人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用精品课后练习题

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第4节 静电的防止与利用  一、单选题1．法拉第笼是一个由金属制成的球形状笼子，与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。下列说法正确的是（　　）A．法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上B．法拉第笼内部任意两点间的电势差为零C．法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零D．同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能1．B【解析】A．法拉第笼上的感应电荷在笼体外表面上分布不均匀，离放电杆尖端越近和越远处电荷密度越大，A错误；B．处于静电平衡状态的导体是个等势体，又因为金属笼子与大地相通，所以笼子上及法拉第笼内部各点的电势均等于零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零，B正确；C．法拉第笼上的感应电荷与放电杆尖端上的电荷在笼内的合场强等于零，所以法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度不等于零，C错误；D．由于带电粒子和法拉第笼的电性未知，所以无法比较同一带电粒子在法拉第笼外的电势能与在法拉第笼内部的电势能的大小，D错误。故选B。2．下列哪项技术的应用原理与静电现象无关（　　）A．复印机 B． 油罐车尾的铁链C．避雷针 D．手机无线充电2．D【解析】A．复印机是在光导体没有受光照的状态下进行充电，使其表面带上电荷，使原稿图像成像在光导体上，光导体表面的电荷通过基体的接地消失，从而形成了静电潜像，通过静电原理，将光导体表面的墨粉图像转印到复印纸表面。故A错误；B．油罐利用车尾的铁链导走车内的静电，故B错误；C．当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体，这样带电云层与避免避雷针形成通路，而避雷针又是接地的，避雷针就可以把云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。故C错误；D．手机无线充电，则是利用电磁感应原理，与静电现象无关。故D正确。故选D。3．如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（　　）A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小3．D【解析】A．带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；B．沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；C．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；D．根据可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场力做正功，D正确。故选D。4．以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（　　）A．空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离B．带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动C．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线D．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大4．A【解析】A．在距离金属丝B越近的地方，电场越强，空气分子越容易被电离。A正确；BCD．带上负电的煤粉在向A运动的过程中，主要受到变化的电场力及重力的作用，合力的大小、方向均在变化，所以煤粉做的是变加速运动，轨迹不是抛物线，电场力做正功，电势能减少。BCD错误。故选A。5．一对不带电的导体M、N彼此接触（它们均与地绝缘），把带正电荷的物体P移近M，如图所示，当M、N达到静电平衡后（　　）A．M带正电，M的电势比N高 B．M带负电，N的电势比M高C．M带负电，M、N电势相等 D．M带正电，M、N电势相等5．C【解析】感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷，金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，M带负电，N带正电，处于静电平衡的导体，其整体是等势体，故故选C。6．如图所示，将不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q的电场中，导体P的a、b两端分别带上了感应负电荷与等量的感应正电荷，另外导体内部还有两点c、d，则以下说法正确的是（　　）A．导体上a、b两端的电势高低关系是a>bB．导体上a、b两端的电势高低关系是a<bC．导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec>Ed=0D．感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec＞Ed≠06．D【解析】AB．处于静电平衡的导体是个等势体，电势处处相等，所以AB错误；C．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，所以C错误；D．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，则感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小与正电荷Q在c、d两点产生的场强大小相等，正电荷Q在c的场强大于在d点的场强，则感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec＞Ed≠0，所以D正确；故选D。7．矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体内的电场线正确的是（　　）A． B．C． D．7．B【解析】处于静电平衡状态的导体，其内部合电场强度处处为零，感应电荷产生的电场在导体内的电场线一定与点电荷的电场线反向。故选B。8．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于此实验下列说法正确的是（　　）A．烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动B．烟尘被吸附的过程中电势能增加C．起电机工作后烟尘会带上负电向金属片运动，最终被金属片吸附D．起电机工作后烟尘会带上正电向锯条运动，最终被锯条吸附8．C【解析】A．烟尘在向某极运动过程中，越接近两极则场强越大，电场力越大，加速度越大，则烟尘不是做匀加速运动，选项A错误；B．烟尘被吸附过程中电场力对它做正功，电势能减小，故B错误。CD．当静电除尘装置接通起电机的静电高压时，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电尘粒在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，故C正确，D错误；故选C。9．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属于（　　）A．尖端放电 B．静电屏蔽C．静电感应和静电吸附 D．静电感应和静电屏蔽9．C【解析】熔喷布的主要原料是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，是一种纤维过滤器，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，就会被吸收在喷绒布的表面，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒。故选C。10．天气变冷，气候干燥，穿着涤纶大衣的你，在脱掉大衣后去拉金属门的把手时，往往会被电击吓了一跳，或许你会感觉奇怪不惑，再次小心翼翼去触摸金属把手，但一切都正常了。关于发生这种现象，下列叙述最正确的是（　　）A．这个绝对是灵异事件，不是科学能解释清楚的事B．脱掉衣服时摩擦生热，触摸冰冷的金属把手，感觉被电击一样C．整个过程包含摩擦积累电荷，中和两个物理现象D．整个过程包含摩擦起电，火花放电而电击，中和等物理现象10．D【解析】气候干燥，穿着涤纶大衣的你，在脱掉大衣后，手与大衣摩擦带电，靠近金属门把手时，会与门把手发生放电现象。再次接触时，由于发生电中和，就不会再发生放电了。故选D。11．人类对静电现象的探索和研究一直没有停止，早在公元1世纪，我国学者王充在他的《论衡》一书中就记述了“顿牟掇芥”，“顿牟”是指玳瑁的甲壳，“芥”是指轻小物体。《论衡》揭示了古代人们早就对静电现象进行深入的探究。下列例子中哪一个跟王充的这个记述相类似？（　　）A．在干燥的季节小李同学用梳子梳理头发，发现越梳头发越蓬松B．为了防止事故发生，运油的油罐车后面总拖有一根接地的铁链C．小学自然常识的老师在课堂上做了个“小魔术”，用梳过头发的梳子吸起纸屑D．在干燥的天气里脱去化纤衣服，把手指靠近金属物体，看到火花，听到噼啪声11．C【解析】A．在干燥的季节小李同学用梳子梳理头发，由于发生摩擦起电，所以头发会吸附在一起。A错误；B．铁链会将油罐车上的静电及时导向地面，避免静电积累过多引起明火危险。B错误；C．梳过头发的梳子由于摩擦而带电，会吸引轻小物体。这与王充的记载类似。C正确；D．在干燥的天气里脱去化纤衣服，手指会带电，靠近金属物体时，手指与金属之间的空气被电离而发生放电现象。D错误。故选C。12．关于静电的防止和应用，下述的事例属于静电的防止的是（　　）A．燃煤时会产生大量煤灰，污染大气。在烟囱底部安装静电除尘器就可以把煤灰除掉B．当油漆从喷枪中喷出时，喷嘴使油漆微粒带正电，它们相互排斥，扩散开来形成一大团漆云，被吸附在带负电的物体表面。这种静电喷漆的方法省漆而均匀C．复印件是利用静电的吸附作用工作的D．飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了在着陆时使机身积累的电荷流入大地12．D【解析】A．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A错误；B．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故B错误；C．复印机是利用静电的吸附作用工作的，故C错误；D．飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成危害，故D正确。故选D。13．在一些较高的建筑物上安装避雷针，有关建筑物能够避免被雷击的原因是（　　）A．避雷针与建筑物构成一个很大的电容器可以存储大量电荷B．避雷针尖端产生的感应电荷向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对13．B【解析】当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，减少建筑物上的感应电荷的积累，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电。故选B。14．下列哪些做法不利于静电危害的防止（　　）A．油罐车的尾部有一铁链拖在地上B．印染厂房中保持干燥C．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维D．飞机机轮上装有搭地线14．B【解析】A．油罐车在运输过程中，由于不断地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，可以及时将静电导走，这能有效防止静电危害；B．印染厂房中保持干燥时，产生的静电大量堆积，可能会引发火灾，不利于静电危害的防止；C．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维，可以及时将产生的静电导走，利于防止静电危害；D．飞机机轮上装有搭地线，可以将静电及时导走，有利于防止静电危害。本题选不利用静电危害防止的，故选B。15．关于静电场，下列说法正确的是（　　）A．静电场的电场线一定是闭合的B．电子伏特（）是电场力做功的单位，且大小为C．处于静电平衡的导体内部场强处处为零，则电势也处处为零D．任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向15．D【解析】A．静电场的电场线一定是不闭合的。A错误；B．电子伏特（）是电场力做功的单位，且大小为B错误；C．处于静电平衡的导体内部场强处处为零，则电势也处处相等。C错误；D．任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向。D正确。故选D。16．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16．A【解析】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。17．如图，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极，B附近的空气分子被电离成为电子和正离子，电子碰到烟气中的煤粉，使其带负电，并被吸附到A上。由此可得，静电除尘是（　　）A．对静电的利用。离B越近，场强越大 B．对静电的利用。离B越近，场强越小C．对静电的防范。离B越近，场强越大 D．对静电的防范。离B越近，场强越小17．A【解析】静电除尘器是利用静电除尘，所以属于对静电的利用。因为B接负极，AB间形成电场，B为比较细的金属丝，所以靠近B处电场较强。故选A。18．如图所示，放在绝缘台上的金属罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）A．感应电荷在B内的场强为零B．在B的右侧内表面带正电荷C．若将B接地，验电器的金属箔片将张开D．B和C电势处处相等18．D【解析】A．金属罩处于静电平衡状态，在金属罩内任意位置激发的合电场为零，感应电荷在B内的场强不为零，故A错误；B．由于金属罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷，故B错误；C．由于金属罩的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金箔不张开，故C错误；D．金属罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确；故选D。二、多选题19．如图所示，将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近，当导体BC达到静电平衡后，则下列说法正确的有（　　）A．用导线连接BC两端，导线中无瞬时电流通过B．用手摸一下导体B端再把A移走可使导体带负电C．导体C端电势高于B端电势D．B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小19．ABD【解析】AC．导体BC发生了静电感应现象，当导体BC达到静电平衡后，导体是等势体，用导线连接BC两端，导线中无瞬间电流通，不满足电流产生的条件， C错误A正确；B．用手摸一下导体B端可使导体带负电荷，因为BC的电势高于大地，当用手触摸时大地上的负电荷会在电场力的作用下向BC运动，中和正电荷，故使导体带负电荷，B正确；D．导体BC发生了静电感应现象，当导体BC达到静电平衡后，内部场强处处为零，感应电荷的电场电场强度与A电荷的电场强度大小相等方向相反，由点电荷的电场强度公式可知，场强沿BC方向逐渐减小，D正确。故选ABD。20．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20．CD【解析】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。21．如图所示为滚筒式静电分选器，由料斗、导板、导体滚筒、刮板、料糟、和电极等部件组成。与分别接于直流高压电源的正、负极，并令接地。电源电压很高，足以使电极附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒、的混合物从料斗下落，沿导板到达转动的滚筒上。粉粒落入料槽，粉粒落入料糟。下列说法正确的是（　　）A．滚筒要顺时针旋转 B．滚筒要逆时针旋转C．粉粒的导电性能比粉粒的好 D．粉粒的导电性能比粉粒的好21．AD【解析】AB．滚筒要顺时针旋转，使物质粉粒靠近电极G而带上负电，选项A正确，B错误；CD．在物质粉粒靠近电极G时，大量的电子或负离子被喷射在粉粒a、b上而带负电，粉粒b因具有良好的导电性而与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被中和并带上正电，故粉粒b一方面随滚筒转动，一方面受到C上正电的静电斥力而离开滚筒，最后落于料槽F；绝缘性能良好的粉粒a因其负电不容易传给滚筒C，而受C的静电吸引作用附着于C的表面并随其转动，最后a中粉粒较大者在重力和刮板D作用下掉入料槽E。则粉粒b的导电性能比粉粒a的好，选项C错误，D正确。故选AD。22．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22．AD【解析】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。23．在下列各种措施中，属于利用静电的是（　　）A．静电除尘B．静电喷雾C．激光打印D．在高大的建筑物顶端安装避雷针23．ABC【解析】ABC．利用静电可以进行静电除尘、静电喷涂、激光打印，ABC符合题意；D．高大建筑物上的避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，D不符合题意。故选ABC。24．如图所示，为了研究静电屏蔽效果，某同学将可视为正点电荷的带电体置于封闭金属空腔的外部或内部，其中Q、N的金属空腔和大地相接，P、M的金属空腔与外界绝缘。规定大地的电势为零，下列关于各点场强和电势高低的说法，正确的是（　　）A．P金属空腔内的场强等于零，电势大于零 B．Q金属空腔内的场强等于零，电势大于零C．M金属空腔内任一点场强不为零，电势大于零 D．N金属空腔内壁上任意一点的场强为零24．AC【解析】A．根据静电屏蔽的性质，P空腔内的电场为0，又因为P与大地绝缘，因此电势不为0。P旁边为正电荷，因此P的电势大于0，A正确；B．同理，Q内部的电场为0，由于Q与大地相连，规定大地电势为0，因此Q的电势也为0，B错误；C．正电荷在M内，因此M内电场不为0，M与大地绝缘，因此电势不为0，M内为正电荷，因此M电势大于0，C正确；D．处在电场中的金属是等势体，其内部电场强度为0，因此本题中金属壳内部电场为0，D中说的是内壁，不属于金属内部，因此电场不为0，D错误。故选AC。