第2章 专题提升课3 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

题组1　利用电场线、等势面和粒子运动轨迹分析电场性质 1.(多选)如图所示，在研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力的作用，得到了电子由a点运动到b点的轨迹，图中一组等间距虚线可能是电场线，也可能是等势线，则下列判断正确的是(　　) A．如果虚线是电场线，则a点的电场强度大于b点的电场强度 B.如果虚线是电场线，则a点的电势高于b点的电势 C．如果虚线是等势线，则a点的电势低于b点的电势 D.如果虚线是等势线，则电子由a点运动到b点，电势能减小 解析：选BCD。若虚线是电场线，则由题图可知，该电场是匀强电场，电场强度处处相等，结合电子的运动轨迹知，电子受向左的电场力，电场线方向向右，又等势线垂直于电场线，则a点的电势高于b点的电势，故A错误，B正确；如果虚线是等势线，结合电子的运动轨迹知，电子受向下的电场力，电场方向向上，则a点的电势低于b点的电势，电子由a点运动到b点，电场力做正功，电势能减小，故C、D正确。 2. 如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带正电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点。设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN，下列判断正确的是(　　) A．vM>vN，φM<φN B．vM>vN，aM>aN C．φM<φN，EpM<EpN D．aM<aN，EpM>EpN 解析：选D。带电粒子所受静电力指向轨迹弯曲的内侧，若粒子从M到N运动，则静电力做正功，动能增大，速度增大，电势能减小，即有vM<vN，EpM>EpN，若粒子从N到M运动则结论不变；电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向左下方，根据沿电场线方向电势降低，可知φM>φN，电场线密的地方场强大，故N点电场强度较大，静电力较大，根据牛顿第二定律可知，加速度也较大，即aM<aN。 3．(多选)如图所示，在两个等量异种点电荷产生的电场中，有三条位于同一平面内的等势线，其中a、b是曲线，c为直线，一所受重力不计的电子进入电场，依次穿过a、b、c三条等势线，运动轨迹如图中实线所示。电子从a到b再到c的过程中(　　) A．电势能不断减少 B．电势能不断增加 C．静电力一直做负功 D．静电力先做负功后做正功 解析：选BC。由于c为直线，是一条等势线，则c必为两个等量异种点电荷连线的垂直平分线，根据电子的轨迹弯曲方向可知电子所受的静电力方向偏向左侧，可知正点电荷在左侧，负点电荷在右侧，电子从a到b再到c，负电荷的电势能不断增大，故A错误，B正确；静电力方向与速度方向总是成钝角，静电力一直做负功，故C正确，D错误。 4. 如图所示，虚线表示某正点电荷Q所激发电场的等势线。已知a、b两点在同一等势线上，c点在另一个等势线上。某带电粒子从a射入电场，在电场中沿acb曲线运动，不计重力，则下列说法正确的是(　　) A．该粒子带正电 B．该粒子的加速度先减小后增大 C．该粒子的动能先减小后增大 D．该粒子的电势能先减小后增大 解析：选D。粒子所受库仑力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子带负电，故A错误；根据库仑定律F＝k，两点电荷间的距离越近，二者间的库仑力就越大，所以该粒子的库仑力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故B错误；因为粒子先靠近后远离场源电荷，库仑力对粒子先做正功，后做负功，所以动能先增大后减小，故C错误；由于粒子动能先增大后减小，则粒子电势能先减小后增大，故D正确。 5. (多选)一带电粒子在仅受静电力的作用下运动轨迹如图中的实线所示，图中的虚线是等势面，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是(　　) A．粒子在b点的电势能最大 B．粒子在c点的速度最小 C．b点的电势最高 D．粒子运动的轨迹可能是从a→b→c 解析： 选AD。依题意，根据电场线与等势线垂直，且粒子受到静电力的方向指向运动轨迹的凹侧，即如图所示，可知无论粒子从a→b→c还是从c→b→a，静电力均先做负功再做正功，电势能均先增大后减小，由图知b点为拐点，所以根据功能关系可知，粒子在b点电势能最大，动能最小，速度最小，故A正确，B错误；由于粒子电性未知，只能确定静电力方向，无法确定电场强度的方向，电势的高低也无法确定，故C错误；无论粒子是从a→b→c还是从c→b→a都是可能的，故D正确。 题组2　非匀强电场中E＝的定性分析 6. (多选)(2025·安徽芜湖市期中)如图，三个同心圆是正点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为rC－rB＝rB－rA，且这三点在同一条电场线上。现将一个电荷量为1.6×10－6 C的正电荷q从A点移到C点，其电势能减少1.92×10－5 J。下列说法正确的是(　　) A．若取C点的电势为0，A点的电势为12 V B．若取A点的电势为0，B点的电势为－6 V C．UAB＝UBC D．将电荷q从B点移到C点，静电力做功小于9.6×10－6 J 解析：选AD。根据静电力做功与电势差关系可得UAC＝φA－φC＝＝12 V，若取C点的电势为0，A点的电势为12 V，故A正确；因A、B之间的电场强度较B、C之间的电场强度大，根据U＝Ed可知UAB＞UBC，则UAB＞6 V，取A点的电势为0，B点的电势低于－6 V，故B、C错误；因为UBC＜6 V，则将电荷q从B点移到C点，静电力做功满足WBC＝qUBC＜1.6×10－6×6 J＝9.6×10－6 J，故D正确。 7．某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴正方向向右，下列说法正确的是　(　　) A．在x轴上，从x1到x2，电场强度方向向左 B．在x轴上，从x1到x2，电场强度先减小后增大 C．把一负电荷沿x轴从x1移到x2，电场力先增大后减小 D．把一负电荷从x1移到x2，电场力做负功 解析：选B。由φ－x图像知，从x1到x2，电势先降低后升高，可知电场强度方向先向右后向左，A错误；由φ－x图像的斜率等于电场强度，可知从x1到x2，电场强度先减小后增大，B正确；由F＝qE知，把一负电荷沿x轴从x1移到x2，电场力先减小后增大，C错误；负电荷在电势低处电势能大，所以把一负电荷从x1移到x2，电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，D错误。 8．电子束焊接机的核心部件内存在图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是(　　) A.该电场为匀强电场 B．电子运动过程中电势能逐渐减小 C．电子运动过程中加速度逐渐减小 D．电子经过各点的电势随位移x的变化如图乙所示 解析：选B。由题图甲中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，A错误；由于电子带负电，当它从A沿直线运动到B时，电场力做正功，则电势能减小，B正确；由题图甲中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，C错误；题图乙中图线的斜率表示电场强度，由题图乙知斜率逐渐变小，而由题图甲可知电场强度逐渐变大，D错误。 9．(多选)如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点且OD＝OA，P、E为BC上的两点且OE＝OP，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是(　　) A．E点和P点电场强度大小相等，方向相同 B．D点的电势与A点电势相等 C．将一负检验电荷沿直线从O点运动到P点，电势能增大 D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，静电力先做正功后做负功 解析：选BC。将带电体看成无数对等量异种电荷，等量异种电荷的中垂线场强竖直向下，根据对称性以及电场强度的叠加原理可知，E点和P点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；类比等量异种电荷周围的电势分布情况可知，AD为一条电势为零的等势线，则D点与A点电势相等，故B正确；根据沿电场线方向电势降低可知O点电势高于P点电势，将一负检验电荷沿直线从O点运动到P点，电势能增大，故C正确；AD为一条电势为零的等势线，则D点与O点电势相等，所以将一正检验电荷沿直线从O点移动到D点，静电力始终不做功，故D错误。 10. (2025·海南省部分学校期中)如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为O，边长为2 m。将电荷量为－1×10－6 C的点电荷从M点移动到N点，静电力做了1×10－5 J的功，再从N点移动到P点，静电力做了3×10－5 J的功。下列说法正确的是　(　　) A．M、N两点间的电势差UMN＝10 V B．N、P两点间的电势差UNP＝30 V C．匀强电场的电场强度大小E＝10 V/m，方向由P指向M D．若选O点为电势零点，则M点电势φM＝20 V 解析：选C。M、N两点间的电势差UMN＝＝－10 V，A错误；N、P两点间的电势差UNP＝＝－30 V，B错误；若设N点电势为零，则M点电势为－10 V，P点电势为＋30 V，PM间电势差为40 V，若将PM四等分，在Q点电势为零，则NQ为等势面，则电场强度方向由P指向M，匀强电场的电场强度大小E＝＝10 V/m，C正确；若选O点为电势零点，因UOM＝20 V，则M点电势φM＝－20 V，D错误。 11. (2025·广东广州市期末)如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，∠A＝37°，AB边长为5 m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、C、D三点的电势分别为14 V、6 V和10 V，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则(　　) A．B、C两点间电势差UBC＝2 V B．B点电势φB＝8 V C．该电场的电场强度大小E＝2 V/m D．该电场的方向为沿BC方向 解析：选C。A、C、D三点的电势分别为14 V、6 V和10 V，令AC中点为F，则有φA－φF＝φF－φC，解得φF＝10 V，可知DF连线为一条等势线，由于电场线与等势线垂直，且沿电场线方向电势降低，该电场的方向为沿AC方向，故D错误；结合上述可知，由于BC平行于DF，则BC也为一条等势线，有φB＝φC＝6 V，UBC＝0，故A、B错误；该电场的电场强度大小E＝＝2 V/m，故C正确。 12．(多选)(2025·广东广州市期中)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为2 V、6 V、8 V。下列说法正确的是(　　) A．坐标原点O的电势为4 V B．电场的方向由b点指向a点 C.匀强电场的电场强度大小为×102 V/m D．将电荷量q＝－2×10－3 C的点电荷从a点移到d点其电势能增加了8×10－3 J 解析：选ABC。由于是匀强电场，所以φc－φb＝φO－φa，解得φO＝4 V，故A正确；同理，ab中点e的电势为4 V，连接Oe，则Oe为等势线，如图所示，由几何关系可知，ab垂直于Oe，则ab为电场线，且方向由b指向a，匀强电场强度E＝＝ V/m＝×102 V/m，故B、C正确；连接bd，由几何关系知bd平行于Oe，即bd为等势线，该点电荷从a点移动到d点静电力做功Wad＝qUad＝qUab＝8×10－3 J，即电势能减少了8×10－3 J，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $