专题二 电场能的性质（基础卷）2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

专题二电场能的性质（基础卷） 2025-2026学年高一下学期人教版必修三 一、单选题 1．如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间带电尘埃恰好处于静止状态，若将两板间距缓慢增大一些，其他条件不变，则（　　） A．电容器电容变大 B．电源给电容器充电，电容器电荷量增多 C．尘埃向下运动 D．电流计中有b到a的电流 2．科研人员为探究某种粒子X的电性，采用高速正电子轰击该粒子。其中，某正电子的运动轨迹如图中实线所示，虚线为等势线。正电子重力不计，下列说法正确的是（　　） A．X粒子带负电 B．正电子在点的电势能大于在点的电势能 C．正电子在点的动能小于在点的动能 D．点的电势比点的电势高 3．一对等量点电荷固定在平面直角坐标系xOy的同一个坐标轴上，它们激发的电场沿x、y轴变化如图所示。甲图为y轴上各点场强随坐标变化的E-y图像，沿y轴正向的场强为正。乙图为x轴上各点电势随坐标变化的φ-x图像，规定无穷远处电势为零。图中a、b关于原点O对称，c、d关于原点O对称，关于这一对点电荷，下列说法正确的是（　　） A．关于原点O对称的异种点电荷，固定在x轴上 B．关于原点O对称的同种负电荷，固定在x轴上 C．关于原点O对称的异种点电荷，固定在y轴上 D．关于原点O对称的同种正电荷，固定在y轴上 4．如图所示为不带电的空腔球形导体，将一个带负电的小金属球置于腔内，静电平衡时，图甲中A、B、C三点的电势分别为φA、φB、φC；若将导体外表面接地，静电平衡时，图乙中D、E、F三点的电势分别为φD、φE、φF。则下列关系中正确的是（　　） A．图甲中A、B、C三点的电势φA<φB<φC B．取无限远处为电势零位置，在图甲中空腔外附近放置一个负电荷，则电荷的电势能小于零 C．图乙中三点电势φD<φE<φF D．在图乙中空腔外附近放置一个正电荷将会受到腔内负电荷引力作用 5．一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内、、三点的位置如图所示，三点的电势分别为0V、9V、。下列说法正确的是（　　） A．电子在点的电势能比在点的低9eV B．坐标原点处的电势为16V C．电场强度的大小为 D．电子从点运动到点，电场力做功为16eV 6．如图所示，实线表示某一电场的电场线。在电场力的作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，则该粒子（　　） A．带正电 B．在A点电势能大 C．在B点动能大 D．在B点加速度大 7．如图所示，圆的圆心为O、半径，直径AB与直径CD间的夹角为60°，匀强电场与圆所在的平面平行（图中未画出），A、B、C三点的电势分别为2V、8V、2V，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势为8V B．圆周上A点电势最低 C．匀强电场的电场强度的大小为 D．将一电子从O点移动到D点，电子克服电场力做的功为3eV 二、多选题 8．如图甲所示，在两平行金属板间加有一交变电场，两极板间可认为是匀强电场，当t=0时，一带电粒子（仅受电场力作用）从左侧极板附近开始运动，其速度随时间变化关系如图乙所示。带电粒子经过3T时间恰好到达右侧极板，（带电粒子的质量m、电量q、速度最大值、时间T为已知量）则下列说法正确的是（　　） A．两板间所加交变电场的周期为3T，所加电压 B．两板间距离 C．两极板间电场强度大小为 D．若其他条件不变，该带电粒子从开始进入电场，可能无法到达右侧极板 9．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，当闭合开关电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．将上极板下移，则P点的电势不变 B．将下极板下移，则P点的电势升高 C．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低 D．无论哪个极板上移还是下移，带电油滴都不可能向下运动 10．如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（　　） A．使减小到原来的 B．使增大为原来的2倍 C．使偏转极板的长度增大为原来的2倍 D．使偏转极板间的距离减小为原来的 三、实验题 11．某实验小组利用如图甲所示电路研究电容器充、放电规律。操作步骤如下： (1)按图甲连接电路。开关S拨至1处，对电容器进行充电，充电完毕后，开关S拨至2处，电容器放电，放电电流方向为______（填“逆时针”或“顺时针”）。 (2)放电过程中用电流传感器记录了放电电流随时间的变化关系如图乙所示，则电容器充电结束后所带的电荷量为______C。（结果保留两位有效数字） 12．下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题： (1)本实验采用的科学方法是（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)在该实验中，静电计的作用是（　　） A．测定该电容器的电荷量 B．测定该电容器两极的电势差 C．测定该电容器的电容 D．测定A、B两板之间的电场强度 (3)在实验中观察到的现象，不正确的是（　　） A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大 B．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变 C．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变大 D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变小 四、解答题 13．科学研究发现，昆虫在飞行过程中因与空气摩擦而带电，进一步通过静电感应，在昆虫与植物之间构建起特殊的“静电通道”，从而有助于花粉的吸附与传播。某物理兴趣小组建立如图所示的简化模型：空间中存在一水平向右的匀强电场（模拟昆虫与花朵间的电场）。某花粉颗粒（可视为质点）质量m=2×10-12kg，电量q=+1×10-12C，从电场左边界以初速度v0=0.2m/s竖直向下进入电场。若颗粒从电场右边界射出时速度v1=1m/s，方向与右边界的夹角为53°，重力加速度取g=10m/s2，忽略空气阻力，求： (1)花粉颗粒在电场中的运动时间； (2)电场强度E的大小； (3)花粉颗粒穿过电场过程中电势能的变化量。 14．如图所示，与水平方向成角的固定光滑滑杆，滑杆正下方某位置固定带正电小球，小球与滑杆上点水平距离为，小球与点等高，滑杆上点与小球连线跟水平方向夹角为，点为中点，带正电小球套在滑杆上，由点无初速度释放，释放瞬间小球的加速度大小为，方向沿杆向下，小球质量为，电量为，小球在点的电势为，已知若无穷远处电势为零，则点电荷电势公式为（为点电荷电量，为距离点电荷的距离），重力加速度为，求： (1)小球在点与点的电势差； (2)小球电势能最大时的动能； (3)小球到达点时的速度大小。 15．如图所示质量的带电小球以的水平速度从竖直放置的平行金属板处飞入板间，已知两板间的电场为匀强电场，重力加速度为，经过一段时间后小球经过电场中的两点，到点速度方向竖直向下，大小仍为，C点在点的正下方，求： (1)匀强电场的场强大小； (2)小球从运动到的过程中重力势能变化量； (3)在运动过程中小球的最小速度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B A C D C BD BD ABD 11．(1)顺时针 (2) 12．(1)C (2)B (3)B 13．(1)0.04s (2)40V/m (3)-6.4×10-13J 【详解】（1）花粉颗粒在竖直方向做匀加速直线运动，则 解得 （2）花粉颗粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，则， 联立解得 （3）花粉颗粒在水平方向的位移为 所以花粉颗粒穿过电场过程中电势能的变化量为 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）由几何关系可知，点、点距离小球距离分别为，   根据点电荷电势公式为   则点电势   小球在点与点的电势差 （2）小球在点电势能最大，由能量守恒有   解得 （3）由于点与点电势相同，小球到达点速度为，由动能定理有   解得 15．(1) (2) (3)，方向与水平方向成45°斜向右下 【详解】（1）从A到B，小球在竖直方向做自由落体运动，则有 从A到B，小球在水平方向做匀减速直线运动，则有 水平方向由牛顿第二定律可得 联立解得 （2）小球在水平方向做匀变速运动，由于在的正下方，则到的时间为 竖直方向做自由落体运动，则有 重力做正功，重力势能变化量为 （3）设小球运动时间的速度大小为，则小球： 水平分速度大小为 竖直分速度大小为 则合速度为 当时， 此时，解得 即与水平方向成45°斜向右下 学科网（北京）股份有限公司 $