，故点场强大于点场强，故C错误；
D、由于球壳处于静电平衡状态，故球壳内外表面电势相等，由于点为负电荷，故点电势大于球壳电势，点电势小于球壳电势，故点电势大于点电势，故由电势能公式可得：，故试探电荷在点的电势能比在点的小，故D错误；
故选：。
此时球壳处于静电平衡状态为等势体，由点电荷的场强公式分析场强的大小，由感应起电分析出电荷的电性。
此题主要考查了静电平衡和点电荷形成的场强问题，解题关键在于静电平衡状态下导体为等势体，点电荷形成场强由场强公式可得，距离点电荷越近，场强越大。
4.【答案】C;
【解析】解：、与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑，属于静电现象，
、晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光，属于静电现象，
、电器插头插入接线板中，有时冒火花，这是由于某些电器内部滤波电容器的电容较大，在通电瞬间其充电电流较大，因此在插头十分接近插孔内金属片时会产生短暂的电弧，这不属于静电现象，
、冬天梳头发时，头发会一根根飘起来，属于静电现象，
本题选不属于静电现象的，故选：。
与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑，属于摩擦起电，属于静电现象；
晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光，属于衣物与人体摩擦起电，属于静电现象；
电器插头插入接线板中，有时冒火花，这是因为滤波电容器的电容较大，在通电瞬间其充电电流较大，因此在插头十分接近插孔内金属片时会产生短暂的电弧；
冬天梳头发时，头发会一根根飘起来，属于摩擦起电，属于静电现象；
明确什么是静电现象，在现实生活中有哪些现象属于静电现象。
5.【答案】C;
【解析】解：地毯中不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故正确；
B.静电复印机是利用静电工作的，应用了静电吸附原理，故正确；
C.印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故错误；
D.在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用，故正确。
本题选错误项，
故选：。
将由于摩擦产生的静电荷导走是为了防止由于静电积累带来的危害；静电复印是静电吸附现象的实际应用；金属网可以起到静电屏蔽的作用。
此题主要考查静电现象在日常生活中的利用和防止，解决此类问题应在日常生活中注意观察与思考。
6.【答案】C;
【解析】
静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，则金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消，根据带电的细杆在三点产生的场强大小，判断金属球上感应电荷产生的电场在、、三点的场强大小关系。
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。
静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球内任意一点，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆产生的场强大小相等、方向相反，点离带电的细杆最近，带电的细杆在点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在点处产生的场强最大，即最大，正确。
故选。

7.【答案】A;
【解析】解：、当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A正确；
B、静电复印是利用制电现象将墨粉印在纸上，属于静电的应用；故B错误；
C、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，属于静电应用，故C错误。
D、静电喷漆采用静电作用给金属等物体喷上均匀的漆；故属于静电的应用；故D错误；
故选：。
此题主要考查是关于静电的防止与应用，从各种实例的原理出发就可以判断出答案．静电危害是由于相互间不断摩擦，从而产生大量的静电，不及时导走，会出现放电危害．
生活中有很多静电现象，要注意明确哪些是静电的防止，哪些属于静电的应用；同时注意明确事物的两面性
8.【答案】B;
【解析】解：毛皮摩擦过的塑料管带负电，从上方缓慢的靠近金属球的过程中，金属球因为静电感应，上表面感应出正电荷，下表面感应出负电荷，随着塑料管的靠近金属球上感应电荷的电量增大，金属球受到向上的静电引力，由平衡条件和牛顿第三定律可知：金属球对泡沫的压力逐渐减小，则整体对电子秤的压力减小，故电子秤示数减小，最后塑料管停在金属球上方某一位置，金属球受到向上的静电引力达到最大且保持不变，则整体对电子秤的压力达到最小值后保持稳定，稳定后示数小于泡沫和球的总重，故正确，错误；
故选：。
塑料管带电，靠近不带电的金属小球，小球被感应出电荷，二者之间存在引力，电子秤的示数变小；
明确静电感应现象，知道静电感应中物体受到力的作用。
9.【答案】D;
【解析】解：、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，但不选；
B、飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着落时通过飞机轮上装搭地线，将静电导走。故B正确，但不选；
C、不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生电中和时出现火灾。故C正确，但不选；
D、印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，故D错误。
故选：。
静电危害是由于相互间不断摩擦，从而产生大量的静电，不及时导走，会出现放电危害．
人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电．随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰．
10.【答案】C;
【解析】由题意可知，金属笼外面有特斯拉线圈产生的多万伏的高压，在笼体表面会感应出异种电荷，而笼体内部场强等于零，故人在金属笼里面是非常安全的，故正确，错误。
11.【答案】B;
【解析】解：、步骤中在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电的过程发生了电离现象，不是静电感应现象．故A错误；
B、步骤中文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，有机光导体受到光照时变成导体，鼓上形成“静电潜像”；发生了局部导电现象．故B正确；
C、步骤中潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位属于静电吸引，不是静电平衡．故C错误；
D、步骤中带电复印纸将墨粉吸引到复印纸上，属于静电吸引，不是静电平衡．故D错误．
故选：
静电复印机是利用静电正、负电荷能互相吸引的原理制成的，根据其原理分析即可．
本题属于信息题目，考查静电复印机原理，应明确硒鼓带正电，墨粉带负电．明确题目提供的条件是解答的关键．
12.【答案】D;
【解析】
尖端电荷密度大，附近的场强强，空气越容易电离，画出金属筒和金属丝之间的电场线分布图，比较场强的大小，带负电的细颗粒物根据受力判断运动情况。
此题主要考查静电的应用静电除尘，解答本题关键是要知道金属圆筒和金属丝之间的电场分布，电场强度越大的地方气体越容易电离。

A、根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；
B、逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B错误；
C、尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；
D、离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故D正确，
故选：。

13.【答案】AD;
【解析】解：、小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成向左下，如图，故小球运动到圆弧的中点时，速度最大，此时的洛伦兹力最大，故A正确，B错误；
C、小球由到的过场中，电场力和重力均做正功，重力势能和电势能都减小。故C错误。
D、小球从点运动到点，电场力做负功，电势能增加；因力的合力方向将于水平方向成向左下，当小球运动到圆弧的中点时速度最大，所以小球从点运动到点过程中，动能先增大，后减小。故D正确。
故选：。
小球所受的电场力与重力大小相等，二者的合力指向左下方，由于合力是恒力，故类似于等效的重力，所以弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最低点”关于圆心对称的位置就是“最高点”；在“最低点”时速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．
该题关键要能够根据受力分析找出做圆周运动等效的最高点和最低点，再根据竖直平面内的圆周运动的知识解题，
14.【答案】CD;
【解析】解：、在甲中，粒子电场力方向与速度方向相同，做匀加速直线运动，在乙中，电场为发散状，故乙中粒子受力越来越小，故粒子做加速度减小的加速运动，故A错误
B、由可得，由于距离不同，故电场强度不相同，故每个粒子受电场力大小不相等，故B错误；
C、根据动能定理知，电场对单个尘粒做功的最大值都等于，故C正确．
D、乙中水平向与竖直向都有加速度，故不可能做匀速直线运动，故D正确
故选：
根据分析灰尘的受力，判断可知灰尘最终落在圆柱上，电场对单个尘粒做功的最大值为都相等
此题主要考查静电除尘的应用，是道较新颖的题目，也是物理与生活相结合的典型，注意应用带电粒子在电场中的运动去分析解答
15.【答案】CD;
【解析】解：、由于静电感应，金属球壳的内壁感应出负电荷，带正电，则的空腔内电场强度不为零，故错误；
、金属球壳的外表面接地，大地中电子跑到球壳上将正电荷中和，所以的内表面带负电，外表面不带电，故错误，正确；
、达到静电平衡后，金属球壳接地，外表面电场强度处处为零，正确；
故选：。
静电平衡后，由于静电感应，金属球壳内壁感应出负电荷，外表面接地，不带电．的空腔内电场强度不为零．
此题主要考查静电平衡导体的特点，处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，导体是个等势体，表面是等势面。