新教材适用2024-2025学年高中物理第9章静电场及其应用4静电的防止与利用夯基提能作业新人教版必修第三册

第九章4.合格考训练一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)1．(2024·四川达州高二期末)如图所示，中国科技馆中有一试验项目，一试验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压上升，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是(A)A．试验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致B．试验员头发直立起来是她受到惊吓所致C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程D．绝缘地板是起防滑作用的解析：试验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板是防止积累在试验员身上的电荷被导入大地，故D错误。2．(2024·全国高二专题练习)如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(A)A．a、b两点的电场强度都为零B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零D．a、b两点的电场强度都不为零解析：处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，B、C、D错误，A正确。3.(多选)(2024·黑龙江饶河高级中学高二上月考)如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球B和A，球壳接地。下列说法正确的是(AC)A．若A球带电，则球壳内的B球处的电场强度为零B．若B球带电，则A球处的电场强度不为零C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响解析：若A球带电，金属球壳可以屏蔽外部电场，B球处的电场强度为零，A正确；若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，B错误；由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，C正确，D错误。4．(2024·河南驻马店二中高二上月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为(C)A．Ea>Eb>Ec>Ed B．Ea>Ec＝Ed>EbC．Ea>Ec>Ed>Eb D．Ea<Eb<Ec＝Ed解析：当空腔球形导体壳处于静电平衡状态时，壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示，由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，故选C。5．(多选)(2024·福建尤溪一中高二上期中)下列说法正确的是(BC)A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证平安，他们必需穿上橡胶制成的绝缘衣服B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是依据尖端放电的原理制成的C．图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒来防止建筑物被雷击的装置D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更匀称解析：图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证平安，他们必需穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，A错误；图乙中家用煤气灶的点火装置，是依据尖端放电的原理制成的，B正确；图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒通过地引线与接地装置，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，C正确；喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属体带正电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合得更坚固，D错误。6．(2024·河南开封高二上联考)如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷＋Q(Q>0)的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D点的竖直虚线将导体分为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是(C)A．枕形导体左边部分带正电B．枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量C．C、D两点的电场强度相等D．将点电荷＋Q缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度渐渐增大解析：依据“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，A错误；因为枕形导体达到静电平衡，整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，B错误；枕形导体处于静电平衡状态，其内部电场强度到处为零，则C、D两点的电场强度均为零，C正确；将点电荷＋Q缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍到处为零，D错误。7．(多选)(2024·河南焦作一般中学高二上期中)如图所示的“纺织物摩擦带电荷量测试仪”可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的内筒并与内壁接触，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闭合后，下列说法正确的是(AD)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．外筒的外壁不带电解析：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的内筒并与内壁接触，这时电荷可以全部转移到内筒的外壁，所以内筒的内壁不带电，内筒的外壁带电，A正确，B错误；内筒的外壁带电，由于静电感应使外筒产生感应电荷，外筒的内壁带上与内筒外壁电性相反的电荷，外筒的外壁带上与内筒外壁电性相同的电荷，但是由于外筒接地，则外筒的外壁不带电，C错误，D正确。二、非选择题(共18分)8．(18分)在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种状况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？(1)Q不跟A接触，如图①所示。(2)Q跟A接触，如图②所示。(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。答案：(1)B球受到A的吸引力而向右偏(2)B球受到A的吸引力而向右偏(3)B球不受A的作用力解析：(1)如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。(2)如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。(3)如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。等级考训练一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)1．(多选)(2024·山东历城二中、章丘四中高一下联考)如图所示为某带电导体四周的电场线分布，M、N是电场中两点，P点是导体内部紧贴右端的一点，下列说法正确的是(BC)A．导体左侧带正电，右侧带负电B．导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度C．N点的电场强度大于M点的电场强度D．导体内部P点的电场强度大于N点的电场强度解析：依据导体四周的电场线分布可知，导体左侧和右侧都带正电，A错误；电场线越密集处场强越大，电荷分布越密集，则导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度，B正确；电场线越密集处场强越大，则N点的电场强度大于M点的电场强度，C正确；导体内部P点的电场强度为零，小于N点的电场强度，D错误。2．(2024·全国高二专题练习)野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是(C)A．防止输电线脱落B．增加输电线的强度C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击D．防止输电线漏电解析：野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。3．(多选)(2024·云南宣威高二下月考)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空腔球壳B内(与内壁不接触)，外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于A和B，下列推断正确的是(BD)A．B的右端带正电，A向左偏B．B的右端带正电，A不偏左也不偏右C．B的左端带正电，A向右偏D．B的左端带负电，A不偏左也不偏右解析：在金属空腔球壳B外部加一个水平向右的场强为E的匀强电场时，由于静电感应的作用，金属空腔球壳B的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，由于静电屏蔽作用，金属空腔球壳B内完全不受外加电场的影响，故A不偏左也不偏右，故A、C错误，B、D正确。4．(多选)如图所示，四组静电试验中，能使左边的验电器的金箔张开的是(AC)解析：处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用带绝缘柄的小球接触导体外表面可以使小球带电，小球再接触左侧验电器金属球时，金属箔张开，A正确，B错误；用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，C正确；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。5．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则(ACD)A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带正电C．球壳外壁不带电D．若将接地线去掉，再移去正电荷，球壳外壁带负电解析：球壳内带正电的小球产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内壁带负电荷，外壁带正电荷，当球壳接地时，无论是内壁接地还是外壁接地，都是大地中的电子受电场力作用移动，与外壁所带正电荷中和，使外壁不带电，故A、C正确，B错误；若将接地线去掉，再移去正电荷，则剩余负电荷相互排斥，都分布在外壁，D正确。二、非选择题(共10分)6．(10分)(2024·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。(1)分析在金属球上感应电荷的分布状况；(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′