第十章 电场中的能量 单元复习题-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理第十章“电场中的能量”单元复习卷，聚焦电场线、等势面、电势能、电容等核心知识，通过情境化试题考查物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7题|电场线绘制、电场力与电势能比较、等势线分析|结合法拉第电场线提出背景，考查模型建构能力| |多选题|4题|电场强度叠加、等势面与电场力做功|通过复杂等势面分布，训练科学推理与论证| |解答题|2题|带电小球在电场中的运动、电子在组合电场中的运动|设计电子枪模型，体现科学情境真实性，综合考查能量观念与运动分析|

第十章 电场中的能量 单元复习题 学校:___________姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，还引入了电场线形象地描述场的性质。下列静电场中电场线的绘制，正确的是（     ） A． B． C． D． 2．如图所示，A、B、C为一正点电荷电场中的三个点，A、B在同一等势面上，B、C在同一电场线上，则带正电的试探电荷在（     ） A． A点受到的电场力比B点的小 B． B．A点受到的电场力比B点的大 C． B点的电势能比C点的小 D． D．B点的电势能比C点的大 3．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　） A．e点的电势大于0 B．a点和b点的电场强度相同 C．b点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加 4．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（　　） A．三个等势面中，c的电势最高 B．带电微粒在P点的电势能比在Q点的小 C．带电微粒在P点和在R点的速度大小可能相等 D．带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度小 5．电容式位移传感器的示意图如图所示，平行板电容器的两极板和输出电压恒定的电源相连，当电介质板向右移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的电容变小 B．平行板电容器的带电量增大 C．通过电流计的电流方向为b到a D．平行板间的电场强度变小 6．某静电场电势在轴上分布如图所示，图线关于轴对称，、、是轴上的三点，；有一电子从点静止释放，仅受轴方向的电场力作用，则下列说法正确的是（　　） A．点电场强度方向沿轴负方向 B．点的电场强度小于点的电场强度 C．电子在点的动能小于在点的动能 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 7．如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，S为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　） A． 点电势低于点电势 B． B．点电场强度方向指向O点 C．除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D．将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功 二、多选题 8．如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中带正电，带负电，为边的四等分点，下列说法正确的是（    ） A． 、两点电场强度相同 B． B．、两点电势相同 C．负电荷在点电势能比在点时要小 D．负电荷在点电势能比在点时要大 9．某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 10．两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（　　） A． 两点电荷可能是异种点电荷 B． B．A点的电场强度比B点的大 C．A点的电势高于B点的电势 D．电子运动到P点时动能最小 11．如图甲所示，在xOy平面内，以坐标原点为圆心的两个同心圆半径分别为和。带正电的点电荷P固定在处，另一点电荷Q位于虚线圆周上，Q与的连线与轴正方向的夹角为。在从0逐渐增大至的过程，坐标原点处的电场强度的轴分量、轴分量随变化的图像分别如图Ⅰ、Ⅱ所示。则下列说法正确的是（　　） A．点电荷Q带负电 B．点电荷P、Q的电荷量绝对值之比为 C．坐标原点处的电势保持不变 D．坐标原点处的场强大小先增大后减小 三、解答题 12．如图，光滑绝缘斜面AB，其倾角θ=37°，处于匀强电场中，电场方向平行于斜面向上。质量m=0.1kg、电荷量 的带电小球，恰能沿斜面匀速下滑，已知斜面AB长为L=1m，求： (1)小球所带电荷的电性； (2)电场强度E的大小： (3)小球从B到A的过程中电势能的变化量。 13．如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的区域内，存在两个场强大小均为的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为的正方形。电子在的中点静止释放，已知电子电量为，质量为。 (1)求电子离开Ⅰ区域的速度大小； (2)求电子经过轴时的坐标； (3)若在电场Ⅰ区域内适当位置静止释放电子，电子恰能从区域左下角点离开，求所有释放点的位置。 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 参考答案 1．A 【详解】AB．正点电荷的电场线从正电荷出发，指向无穷远处，故A正确，B错误； C．由于电场线不相交，故C错误； D．假设存在这种电场线，作两条等势线，如图所示 则有、 则有 由电场线的疏密程度可知，处电场强度大于处电场强度， 由公式可得，，相互矛盾，假设不成立，即这种电场线不存在，故D错误。 故选A。 2．D 【详解】AB．源电荷为正电荷，A、B在同一等势面上，可知A、B距源电荷的距离相等。根据库仑定律可知试探电荷受电场力大小为 可得带正电的试探电荷在A点受到的电场力与在B点受到的电场力大小相等，故AB错误； CD．源电荷为正电荷，可知BC连线上的电场线水平向右，沿电场线方向电势降低，可得B点的电势比C点的高，根据可得带正电的试探电荷在B点的电势能比C点的大，故C错误，D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误； B．a、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误； C．因b点所在等势面的电势高于d点所在等势面的电势，可知b点电势高于d点，即，C错误； D．由，负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．带电微粒做曲线运动，仅受电场力，则电场力方向必定沿电场线指向运动轨迹的内侧，又由于电场线方向和等势面垂直，则电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧，微粒带负电，则电场线大致由c等势面指向a等势面，沿着电场线的方向电势越来越低，则c的电势最高，故A正确； B．结合上述，电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧，若带电微粒从P点运动到Q点，电场力做正功，电势能减小，即带电微粒在P点的电势能比在Q点的大，故B错误； C．结合上述，若带电微粒从P点运动到R点，电场力做正功，带电微粒的速度增大，故C错误； D．等差等势面分布的密集程度间接表示电场的强弱，根据图示可知，P点的电场强度大于Q点的电场强度，则带电微粒在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度大，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．由电容的决定式可知，在电介质板向右移动过程中，由于变大，电容C会变大，故A错误； BC．由电路连接情况可知，电容器两端的电压与电源电压相等，即U不变。由电容定义式变形得 U不变，在C增大时，电容器存储的电荷量增大，电容器充电，充电电流方向为由a到b，故B正确，C错误； D．根据可知，当电介质板向右移动过程中，由于电容器两板间电压不变，两板间距不变，所以平行板间的电场强度不变，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．由图可知在x正半轴沿+x方向电势降低，则电场强度方向沿正方向，故A错误； B．图像斜率表示电场强度，，由图可知点的电场强度大小等于点的电场强度，方向相反，故B错误； C．电子在电势低处电势能大，故电子在点的电势能小于在点的电势能，根据能量守恒可知，电子在点的动能大于在点的动能，故C错误； D．电子在电势低处电势能大，故电子在点的电势能大于在点的电势能，故D正确。 故选D 。 7．B 【详解】A．在直线上，左边正电荷在点右侧电场强度水平向右，右边负电荷在线段区间的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知点电势高于电势为零的等势面，S处于电势为零的等势面上，则S电势为零；则点电势高于点电势，故A错误； C．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在直线MN上在N左侧电场强度不可能为零，在右侧，设距离为，根据 可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误； D．由A选项分析可知：点电势为零，电势低于电势，则正试探电荷在点的电势能低于在的电势能，将正试探电荷从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误； B．设电势为零的等势面的半径为，与线段MN交于A点，设距离为，距离为，如图所示 根据点电荷的电势 结合电势的叠加原理、满足 ， 解得 ， 由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势 可知 可知T点电场方向指向O点，故B正确。 故选B。 8．BC 【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误； B．因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，选项B正确； CD．因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确，D错误。 故选BC。 9．BD 【详解】A．由图象可知 φb = φe 则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误； B．由图象可知 φa = 3V，φd = 7V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad = Epa - Epd = (φa - φd)( - e) = 4eV B正确； C．沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； D．由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。 故选BD。 10．CD 【详解】A．根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷；故A错误； B．根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误； C．因为两点电荷是同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故C正确； D．根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故D正确。 故选CD。 11．ABC 【详解】A．带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向沿x轴正方向，由乙图可知，当时原点处的电场强度的轴分量最大，轴分量为零，当时原点处的电场强度的轴分量最小，轴分量为零，说明当点电荷Q位于处时，在O点产生的电场强度方向与带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向相同，即沿x轴正方向；当点电荷Q位于处时，在O点产生的电场强度方向与带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向相反，即沿x轴负方向，故点电荷Q带负电，故A正确； B．由乙图可知，当时原点处的电场强度的轴分量最大，为 根据电场强度的叠加原理有 当时原点处的电场强度的轴分量最小，为 根据电场强度的叠加原理有 联立解得， 又， 联立解得，故B正确； C．电势是标量，坐标原点处的电势等于P、Q两点电荷在O点电势的代数和，P、Q两点电荷离原点的距离一直不变，故两点电荷在O点产生的电势不变，故O点的电势不变，故C正确； D．点电荷Q沿x 轴方向、y轴方向的分量分别为 ， 根据电场强度叠加原理，可得O点的电场强度为 解得 可知当从到时，从1减小到-1，故一直减小，故D错误。 故选ABC。 12．(1)带正电 (2) (3)增加了0.6J 【详解】（1）对小球进行受力分析， 小球受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，电场力平行于斜面向上时，小球才能受力平衡，所以小球的电性为正电。 （2）由平衡条件 可得 （3）小球从B到A的过程中 电场力做功为。 可得 根据 可知电势能增加了0.6J 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）电子从AB中点静止释放，在电场Ⅰ中电场力做功 由动能定理 解得 （2）  电子离开Ⅰ后进入电场Ⅱ，做类平抛运动：方向匀速，运动完长度的时间 方向加速度 （向下） 方向位移 代入得 离开Ⅱ时电子坐标为 此时方向速度 离开Ⅱ后匀速运动到 运动时间 方向额外位移 因此最终坐标为 即坐标为 （3）设Ⅰ区域内释放点坐标为，电子在Ⅰ加速后离开Ⅰ的速度满足动能定理 电子要从离开电场Ⅱ，方向运动时间，方向总位移为，满足匀加速关系 代入，化简得结合释放点在Ⅰ区域内 故释放点坐标满足 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $