10.1 电势能和电势 同步巩固练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十章第一节 电势能和电势同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某电场的三条电场线如图所示（方向未知），A、B为其中两点，下列说法正确的是（　　） A．A点场强大于B点场强 B．A点场强小于B点场强 C．A点电势高于B点电势 D．A点电势低于B点电势 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、电势和电场线的关系 【详解】AB．电场线密的地方电场的强度大，所以A点场强大于B点场强，A正确，B错误； CD．沿电场线的方向，电势降低，题中未给出电场线方向，故不能确定A、B两点电势大小关系，CD错误。 故选A。 2．如图，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，、、分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，且这三点在同一条电场线上。以下说法正确的是（　　） A．点的电场强度最小 B．点电场强度的方向与点相同 C．点的电势最高 D．图中相邻两个等势面的电势差相等 【答案】B 【难度】0.94 【知识点】电势和电场线的关系 【详解】A．根据点电荷周围的电场分布可知，A点的电场强度最大，故A错误； B．B、C在同一条电场线上，因此点电场强度的方向与点相同，故B正确； C．沿电场线的方向电势逐渐降低，因此C点电势最低，故C错误； D．在匀强电场中，等间距两点的电势差相等，但点电荷形成的电场不是匀强电场，故D错误。 故选B。 3．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，且轨迹上有M、N两点，先经过M点再经过N点，下列说法正确的是（　　） A．该带电粒子带负电 B．M点的加速度大于N点的加速度 C．带电粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 D．M点的动能小于N点的动能 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析 【详解】A．根据粒子的运动轨迹可知，该粒子所受电场力大致向下，可知该带电粒子带正电，选项A错误； B．因N点电场线较M点密集，可知N点场强较大，则粒子在M点的加速度小于N点的加速度，选项B错误； CD．从M到N电场力做正功，则电势能减小，动能增加，即带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，M点的动能小于N点的动能，选项C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示是某高压除尘装置的示意图，平板电极上的过滤材料经过静电驻极处理后，其表面形成持久的静电场，可以持续吸附空气中带负电荷的微小颗粒。针状电极与过滤材料间形成的电场如图所示，b为ac的中点，bd连线平行于过滤材料，平板电极和针状电极之间的电压始终不变，下列说法正确的是（　　） A．a点电势一定比c点的电势高 B．b、d两点电势一定相等 C．带电颗粒由a点运动到b点过程中电场力做功一定比由b点运动到c点电场力做功多 D．若针状电极向下移动一小段距离，a点电势会升高 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】电势和电场线的关系、静电力做功与电势差的关系 【详解】A．根据沿电场方向电势逐渐降低，可知a点电势一定比c点的电势低，故A错误； B．等势面与电场方向垂直，则图中过b点的等势面不会过d点，所以b、d两点电势不相等，故B错误； C．根据图中电场线的疏密程度可知，从a点到c点，场强逐渐减小，则带电颗粒受到的电场力逐渐减小，又b为ac的中点，所以带电颗粒由a点运动到b点过程中电场力做功一定比由b点运动到c点电场力做功多，故C正确； D．若针状电极向下移动一小段距离，相当于a点更靠近带负电的针状电极，则a点电势会降低，故D错误。 故选C。 5．均匀带电球面内部的电场强度处处为零。如图所示，O为均匀带正电半球面的球心，P为与半球截面相平行截面的圆心，则（　　）    A．P点的电场强度为零 B．P点的电场强度方向向右 C．O、P两点电势相等 D．O点电势比P点低 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】带电体周围的电势分布、利用静电平衡求场强 【详解】AB．将另一个均匀带等量正电半球面与该半球面组成一个球面，两个半球面在P点的电场强度等于零，则右半球面在P点的电场强度方向向左，故AB错误； CD．因为P点的电场强度方向向左，所以PO连线上各点电场强度向左，则O点电势比P点低，故C错误，D正确。 故选D。 6．近年来在国家环保部门的大力干预下空气质量得到明显的改善，一些家庭为保证室内空气质量使用空气净化器。其中一种空气净化器为静电除尘空气净化器，可以用于家居的除尘灭菌，工作原理如图所示，一带电的尘埃（不计重力）仅在电场力的作用下沿虚线运动（实线为电场线），下列说法正确的是（　　） A．带电尘埃做匀变速曲线运动 B．M点电场强度小于N点电场强度 C．该尘埃在M点的动能比在N点的动能大 D．该尘埃在M点的电势能比在N点的电势能大 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析 【详解】A．带电尘埃向带正电的集尘极飞去，电场力大小方向都变，不是匀变速运动，故A错误； B．电场线越密集的地方电场强度越大，故M点电场强度大于N点，故B错误； CD．沿电场线的方向电势降低，有 带负电的尘埃在电势越高的地方电势能越低，可得 尘埃运动过程中，只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变，可得 故C错误；D正确。 故选D。 二、多选题 7．一带电粒子从点射入电场，从点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有（　　） A．粒子的运动轨迹与电场线重合 B．粒子的加速度先不变，后变大 C．粒子的速度不断减小 D．粒子的电势能一直增大 【答案】CD 【难度】0.85 【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析 【详解】A．因为右边的等势面不是平行的，则电场线也是曲线，则粒子的运动轨迹也不与电场线重合，选项A错误； B．开始时等势面平行均匀，则电场为匀强电场，则粒子的加速度不变；到右边的等势面逐渐稀疏，可知电场线也逐渐稀疏，粒子受电场力减小，则粒子的加速度变小，选项B错误； CD．由图左侧的电势高，电场线（垂直于等势面）先向右后向上偏，而粒子后向下偏了，所以电场力与电场强度方向相反，所以粒子带负电，由于起初电场力与初速度方向相反，所以速度不断减小；因为电场力做负功，所以电势能增大，故CD正确； 故选CD。 8．静电场的电场强度方向与x轴平行，x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子（重力不计），电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、ψ-x图像、瞬时功率 【详解】A．电子在间做匀加速直线运动，在间做匀减速直线运动，在间做匀加速直线运动，全程加速度大小均相等，但电子速度随位移并非线性变化，A错误； B．根据，B正确； C．由动能定理，，故C正确； D．电子在越过前后电场力方向突变，其功率大小不变，由 可知其功率正负值突变，D错误。 故选BC。 三、解答题 9．如图甲所示，绝缘水平面上有一质量，带电荷量的小滑块，整个区域存在着水平方向的电场（未画出）。当时，小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点，到达点时速度最小，到达点时速度，其中段光滑，段与滑块之间的动摩擦因数，且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像，点的坐标为，图中虚线是曲线在时的切线，取重力加速度。     (1)求点的电场强度大小； (2)求滑块从点到点，电场力所做的功； (3)若点电势为0，求点的电势。 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.65 【知识点】牛顿第二定律的初步应用、动能定理的初步应用、静电力做功的特点 【详解】（1）由图像可知，滑块在点的加速度 由牛顿第二定律得 解得 （2）从点到点根据动能定理得 代入数据解得 （3）从点到点，设电场力做功为，根据动能定理，有 代入数据解得 又 由题意可知 解得 10．如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们的间距为2cm，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B，其电势能增加了1×10﹣3J，求： (1)从A移到B的过程中，电场力对电荷做的功WAB； (2)A、B两点的电势差UAB； (3)匀强电场的场强大小E。 【答案】(1)﹣1.0×10﹣3J；(2)50V；(3)5.0×103V/m 【难度】0.65 【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系 【详解】(1)电荷由A移到B，其电势能增加了1×10﹣3J，即△Ep＝1×10﹣3J 根据电场力做功与电势能变化之间的关系，得： WAB＝﹣△Ep＝﹣1.0×10﹣3J (2)A、B两点的电势差 UABV＝50V (3)匀强电场的场强大小 EV/m＝5.0×103V/m 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第三册第十章第一节 电势能和电势同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某电场的三条电场线如图所示（方向未知），A、B为其中两点，下列说法正确的是（　　） A．A点场强大于B点场强 B．A点场强小于B点场强 C．A点电势高于B点电势 D．A点电势低于B点电势 2．如图，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，、、分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，且这三点在同一条电场线上。以下说法正确的是（　　） A．点的电场强度最小 B．点电场强度的方向与点相同 C．点的电势最高 D．图中相邻两个等势面的电势差相等 3．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，且轨迹上有M、N两点，先经过M点再经过N点，下列说法正确的是（　　） A．该带电粒子带负电 B．M点的加速度大于N点的加速度 C．带电粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 D．M点的动能小于N点的动能 4．如图所示是某高压除尘装置的示意图，平板电极上的过滤材料经过静电驻极处理后，其表面形成持久的静电场，可以持续吸附空气中带负电荷的微小颗粒。针状电极与过滤材料间形成的电场如图所示，b为ac的中点，bd连线平行于过滤材料，平板电极和针状电极之间的电压始终不变，下列说法正确的是（　　） A．a点电势一定比c点的电势高 B．b、d两点电势一定相等 C．带电颗粒由a点运动到b点过程中电场力做功一定比由b点运动到c点电场力做功多 D．若针状电极向下移动一小段距离，a点电势会升高 5．均匀带电球面内部的电场强度处处为零。如图所示，O为均匀带正电半球面的球心，P为与半球截面相平行截面的圆心，则（　　）    A．P点的电场强度为零 B．P点的电场强度方向向右 C．O、P两点电势相等 D．O点电势比P点低 6．近年来在国家环保部门的大力干预下空气质量得到明显的改善，一些家庭为保证室内空气质量使用空气净化器。其中一种空气净化器为静电除尘空气净化器，可以用于家居的除尘灭菌，工作原理如图所示，一带电的尘埃（不计重力）仅在电场力的作用下沿虚线运动（实线为电场线），下列说法正确的是（　　） A．带电尘埃做匀变速曲线运动 B．M点电场强度小于N点电场强度 C．该尘埃在M点的动能比在N点的动能大 D．该尘埃在M点的电势能比在N点的电势能大 二、多选题 7．一带电粒子从点射入电场，从点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有（　　） A．粒子的运动轨迹与电场线重合 B．粒子的加速度先不变，后变大 C．粒子的速度不断减小 D．粒子的电势能一直增大 8．静电场的电场强度方向与x轴平行，x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子（重力不计），电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   三、解答题 9．如图甲所示，绝缘水平面上有一质量，带电荷量的小滑块，整个区域存在着水平方向的电场（未画出）。当时，小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点，到达点时速度最小，到达点时速度，其中段光滑，段与滑块之间的动摩擦因数，且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像，点的坐标为，图中虚线是曲线在时的切线，取重力加速度。     (1)求点的电场强度大小； (2)求滑块从点到点，电场力所做的功； (3)若点电势为0，求点的电势。 10．如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们的间距为2cm，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B，其电势能增加了1×10﹣3J，求： (1)从A移到B的过程中，电场力对电荷做的功WAB； (2)A、B两点的电势差UAB； (3)匀强电场的场强大小E。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $