第9章 第2讲 电场能的性质(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

第2讲　电场能的性质 1.〔多选〕（2025·北京工业大学附中期中）如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ＜NQ。下列叙述正确的是（　　） A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少 B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加 C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少 D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移到M点，则该电荷克服静电力所做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变 2.（2025·广东深圳高三期末）如图甲所示，平安大厦楼顶安装了避雷针，雷雨天带负电的云层靠近避雷针上方。避雷针尖顶周围虚线表示电场中的等势线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A.避雷针尖顶端感应出大量的负电荷 B.a点的电势低于b点的电势 C.a点的电场强度大于b点的电场强度 D.电子在a点的电势能小于在b点的电势能 3.（2025·浙江湖州期末）如图为两个点电荷电场线的分布图，电场中的a、b两点关于两电荷连线的中垂线对称。以下说法正确的是（　　） A.这是两个等量同种点电荷的电场线 B.a、b两点的电场强度相同 C.a、b两点的电势相同 D.电子在a点的电势能大于在b点的电势能 4.（2025·江苏南通模拟）静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场线分布简图，A、B为直线MN中垂线上两点，C、D两点关于A、B连线对称。下列说法正确的是（　　） A.A、C两点间的电势差大于B、C两点间的电势差 B.C、D两点电场强度相同 C.D点的电势小于B点的电势 D.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能 5.（2024·全国甲卷18题）在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为k，其中k为静电力常量；多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时该点的电势的代数和。电荷量分别为Q1和Q2的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏特），则（　　） A.Q1＜0，＝－2 B.Q1＞0，＝－2 C.Q1＜0，＝－3 D.Q1＞0，＝－3 6.〔多选〕如图为静电除尘器除尘原理的示意图，a、b是直流高压电源的两极，图示位置的P、M、N三点在同一直线上，且PM＝MN。尘埃在电场中通过某种机制带上负电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列判断正确的是（　　） A.a是直流高压电源的正极 B.电场中P点的电场强度小于M点的电场强度 C.电场中M点的电势低于N点的电势 D.电场中P、M间的电势差UPM大于M、N间的电势差UMN 7.（2025·贵州思南中学期末）空间中有一试探电荷处在一区域电场中，沿某方向建立x轴，该试探电荷在x轴上各点的电势能Ep随x的分布如图所示。根据Ep-x图像，下列说法正确的是（　　） A.x1处的电场强度大于0 B.沿x轴正方向电势逐渐降低 C.x3处的电场强度大于x4处的电场强度 D.试探电荷从x3处运动至x2处的过程中，电场力做功为Ep1－Ep2 8.〔多选〕如图甲所示，在x轴上有O、A、B、C、D五点，坐标分别为O、x0、2x0、3x0、4x0，静电场的电场强度方向与x轴平行，电势φ随x的分布如图乙所示。一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A.若粒子能运动到A处，v0至少为 B.若粒子能运动到A处，粒子一定能运动到D处 C.若粒子能运动到B处，粒子在A、B间做匀速直线运动 D.若粒子能运动到C处，粒子在C处的速度为 9.〔多选〕（2025·湖南省怀化三中期中）如图所示，在匀强电场中有直角三角形BOC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为φO＝4.5 V、φB＝0 V、φC＝9 V，且边长OB＝3 cm，BC＝6 cm，则下列说法正确的是（　　） A.电场强度的大小为 V/m B.电场强度的大小为100 V/m C.一个电子由B点运动到C点，电场力做正功 D.一个电子在O点由静止释放后会沿OB所在直线运动 10.〔多选〕（2025·云南昆明模拟）电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。如图所示，某“静电透镜”区域的等差等势面为图中虚线，其中M、N两点电势φM＞φN。现有一正电子束沿垂直虚线AB的方向进入“透镜”电场，仅在静电力的作用下穿过小孔CD。下列说法正确的是（　　） A.M点的电场强度大于N点的电场强度 B.正对小孔CD中心射入“透镜”电场的正电子被会聚或发散后不会沿直线穿出小孔 C.经过N点的正电子比射入时动能、电势能均增大了 D.该“透镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD的正电子束有发散作用 11.（2025·广东湛江市联考）x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于xA＝0，xB＝4d处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为电场强度的正方向，无限远处电势为零。则以下说法正确的是（　　） A.点电荷A、B分别带正电和负电 B.A、B所带电荷量的绝对值之比为1∶3 C.x＝d处电势最高且为零 D.将电子从x＝5d处无初速度释放，其电势能一直减小 12. 〔多选〕（2023·辽宁高考9题）图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（　　） A.P点电势比M点的低 B.P点电场强度大小比M点的大 C.M点电场强度方向沿z轴正方向 D.沿x轴运动的带电粒子，电势能不变 第2讲　电场能的性质 1.AD　由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正的点电荷从M点沿直线移到N点，静电力做正功，电势能减少，故选项A正确，B错误；负的点电荷由M点沿直线移到N点，克服静电力做功，电势能增加，故选项C错误；静电力做功与路径无关，负的点电荷从M点出发然后又回到M点，则整个过程中静电力做的总功为零，电势能不变，故选项D正确。 2.B　由静电感应的“近异远同”规律可知避雷针尖顶端感应出大量的正电荷，故A错误；在避雷针和云层之间，电场线由避雷针指向云层，根据沿电场线方向电势降低，可知b点的电势高于a点的电势，故B正确；由图可知b点电场线比a点电场线密，根据电场线越密，电场强度越大，可知b点电场强度大于a点电场强度，故C错误；因为试探电荷带负电，由Ep＝φq可知试探电荷在a点的电势能大于其在b点的电势能，故D错误。 3.D　电场线从正电荷（无穷远处）发出止于无穷远处（负电荷），可知题图是两个等量异种点电荷的电场线，故A错误；根据对称性可知a、b两点的电场强度大小相同，方向不同，故B错误；根据沿着电场线方向电势降低可知b点的电势高于a点的电势，故C错误；电子带负电，根据Ep＝qφ可知电子在a点的电势能大于在b点的电势能，故D正确。 4.D　根据等量异种电荷的电势分布特点可知，A、B两点电势相等，所以A、C两点的电势差等于B、C两点的电势差，故A错误；由图可知C、D两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；根据沿着电场线方向电势不断降低，可知B点的电势小于D点的电势，故C错误；根据沿着电场线方向电势不断降低，可知C点的电势小于A点的电势，故负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，故D正确。 5.B　根据沿电场线方向电势降低，结合题图可知，Q1＞0，Q2＜0，A、C错误；设两点电荷间的距离为3L，则有k＋k＝0，解得＝－2，B正确，D错误。 6.CD　带负电的尘埃向集尘极迁移，说明集尘极接直流高压电源的正极，a是直流高压电源的负极，选项A错误；从放电极到集尘极的电场，因P点离放电极较近，P点的电场线比M点的电场线密集，所以电场中P点的电场强度大于M点的电场强度，选项B错误；由于集尘极带正电，电势高，而沿着电场线方向电势逐渐降低，所以电场中M点的电势低于N点的电势，选项C正确；放电极与集尘极之间的电场是非匀强电场，P、M间的平均电场强度大于M、N间的平均电场强度，根据U＝Ed可得，P、M间的电势差UPM大于M、N间的电势差UMN，选项D正确。 7.C　因为试探电荷的电性未知，所以由题图图像不能判断出沿x轴方向电势的升降，故B错误；根据静电力做功与电势能变化的关系可知，Ep-x图像切线的斜率的绝对值表示静电力的大小，静电力越大则电场强度越大，由题图可知，x1处斜率等于0，x3处切线的斜率大于x4处切线的斜率，故x1处电场强度等于0，x3处的电场强度大于x4处的电场强度，故A错误，C正确；试探电荷从x3处运动至x2处的过程中，电势能增加量为Ep1－Ep2，电场力做功为Ep2－Ep1，故D错误。 8.CD　粒子从O到A，根据动能定理得－qφ0＝0－m，解得v0＝，故A错误；粒子从O到A做减速运动，若粒子运动到A点时速度刚好为零，则该粒子不能运动到D处，故B错误；若粒子能运动到B处，因为A、B电势相等，所以粒子在A、B间运动时静电力不做功，即粒子在A、B间做匀速直线运动，故C正确；粒子从O到C，根据动能定理得－q＝mv2－m，解得v＝，故D正确。 9.BC　由匀强电场的特点可知，BC中点D的电势为B、C电势的平均值，即为4.5 V，连接OD，即为一条等势线，过B作与OD垂直的线AB，则电场线沿AB方向，如图所示。sin∠C＝＝，由几何关系可知，∠C＝30°，∠OBC＝60°，D是BC的中点，则△OBD是等边三角形，又AB⊥OD，所以AB与BO之间的夹角是30°，即电场线与OB之间的夹角是30°，根据电势差与电场强度的关系有UAB＝φA－φB，而UAB＝E·OB·cos 30°，代入数据可得E＝100 V/m，故A错误，B正确；电子由B点运动到C点，电场力做的功W＝－eUBC＝9 eV＞0，故C正确；将电子在O点由静止释放后，电子将沿电场线的反方向做直线运动，不会沿OB运动，故D错误。 10.AD　因M点的等差等势面比N点的等差等势面密集，故M点的电场强度大于N点的电场强度，A正确；电场线与等势面垂直，由题图中对称性及平行四边形定则可知，正对小孔CD中心射入“透镜”电场的正电子受到的静电力的方向与速度方向相同，会沿直线穿出小孔，B错误；经过N点的正电子受到的静电力做正功，动能增加，但电势能减小，C错误；根据垂直虚线AB射入小孔CD的正电子束受到的静电力方向可知，该“透镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD的正电子束有发散作用，D正确。 11.D　由A、B连线上电场方向的特点可判断它们均带负电，故A错误；由题图可知在x＝d处电场强度为零，即＝，解得＝，故B错误；无限远处电势为零，由两负电荷间电势分布可知，x＝d处电势小于零，故C错误；x≥5d的区域内电场方向沿x轴负方向，所以电子释放后受水平向右的力，静电力一直做正功，电势能一直减小，故D正确。 12.CD　由题图（b）可知M点靠近带负电的极杆，P点靠近带正电的极杆，又电势沿电场强度方向降低，则P点的电势比M点的电势高，A错误；等势面的疏密程度反映电场强度的大小，由题图（b）可知M点的等势面密，则M点的电场强度大，B错误；由对称性可知两带正电的极杆在M点产生的合电场方向沿z轴正方向，两带负电的极杆在M点产生的合电场方向也沿z轴正方向，则由电场强度的叠加可知M点的电场强度方向沿z轴的正方向，C正确；由对称性可知x轴上的电场强度为零，则带电粒子沿x轴运动时始终不受电场力的作用，所以电场力不做功，沿x轴运动的带电粒子的电势能保持不变，D正确。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $