(2)电势能和电势、电势差、电势差与电场强度的关系-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高一物理必修第三册同步周测卷（J）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (二)电势能和电势、电势差、电势差与电场强度的关系 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.电荷量q1=十2×103C的试探电荷放在电场中的A点，具有2×103J的电势能， 若把电荷量q2=一3×103C的试探电荷放在电场中的A点，92具有的电势能为 A.-3×10-3JB.-4×10-3J C.-6×10-3J D.-2×10-3J 2.如图所示为一静电除尘装置内部某一区域内的电场线分布。α、b、c为同一条电场线 上的三个点，其场强大小分别为Ea、E6、E。,电势分别为p、P、,下列说法正确的是 A.EEa B.E<E,a< C.En=Ec, D.E>E, 3.某静电场中，其中一条电场线恰好与x轴平行，其电势φ随位置坐标x变化的关系图 像如图所示，一个电子沿x轴正方向运动，途中经过间距相等的A、B、C三点，三点的 位置坐标分别为xA、x、xC。若该电子只受到电场力的作用，下列说法错误的是 A.电子在A点的加速度小于在B点的加速度 B.电子在A点的速度小于在B点的速度 C.电子从A点到C点的过程中，电势能不断增大 D.电子从A点到B点的过程中电场力做的功小于从B点到C点OA XB XC 的过程中电场力做的功 4.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所 示。一个电荷量为十2×107C、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点由静 止释放，其运动的w-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线的切线（图中已标 出)斜率最大的位置，下列说法正确的是 A.从C点到A点的过程中物块的电势能一直在 *v/(×102ms1) ·A ◆B 8 增大 C B.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1× 7101215s 105V/m 甲 物理·J必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 C.从C点到A点电势逐渐升高 D.UBA =500 V 5.如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内， △ABC为圆的内接直角三角形，∠BAC=60°，O点为圆心，半径R=6cm。位于A 处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量均为+e的粒子，这些粒 子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为14eV,到达C点的粒子动能 也为14eV。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是 A.电场方向由B点指向A点 B.经过圆周上的所有粒子，动能最大为17eV C.UoB =-3 V D.匀强电场的电场强度大小为50V/m 6.如图所示为某一电场的电场线和等势面。已知p。=5V,g,=3V,ab=bc,b点电势为 ,b、d在同一等势面上。以W|表示点电荷q由a点移到c点的过程中静电力做 功的大小，Wk表示点电荷q由d点移到c点的过程中静电力做功的大小，下列说 法正确的是 A.=4V B.o<4 V C.Wocl=2 Wd D.W<2 Wd 7.如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块（可视为质点），在x=1m处 以初速度wo=√3/s沿x轴正方向运动。滑块的质量m=2kg,电荷量q= 一0.1C。整个运动区域存在沿水平方向的电场，如图乙所示为滑块电势能E。随位 置x变化的部分图像，P点为图线的最低点，虚线AB为图像在x=1处的切线，并 且AB经过(1,2)和(2,1)两点。下列说法正确的是 A.在x=1m处的电场强度大小为20V/m ↑EJ B.滑块向右运动的过程中，加速度先增大 后减小 0 □9 12345xm C.滑块运动至x=3m处时，速度的大小为 甲 2.5m/s D.若滑块恰好能到达x=5m处，则该处的电势为一50V ·高中同步周测卷二 物理·J必修第三册第2页（共4页） 8.如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆MP,M点和P点的高度差为3r, 细杆左侧O点处固定着一个带正电的点电荷，以O点为圆心、为半径的圆周与细杆 交于N、P两点，圆心O在P点正上方，N点为MP的中点，现将一质量为、电荷量 为十q的小球（可视为质点）套在细杆上从M点由静止释放，小球滑到N点时的速度 大小为√gr,重力加速度为g,下列说法正确的是 A.M、V间的电势差UMw="mg Mo B.小球从N点到P点的过程中，电场力做的功为-3m 2 3 C.若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在N点平 衡且恰好对MP无压力，则所加电场的电场强度大小 7777777777777 为3mg D.MP的长度为√3r 班级 姓名 分数 题号 2 5 6 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷， 质量为m、电荷量为一q的带电小球（可视为点电荷）固定在长为R的绝缘轻质细线 一端，细线另一端被固定在O点，O点位于MN的垂直平分线上与MN间的距离为 R处，M、N两点间的距离为2R。现在把细线拉到水平位置使小球从A点由静止释 放，小球经过最低点B时的速度恰好为0，静电力常量为k,重力加速度为g。 (1)求A、B两点间的电势差UAB; (2)如果现在MN间叠加竖直向上的匀强电场E,-怒求此时B点的电场强度大小 (用E表示)。 物理·J必修第三册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(12分)真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势o 随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，VD段中的C点电势 最高。 (1)图中两电荷的电性分别是什么？电荷量的大小关系怎么样？ (2)图中哪一点的电场强度最小？是多少？ (3)N点和D点的电场强度大小关系怎么样？ (4)如果是电子从N点运动到D点的过程中，电势能如何变化？动能如何变化？ 11.(16分)如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，电场的方向与△ABC所在的平 面平行，AB⊥AC,∠ACB=30°。将电荷量q=一1×109C的点电荷从A点移动 到B点，静电力做功WAB=一2×108J;将该电荷从B点移动到C点，电势能增加 了4×108J。设C点的电势pc=0,A、B两点间的距离L=4cm,求： (I)A点与B、C两点间的电势差UB、UAc; (2)A、B两点的电势PA、PB和该电荷在B点具有的电势能Es; (3)电场强度E的大小。 30C 高中同步周测卷二 物理·J必修第三册第4页（共4页）】高中周测卷 ·物理·J必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（二） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ⅡⅢ ①②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 电势能与电势的关系 易 0.85 2 单项选择题 电场线与场强、电势的关系 中 0.75 单项选择题 P P-x图像 中 0.75 等量同种点电荷产生的电场中 4 单项选择题 中 0.75 的电势能与电势 匀强电场中的场强与电势差间 单项选择题 8 中 0.70 的关系 电势、电势差与静电力做功的 6单项选择题 8 中 0.65 关系 7 单项选择题 Epx图像 中 0.65 8 单项选择题 8 电场力做功与电势差的关系 难 0.55 非选择题 8 电势差、电场强度 中 0.75 10 非选择题 12 P-x图像 中 0.65 匀强电场中电场力做功与电势 11 非选择题 16 0.55 差、电势能、电场强度的应用 香考誉案及解析 一、单项选择题 知E>E。>E。,沿着电场线方向电势逐渐降低，由图 1.A【解析】当把电荷量g1=十2×103C的试探电 可知p。<<g,D项正确。 荷放在电场中的A点，q1具有的电势能E,=q19, 3.C【解析】根据9-x图像中斜率表示电场强度，由 解得1=1V;当把电荷量q2=-3×103C的试探 图可知，A点的电场强度小于B点的电场强度，故电 电荷放在电场中的A点，q2具有的电势能E,2=q9 子在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力， =-3X10-3J,A项正确。 故电子在A点的加速度小于在B点的加速度，A项 2.D【解析】电场线的疏密反映了场强的大小，电场线 正确；由图可知，从A点到C点，电势升高，则电场方 越密集，场强越大，电场线越稀疏，场强越小，由图可： 向沿x轴负方向，电子沿x轴正方向运动，电场力做 ·5 ·物理·J必修第三册· 参考答案及解析 正功，电子的动能增大，电势能减小，故电子在A点 D 的速度小于在B点的速度，B项正确，C项错误；根据 9x图像中斜率表示电场强度，由图可知，A、B两点 间的平均电场强度小于B、C两点间的平均电场强 度，由公式W=gU=gEd可知，电子从A点到B点的 过程中电场力做的功小于从B点到C点的过程中电 6.B【解析】由题图可得，a、b间的电场线比b、c间的 场力做的功，D项正确。 电场线密，而ab=bc,根据U=Ed定性分析可得a、b 4.D【解析】从v-t图像可知，从C点到A点的过程 间的电势差大于b、c间的电势差，即U>Ur,又Ub 中，物块的速度一直增大，电场力对物块做正功，电势 =g。一9，Ue=一，则有.一96>一9，可得9 能一直减小，A项错误：u-t图像的斜率表示加速度， <丝十丝=53V=4V,又6，d在同一等势面上，则 2 由v-t图像可知物块在B点的加速度最大，为ax= 有=<4V,A项错误，B项正确；由上述分析可 △v=4×102 △t 7-5m/s=2X102m/s,则物块在B点 知U$>U左，则U>2U,而d点与b点的电势相 所受的电场力最大，为Fmx=namx=2X103N,则 等，则U=Ux,可得U>2Uk,根据静电力做功公 B点处的场强最大，且最大值E=F型= 式W=gU,可知|W>2W|,C、D项错误。 7.D【解析】E,-x图像斜率的绝对值表示滑块所受 2×10V/m=1X10:V/m,B项错误：两个等量正 2×10-3 电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力大 点电荷其连线中垂线上电场强度方向是由O点沿中 小F=gE=竖-多岩N=1N,解得电场强度 垂线指向外侧，故从C点到A点的过程中电势逐渐 大小E=10V/m,A项错误；滑块向右运动时，由图 减小，C项错误；从-t图像可知，A、B两点的速度 像斜率可知，电场力先减小后增大，所以加速度先减 分别为vA=6×10m/s,=4X102m/s,再根据 小后增大，B项错误；滑块从x=1m到x=3m运动 动能定理得gUau=合mi一之m,解得Ua- 1 过程中电势能减小，电场力做功W电=一△E。=一(1 500V,D项正确。 一2)J=1小，由动能定理得W=号n心-分m,解 5,B【解析】由题意可知，到达B点的粒子动能与到达 得滑块运动至x=3m处时，速度的大小v=2m/s,C C点的粒子动能相等，可知B、C两点的电势相等，B、 项错误：若滑块恰好到达x=5处，则滑块恰好到达 C两点的连线为匀强电场的等势线，等势线与电场线 x=5m处，有'=0，则滑块从x=1m到x=5m运 互相垂直，如图所示，电荷量为十e的粒子从A点到 动过程中，有W'=-(E-E,)=0-m6,又 B点，动能增加，可知电场力做正功，粒子受到的电场 力方向为由A点指向B点，电场方向由A点指向B Epl=2J,解得滑块到达x=5m处的电势能Ep2= 点，A项错误：由电场力做功与电势差的关系可得 5Jx=5m处的电势g=号=V=一50v,D U=w业=14eV一8Y=6V,由几何关系可得 项正确。 dB=2Rcos∠BAC=R,由匀强电场的电场强度与电 8.C【解析】从M点到V点由动能定理qU十mg· 势差的关系公式，可得匀强电场的电场强度大小E= 艺=令m(Vg),解得M,N间的电势差Uw UAB= a他-6xi0V/m=100V/m,D项错误：由图可 6 一m,A项错误；因N、P两点的电势相等，则小球 知，圆周上的D点电势最低，则粒子运动到D点的动 从N点到P点的过程中，电场力做的功为O,B项错 能最大，则有UD=EdD,由儿何关系可得dD=R十 Rcos∠BAC,从A点到D点由动能定理可得eUD= 误：设ON与水平方向的夹角为0，则，+7sn0=受， E如一EA,解得经过圆周上的所有粒子，动能最大为 解得9=30°，若在此装置中加一水平方向的匀强电 Ew=17eV,B项正确；O、B两点间的电势差Uog= 场，小球在V点平衡且恰好对MP无压力，则对小球 Edow=ERcos∠BAC=3V,C项错误。 受力分析可知mg=qEtan30°，解得所加电场的电场 ·6 高中周测卷 ·物理·J必修第三册· 强度大小E=⑤m竖，C项正确：设MP与竖直方向夹 强度方向沿x轴正方向，则电子从N点移到D点， 9 电场力先做正功后负功 (1分) 3 电势能先减少后增加 (1分) 角为a,则分MP=PN=2 o ,解得MP= cos a 动能先增大后减小 (1分) 23r,D项错误。 11.【解析】(1)由题可知WB=qUB (1分) 二、非选择题 解得UB=”世=20V (1分) 9.【解析】(1)小球从A点到B点的过程中，由动能定理 电荷从B点移动到C点，电势能增加了4×108J, 有mgR-qUB=0-0 (2分) 说明在此过程中，电场力也是做负功，同理可得U 解得UB=mg迟 (2分) W=40V (2分) (2)固定在M点和N点的点电荷在B点分别产生的 根据电势差的关系可得Uc=UB十Ux=60V 电场强度大小均为E:一架 (2分) (2分) (2)根据上述分析可知9一9c=U (1分) B点的合场强大小E=√(2E)+E=5kQ R2 又g9=0 (1分) √5E (2分) 解得B点的电势9B=40V (1分) 10.【解析】(1)(2)由题图中电势的变化可知，在O点放 该电荷在B点具有的电势能EpB=q9B=一4× 的是正电荷 (1分) 10-8J (1分) 在M点放的是负电荷 (1分) 同理可得9A一=UB (1分) 9~x图线的斜率表示电场强度，可知C点的电场强 解得A点的电势pA=60V (2分) 度最小 (1分) (3)沿AB方向的电场强度大小E,=她 L C点的电场强度大小为零 (1分) 500V/m (1分) 根兽一0 (1分) 沿AC方向的电场强度大小E2= Uc一= L 可得Qo>QM (2分) tan 30 (3)9x图线的斜率表示电场强度，故Ev>ED 500√5V/m (1分) (2分) 解得电场强度E=√E十E=1000 (4)VC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场 ·7