10.1 电势能和电势 基础练习卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版必修第三册

电势能和电势基础练习卷 一、单选题 1．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有、两点，用、表示、两点的场强，、表示、两点的电势，则：（　　） A．、在一条电场线上，且电场线是直线， B．、在一条电场线上，且电场线是直线， C．电荷在点的电势能一定大于点的电势能 D．不知、附近电场线的分布情况，、的大小不能确定 2．某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动且粒子的动能减少，以下说法正确的是（    ） A．粒子在点的电势能小于它在点的电势能 B．电场中点的电势低于点的电势 C．粒子在点的动能小于它在点的动能 D．粒子带负电 3．某一区域的电场线分布如图所示，、、、是电场中的四个点，以下判断正确的是（　　） A．点电场强度为0 B．点的电势最高 C．同一试探电荷在点的加速度最大 D．同一试探电荷在点受到的电场力比点大 4．甲、乙两个点电荷在空间产生电场的部分电场线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．P点的电势低于Q点的电势 B．甲所带的电荷量小于乙所带的电荷量 C．质子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力 D．电子在P点具有的电势能大于在Q点具有的电势能 5．如图所示，等量异种点电荷分别固定于水平直线上的M、N两点，M、N关于O点对称。一带负电的试探电荷从图中A点以一定初速度出发，仅在电场力的作用下沿如图所示的实线运动，已知A、B也关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A．M点固定负电荷，N点固定正电荷 B．试探电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 C．试探电荷加速度一直增大 D．A、B两点电场强度大小相等，方向相反 6．某静电场的电势在轴上的分布如图所示，、是轴上关于坐标原点对称的两点。一个带负电的粒子仅在电场力作用下，以点为中心、沿轴方向在、两点间做周期性往复运动。下列说法正确的是（　　） A．从运动到的过程中，电场力先做正功，后做负功 B．从运动到的过程中，粒子的加速度先增大后减小 C．粒子在点的动能最小 D．粒子的运动是简谐运动 7．将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上，a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　） A．a点电势等于b点电势 B．b点电势高于d点电势 C．a点与c点的电场强度相同 D．b点与d点的电场强度相同 8．如图，M和N是在一直线上相距L的两点，A是MN的中点，直线外的B点与N点相距。在M、N两点分别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（   ） A．EA < EB，φA > φB B．EA < EB，φA < φB C．EA > EB，φA > φB D．EA > EB，φA < φB 9．如图所示，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。将一电荷量为q的负点电荷自A沿直线向右移到B，再沿直线向上移到C。下列说法正确的是（    ） A．该电荷所受的电场力先变大后变小 B．该电荷在C点所受电场力的方向向上 C．电场力对该点电荷一直做负功 D．该点电荷的电势能先减小后变大 10．某电场区域的电场线分布如图所示，A、B、C为电场中的三个点，以下关于各点电场强度大小E、电势判断正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负点电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v—t图像如图乙所示（虚线为图线在O点的切线）。取A点为坐标原点，AB方向为正方向建立x轴，作出了AB所在直线的电场强度大小E、电势φ、粒子的电势能Ep随位移x的变化的E—x图像、φ—x图像、Ep—x图像，其中可能正确的是（   ） A． B． C． D． 12．关于电势和电势能，下列说法正确的是（　　） A．电势高的地方，电荷的电势能一定大 B．沿着电场线方向，电势逐渐降低 C．电场力做正功，电荷的电势能减少 D．电势是矢量，有正负之分 13．如图所示，平行线为某匀强电场中的电场线（方向未标出），一个带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，另一个带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，下列说法正确的是（    ） A．粒子甲从A到B速度增大 B．A点电势比B点电势低 C．乙粒子一定带正电 D．乙粒子从A到B电势能减小 14．如图甲所示，AB是电场中的一条直线，质子以某一初速度从A点出发，仅在静电力作用下沿AB直线运动到B点，其速度—时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．电场线的方向由A指向B B．A、B两点的电场强度大小相比 C．A、B两点的电势相比 D．质子由A点运动到B点的过程中，静电力做负功 15．某静电场的电势在x轴上分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．负电荷从移到，电场力做正功 B．负电荷从移到，电势能增加 C．处的电场强度大于处的电场强度 D．处的电场强度为零 三、解答题 16．把的试探电荷放在电场中的A点，具有的电势能， （1）求A点的电势。 （2）若把的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是多少？ （3）若把的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能又是多少？ 17．将电荷量为的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功，问： （1）电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ （2）A点的电势是多少？ （3）若将A点的电荷替换为一个电子，电子在A点的电势能是多少？ 18．电荷量为的正电荷位于电场中A点时，具有的电势能为；移到B点后具有的电势能变为。 (1)这个过程中，电场力所做的功是多少？ (2)如果把电荷量为的点电荷放到A点，具有的电势能是多少？ 19．如图所示，在水平向右、大小为的匀强电场中，在O点固定一电荷量为的点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，已知静电力常量，求： (1)A点的电场强度； (2)将一电荷量为的试探电荷从D点移动到B点，电场力对其做的功。 20．如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 (1)将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； (2)若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 电势能和电势基础练习卷 一、单选题 1．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有、两点，用、表示、两点的场强，、表示、两点的电势，则：（　　） A．、在一条电场线上，且电场线是直线， B．、在一条电场线上，且电场线是直线， C．电荷在点的电势能一定大于点的电势能 D．不知、附近电场线的分布情况，、的大小不能确定 【答案】D 【详解】AD．由于只有一条电场线，无法确定电场线的疏密程度，所以无法确定、两点的电场强度大小，故A错误，D正确。 B．由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以，故B错误。 C．由于不知道电荷带正电还是带负电，故无法确定电势能大小，故C错误。 故选D。 2．某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动且粒子的动能减少，以下说法正确的是（    ） A．粒子在点的电势能小于它在点的电势能 B．电场中点的电势低于点的电势 C．粒子在点的动能小于它在点的动能 D．粒子带负电 【答案】C 【详解】D．由粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力的方向大致向上，可知粒子带正电，故D错误； ABC．沿电场线电势逐渐降低，可知电场中点的电势高于点的电势，从到，电场力对粒子做正功，则动能增加，电势能减小，即粒子在点的电势能大于它在点的电势能，粒子在点的动能小于它在点的动能，故C正确，AB错误。 故选C。 3．某一区域的电场线分布如图所示，、、、是电场中的四个点，以下判断正确的是（　　） A．点电场强度为0 B．点的电势最高 C．同一试探电荷在点的加速度最大 D．同一试探电荷在点受到的电场力比点大 【答案】C 【详解】A.电场线是为了描述电场性质的假想曲线，其疏密程度表示场强大小，点电场强度不为0，故A错误; B.沿电场线方向电势降低，则C点电势最低，故B错误； C.电场线越密集,场强越大，则B点的电场强度最大，点电荷在B点受到的电场力最大，产生的加速度最大，故C正确， D错误。 故选C。 4．甲、乙两个点电荷在空间产生电场的部分电场线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．P点的电势低于Q点的电势 B．甲所带的电荷量小于乙所带的电荷量 C．质子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力 D．电子在P点具有的电势能大于在Q点具有的电势能 【答案】C 【详解】A．沿电场线方向电势降低，由图可知，P点电势高于Q点，A错误； B．根据图像可知，靠近甲的位置的电场线分布比靠近乙的位置的电场线分布密集一些，则甲的电荷量大于乙的电荷量，B错误； C．P点位置的电场线分布的密集程度大于Q点位置的电场线分布的密集程度，可知，P点的电场强度大于Q点的电场强度，根据 可知质子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力，C正确； D．电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反，可知，电子从P点移动到Q点，电场力做负功，电势能增大，即电子在P点的电势能低于Q点的电势能，D错误。 故选C。 5．如图所示，等量异种点电荷分别固定于水平直线上的M、N两点，M、N关于O点对称。一带负电的试探电荷从图中A点以一定初速度出发，仅在电场力的作用下沿如图所示的实线运动，已知A、B也关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A．M点固定负电荷，N点固定正电荷 B．试探电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 C．试探电荷加速度一直增大 D．A、B两点电场强度大小相等，方向相反 【答案】B 【详解】A．试探电荷经过MN连线时受力方向如图 负电荷受力方向与场强方向相反，故MN连线上场强方向由M指向N，故M点固定正电荷，N点固定负电荷，A错误； B．试探电荷由A向B运动过程中速度与电场力夹角是钝角，电场力做负功，电势能增大，故试探电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，B正确； C．由等量异种电荷电场线分布情况可知，由A到B场强先减小后增大，故试探电荷加速度先减小后增大，C错误； D．由等量异种电荷电场线分布情况可知，关于O对称的点，电场强度大小相等，方向相同，故A、B两点电场强度大小相等，方向相同，D错误。 故选B。 6．某静电场的电势在轴上的分布如图所示，、是轴上关于坐标原点对称的两点。一个带负电的粒子仅在电场力作用下，以点为中心、沿轴方向在、两点间做周期性往复运动。下列说法正确的是（　　） A．从运动到的过程中，电场力先做正功，后做负功 B．从运动到的过程中，粒子的加速度先增大后减小 C．粒子在点的动能最小 D．粒子的运动是简谐运动 【答案】B 【详解】AC．根据电场中的规律可知沿电场线方向电势降低，O点处电势最高，则段电场的方向向左，段电场的方向向右，带负电的粒子在段受到向右的电场力的作用，在段受到向左的电场力的作用，所以粒子从运动到的过程中，电场力做正功，动能增大，从运动到的过程中，电场力做负功，动能减小，O点动能最大，故AC错误； B．根据图像规律可知图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小，根据 可知，粒子、不变的情况下，从运动到的过程中，粒子的加速度先增大后减小，故B正确； D．简谐运动需满足回复力 则偏离平衡位置位移越大，物体所受的回复力越大，而根据B选项分析可知往复运动的端点B点和C点处场强不是最大的，则受力不是最大，不符合简谐运动的条件，故D错误。 故选B。 7．将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上，a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　） A．a点电势等于b点电势 B．b点电势高于d点电势 C．a点与c点的电场强度相同 D．b点与d点的电场强度相同 【答案】B 【详解】AB．由正点电荷电势的特点可知，越靠近正点电荷，电势越高，所以a点电势比b点电势低，b点电势高于d点电势。故A错误，B正确。 CD．由正点电荷电场的特点可知，a点电场强度与c点电场强度大小相等，方向不同；b点电场强度与d点电场强度方向相同，大小不同，故CD错误。 故选B。 8．如图，M和N是在一直线上相距L的两点，A是MN的中点，直线外的B点与N点相距。在M、N两点分别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（   ） A．EA < EB，φA > φB B．EA < EB，φA < φB C．EA > EB，φA > φB D．EA > EB，φA < φB 【答案】A 【详解】根据，结合矢量合成可知，两电荷在A点产生场强等大反向，所以EA = 0 而两电荷在B点合场强不为零，所以EA < EB 等量同种点电荷的电场分布，如图所示 根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可看出φA > φB。 故选A。 9．如图所示，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。将一电荷量为q的负点电荷自A沿直线向右移到B，再沿直线向上移到C。下列说法正确的是（    ） A．该电荷所受的电场力先变大后变小 B．该电荷在C点所受电场力的方向向上 C．电场力对该点电荷一直做负功 D．该点电荷的电势能先减小后变大 【答案】C 【详解】根据场强叠加原理，可知在等量同种正点电荷二者连线上，中点处电场强度为零，从中点处向两点电荷靠近，场强逐渐增大，场强方向背离所靠近点电荷一方；在二者连线中垂线上，中点处场强为零，从中点处往中垂线两边延伸，场强先增大，后减小，且场强方向沿中垂线方向，二者连线上方竖直向上，下方竖直向下。 A．将一带电量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，场强先减小后增大，则电场力先减小后增大，故A错误； BCD．负电荷所受力的方向与电场强度方向相反，所以该电荷在C点所受电场力的方向向下，负点电荷自A沿直线移到B的过程中，电场力做负功，再沿直线移到C时，电场力还是做负功；电场力一直做负功，电荷的电势能一直增大，故C正确，BD错误； 故选C。 10．某电场区域的电场线分布如图所示，A、B、C为电场中的三个点，以下关于各点电场强度大小E、电势判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．电场线越密集场强越大，则A、B、C三点的电场强度大小关系为，选项AB错误； CD．沿电场线电势降低，则A、B、C三点的电势关系为，选项C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 11．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负点电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v—t图像如图乙所示（虚线为图线在O点的切线）。取A点为坐标原点，AB方向为正方向建立x轴，作出了AB所在直线的电场强度大小E、电势φ、粒子的电势能Ep随位移x的变化的E—x图像、φ—x图像、Ep—x图像，其中可能正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．根据v—t图像可知，粒子的加速度在逐渐增大，粒子所受电场力在逐渐增大，电场强度E随位移x在逐渐增大，故A正确、B错误； D．粒子带负电，电场力方向从A指向B，电场强度方向从B指向A，故从A到B电势逐渐升高，由于电场强度逐渐增大，故φ—x图像的斜率代表场强逐渐增大，故D错误； C．从A到B动能增大，根据能量守恒电势能逐渐减小，由于电场力增大，Ep—x图像的斜率逐渐增大，故C正确。 故选AC。 12．关于电势和电势能，下列说法正确的是（　　） A．电势高的地方，电荷的电势能一定大 B．沿着电场线方向，电势逐渐降低 C．电场力做正功，电荷的电势能减少 D．电势是矢量，有正负之分 【答案】BC 【详解】A．正电荷在电势高的地方电势能较大，负电荷在电势高的地方电势能较小，A错误； B．沿着电场线方向，电势逐渐降低，B正确； C．电场力做正功，电荷的电势能减少，C正确； D．电势有大小无方向，是标量，电势的正负号只表示与零电势点比较的高低，D错误。 故选BC。 13．如图所示，平行线为某匀强电场中的电场线（方向未标出），一个带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，另一个带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，下列说法正确的是（    ） A．粒子甲从A到B速度增大 B．A点电势比B点电势低 C．乙粒子一定带正电 D．乙粒子从A到B电势能减小 【答案】CD 【详解】A．由图可知，粒子甲受的电场力方向指向轨迹1内侧即向左，则电场方向向右，电场力对粒子甲做负功，粒子甲的速度变小，A错误； B．因场强方向向右，A点电势比B点电势高，B错误； C．由图可知，该粒子乙受到的电场力方向向右，因此乙粒子带正电，C正确； D．电场力对乙粒子做正功，因此乙粒子的电势能减小，D正确。 故选CD。 14．如图甲所示，AB是电场中的一条直线，质子以某一初速度从A点出发，仅在静电力作用下沿AB直线运动到B点，其速度—时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．电场线的方向由A指向B B．A、B两点的电场强度大小相比 C．A、B两点的电势相比 D．质子由A点运动到B点的过程中，静电力做负功 【答案】BD 【详解】B．由图乙可知，质子从A点到B点过程，加速度大小逐渐减小，所受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，则有，故B正确； D．质子从A点到B点过程，质子的速度逐渐减小，所以静电力做负功，故D正确； AC．由于静电力做负功，质子受到的电场力向左，则电场线的方向由B指向A，根据沿场强方向电势逐渐降低，可知，故AC错误。 故选BD。 15．某静电场的电势在x轴上分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．负电荷从移到，电场力做正功 B．负电荷从移到，电势能增加 C．处的电场强度大于处的电场强度 D．处的电场强度为零 【答案】AC 【详解】AB．负电荷从移到，电势升高，根据可知，负电荷的电势能减小，则电场力做正功，故A正确，B错误； CD．图线的斜率表示电场强度的大小，由图可知，处的电场强度大于处的电场强度，且处的电场强度不为零，故C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题 16．把的试探电荷放在电场中的A点，具有的电势能， （1）求A点的电势。 （2）若把的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是多少？ （3）若把的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能又是多少？ 【答案】（1）15V；（2）；（3） 【详解】（1）根据 可得 （2）根据公式可得 （3）根据公式可得 17．将电荷量为的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功，问： （1）电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ （2）A点的电势是多少？ （3）若将A点的电荷替换为一个电子，电子在A点的电势能是多少？ 【答案】（1）增加，；（2）；（3） 【详解】（1）电荷从无限远处移到电场中的A点，静电力做负功，电势能增加，根据 解得电荷在A点具有电势能为 （2）A点的电势是 （3）电子在A点的电势能是 18．电荷量为的正电荷位于电场中A点时，具有的电势能为；移到B点后具有的电势能变为。 (1)这个过程中，电场力所做的功是多少？ (2)如果把电荷量为的点电荷放到A点，具有的电势能是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据电场力做功与电势能变化的关系，可知这个过程中，电场力所做的功为 （2）电荷量为的正电荷位于电场中A点时，具有的电势能为，则有 如果把电荷量为的点电荷放到A点，具有的电势能为 19．如图所示，在水平向右、大小为的匀强电场中，在O点固定一电荷量为的点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，已知静电力常量，求： (1)A点的电场强度； (2)将一电荷量为的试探电荷从D点移动到B点，电场力对其做的功。 【答案】(1)，方向为右上方与水平方向夹角为 (2) 【详解】（1）点电荷Q在A点产生的场强大小为 方向竖直向上，场强为矢量，根据电场的叠加原理，A点的电场强度大小为 方向为右上方与水平方向夹角为。 （2）D点和B点关于点电荷对称，则试探电荷从D点移动到B点过程中，点电荷对试探电荷的库仑力做功为0，则电场力做功等于匀强电场对试探电荷做的功，即为 20．如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 (1)将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； (2)若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）将电荷从A点移动到B点，静电力做的功为 （2）若选取B点为电势零点，则该电荷在B点的电势能为 电荷从B点移到C点，静电力做的功为 根据 可得该电荷在C点的电势能 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $