2022版高考物理一轮复习 第七章 静电场 第2讲 电场能的性质练习（含解析）新人教版.doc

-8-第2讲电场能的性质一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)1．如图所示，在光滑绝缘水平面上停放了两个完全一样的金属小球，现在给B球带上一定量的电荷，然后给A球一个向右的水平初速度，将与B球发生对心碰撞。下列说法正确的有(A)A．两球组成的系统动量守恒B．两球组成的系统机械能可能守恒C．若发生弹性碰撞，碰后瞬间A球速度为零D．若发生弹性碰撞，机械能守恒[解析]两球组成的系统不受外力作用，动量守恒，故A正确；A球靠近B球，碰撞后两球将带电，电势能与机械能存在相互转化，机械能不守恒，所以B、D错误；碰撞前，由于感应起电，两球相互吸引，球B获得一定速度，发生弹性碰撞后，两球速度发生交换，A球在碰后瞬间速度并不为零，故C错误。2．(2021·湖南长沙一中段考)如图所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点(D)A．φM>φN，EM<ENB．φM<φN，EM>ENC．电子的动能减小D．电场力对电子做了正功[解析]本题考查点电荷场强分布、电场力做功与电势能的变化。在正点电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM<EN，φM<φN，故A、B错误；当电子从M点逆时针向N点运动时，电子在M点的电势能大于在N点的电势能，根据能量守恒可知，电子在M点的动能小于在N点的动能，电子的动能增加，电场力对电子做了正功，故C错误，D正确。3．如图所示正方形ABCD中，C、D两处放置了两个点电荷，B处电场强度方向与CD平行。下列说法正确的有(A)A．C、D两处点电荷电性一定相异B．D处电荷量为C处电荷量的2倍C．A、B两处的电场强度大小相等D．A点电势一定高于B点电势[解析]根据电场强度的矢量叠加关系，如果B处电场强度水平向右，则D处点电荷带正电，C处点电荷带负电；如果B处电场强度水平向左，则D处点电荷带负电，C处点电荷带正电，故A正确；根据平行四边形定则，EDB＝eq\r(2)ECB，设正方形边长为a，又有EDB＝keq\f(QD,2a2)，ECB＝keq\f(QC,a2)，得到QD＝2eq\r(2)QC，故B错误；由于C、D两处电荷量大小不相等，关于中垂线对称的A、B两点的电场强度大小不相等，所以C错误；由于C、D两处的电荷性质不确定，所以A、B两处的电势高低不确定，所以D错误。4．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球固定在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。达到静电平衡后，下列说法正确的是(D)A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零C．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为E＝keq\f(Q,9r2)[解析]本题考查静电感应及其相关知识点。根据静电感应，金属球的左侧感应出正电荷，右侧感应出负电荷，选项A错误；点电荷Q在金属球内产生的电场与感应电荷在金属球内产生的电场的合场强处处为零，点电荷Q在金属球内产生的电场的场强不为零，选项B错误；处在静电平衡状态下的导体是等势体，表面为等势面，金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势，选项C错误；在金属球球心处，有keq\f(Q,3r2)－E感＝0，解得E感＝keq\f(Q,9r2)，选项D正确。5．(2020·云南昭通期末)在孤立点电荷－Q产生的电场中，一质子在距离点电荷r0处若具有E0的动能时，能够恰好逃逸此电场的束缚。若规定无穷远处电势为零，用E表示该电场中某点的场强大小，用φ表示电场中某点的电势，用Ep表示质子在电场中所具有的电势能，用Ek表示质子在电场中某点所具有的动能，用r表示该点距点电荷的距离，则如图所示的图像中，表示关系正确的是(A)[解析]本题考查点电荷的场强、电势、电势能随r的变化关系。孤立点电荷－Q产生的场强大小与r的关系为E＝keq\f(Q,r2)，可知E与eq\f(1,r2)成正比，故A正确；由E＝keq\f(Q,r2)知，r增大，E减小，φ－r图线的斜率大小等于场强，则φ－r图线的斜率应随r的增大逐渐减小，由于规定无穷远处电势为零，图线应在r轴下方，故B错误；由B项分析可知φ、r是非线性关系，质子的电势能Ep＝qφ，则质子的电势能与r也是非线性关系，根据能量守恒定律可知，质子的动能与电势能总和不变，则质子的动能与r也是非线性关系，故C、D错误。6．在α粒子散射实验中，虚线是以原子核P为圆心的同心圆，相邻两个同心圆之间的间距相等，实线为一α粒子运动的轨