第十章 静电场中的能量 章末练习单元卷 --2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册（河北）

**基本信息** 高中物理第十章“静电场中的能量”单元复习卷，覆盖电势能、电势、电容器等核心知识点，基础巩固与能力提升梯度分明，结合密立根油滴实验、示波器等真实情境，凸显物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|电势能和电势（1-3题）、电势差（4-6题）、电容器（9-10题）|以等量正电荷电场、非匀强电场等模型，考查电场强度与电势关系，体现模型建构| |多选题|2|电场力做功与电势能（13题）、电场与力学综合（14题）|结合椭圆轨道传感器情境，综合考查受力分析与能量转化，凸显科学推理| |解答题|1|电容器动态分析（15题）|联系键盘电容设计实际，考查电容公式与电场强度计算，强化物理观念应用|

第十章：静电场中的能量章末练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础巩固题 1、 单选题 #电势能和电势 1．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 2．如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是（   ） A．M点的电势比P点的低 B．M点的电场强度比N点的小 C．负电荷从M点运动到P点，速度增大 D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功 3．一带正电粒子沿直线穿越如图等势面，则下列说法正确的是（     ） A．粒子电势能先增大后减小 B．粒子电势能先减小后增大 C．粒子所受电场力先做负功后做正功 D．粒子所受电场力不变 #电势差 4．如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） A． B． C． D． 5．两个的电荷和一个的电荷附近的电场线分布如图所示，d是两负电荷连线的中点，c、d两点到中间负电荷的距离相等，则（　　） A．c点比d点的电势高 B．b点与e点电场强度相同 C．将负试探电荷从a点移到e点电场力做正功 D．负试探电荷的电势能a点比b点大 6．在医院的健康体检中心进行常规心电图检查时，医护人员会先在身体对应位置涂抹导电膏，再将两个检测电极、牢牢粘贴在体表，电极通过导线与心电图纸相连，用于实时采集心脏跳动时心肌细胞电活动产生的电信号。检测进行到某一瞬间，心脏的电活动在人体表面形成了稳定的电势分布（如图所示），、是该电势分布中两个关键监测点，点为分布区域内另一参考点。下列说法正确的是（　　） A．电子在点的电势能比在点的电势能低 B．电子在点的加速度大于在点的加速度 C．点与点的电场强度相同 D．电子从点移到点过程中，克服电场力做功 #电势差和电场强度的关系 7．如图所示，边长为的正六边形处在匀强电场中，正六边形所在平面与电场平行，M点的电势为3 V，N点的电势为-3V，Q 点的电势为-9V，则下列说法正确的是（　　） A．F点的电势为-6 V B．P 点的电势比N点电势高 C．匀强电场的电场强度大小为400V/m D．将一个正点电荷从M点移到Q点电场力做功比从M点移到F点电场力做功多 8．水平方向的匀强电场其电场线如图中实线所示，方向未知。将带电荷量为的负点电荷由M点移至N点，其电势能增加了，已知M、N两点间的距离为2m， 两点连线与电场线成60。下列说法正确的（　　） A．匀强电场场强E的方向水平向左 B．从M到N电场力做功为 C．M、N两点的电势差为30V D．匀强电场场强E的大小为15V/m #电容器 9．图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则 （　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大 10．某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．电容器所带的电荷量增大 C．电容器两极板之间的电势差增大 D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N #带电粒子在电场中运动 11．在密立根油滴实验中，当水平放置的平行板电容器加上适当电压时，通过显微镜观察到某一带电油滴在极板间静止悬浮，实验装置示意图如图所示。下列说法正确的是（    ） A．油滴带正电 B．若仅将极板间电压增大，油滴将向下运动 C．若油滴带电量减少，则使其悬浮所需电压变大 D．若仅将极板间距离增大，油滴将向上运动 12．示波器是一种电子仪器，可以用它观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示。如图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图。在偏转电极上都不加电压时，电子束将打在荧光屏的中心点；若亮点很快移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线。若在上加如图丙所示的扫描电压，在上加如图丁所示的信号电压，则在示波管荧光屏上看到的图形是选项图中的（　　） A． B． C． D． 能力提升题 二、多选题 13．如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A．a点电势一定高于b点电势 B．试探电荷与场源电荷电性一定相同 C．a点电场强度一定大于b点电场强度 D．试探电荷的电势能一定先减小后增大 14．融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示，光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置，长轴、短轴，AC与 交于 点，为最低点， 点处内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场（图中未画出）。质量为、电荷量为的小球置于 点时恰好静止，此时传感器示数等于，g为重力加速度的大小。下列说法正确的是（     ） A．电场强度的大小为 B．电场强度方向与的夹角为 C． 、两点间的电势差 D．若小球在点的速度水平向右、大小为，则到达点时速度大小仍为 三、解答题 15．电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电容器的极板面积为、间距为，电容（为常量）。按下键盘按键时，极板间的距离变为按压前的倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电后： (1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？ (2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？ 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 《第十章：静电场中的能量章末练习题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B C A A C C D B 题号 11 12 13 14 答案 C C BC BCD 1．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。 2．D 【详解】A．MN两点电势相等，电场线由上到下，NP在同一电场线上，沿电场线电势逐渐降低，可知N点电势高于P点，可知M点电势高于P点，选项A错误； B．M点电场线分布比N点密集，可知M点电场强度比N点大，选项B错误； CD．负电荷从M点运动到P点，电势能增加，则电场力做负功，动能减小，速度减小，选项C错误，D正确； 故选D。 3．B 【详解】AB．由图可知，等势面越靠近中心电势越低，粒子沿直线从右侧外部向左侧运动，过程中电势先减小，后增大，粒子带正电，因此电势能先减小后增大，故A错误，B正确； C．电势能先减小后增大，说明电场力先做正功后做负功，故C错误； D．等差等势面的疏密反映电场强度大小，越靠近中心等势面越密，电场强度越大，可知粒子所受电场力是变化的，D错误。 故选B 。 4．C 【详解】 匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点的平均值，可知ac中点d的电势与b点相同，bd的连线为该匀强电场的等势面。电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，故电场线沿ac方向且由a指向c，C选项正确。 故选C。 5．A 【详解】A．电场线方向是电势降低的方向，从电场线分布可知，c点所在的等势面电势高于d点，故A正确； B．b、e两点关于连线上下对称，沿电场方向的切线方向为电场的方向，故b、e两点的电场强度大小相同，方向不同，故B错误； C．从a点移到e点，电势降低，负电荷的电势能增大，故从a点移到e点电场力对该电荷做负功，故C错误； D．a点电势比b点高，故负电荷在a点电势能比b点小，故D错误。 故选A。 6．A 【详解】A．由和知电子在a点电势能大，故A正确； B．等差等势面中等势面越密的地方电场强度越大，所以电子在点受力更小，加速度更小，故B错误； C．电场强度为矢量，点与点两处的电场方向不同，故C错误； D．电子从点移到点过程中，电场力做功，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】AB．根据匀强电场的特点，可知 因此得到P点的电势为-3V，则PN为等势线，FQ为等势线，即F点的电势为-9V，故AB错误； C．匀强电场的电场强度，故C正确； D．由于F、Q是等势点，因此将一个正的点电荷从M点移到Q点电场力做功与从M点移到F点电场力做功相等，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．由M点移至N点，电势能增加，则电场力做负功，可知电场力水平向左，由于点电荷带负电，所以匀强电场场强E的方向水平向右，故A错误； B．电势能增加了，所以从M到N电场力做功为，故B错误； C．根据 解得M、N两点的电势差为，故C正确； D．匀强电场场强的大小为，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】AB．根据，可得当极板间距增大时电容减小，由于电容器的带电量不变，故极板间电势差增大，故AB错误； C．根据得 故场强不变，故C错误； D．移动极板的过程中要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数增大，根据电容器的决定式可知电容器的电容增大，故A错误； BC．溶液不导电没有形成闭合回路，电容器两端的电压不变，根据结合A选项分析可知电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误； D．根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大，则给电容器充电，结合题图可知电路中电流方向为，故D错误。 故选B。 【点睛】 11．C 【详解】A．油滴静止悬浮时，所受重力与电场力平衡，即电场力方向竖直向上。平行板电容器上极板带正电、下极板带负电，板间电场方向竖直向下。根据电场力方向与电场方向的关系，油滴所受电场力向上，故油滴带负电，A错误。 B．极板间电压增大时，由匀强电场的电场强度公式（为极板间距）可知，电场强度增大。油滴所受电场力随之增大，此时电场力大于重力，油滴将向上运动，故B错误； C．油滴静止时满足平衡条件。若油滴带电量减少，要维持平衡，电场力需要保持不变，即需要增大。由可知，增大可通过增大电压实现，故C正确。 D．极板间距离增大时，由匀强电场的电场强度公式（为极板间距）可知，电场强度减小。油滴所受电场力随之减小，此时电场力小于重力，油滴将向下运动，故D错误。 故选C。 12．C 【详解】因丙图偏转电极接入的是锯齿形电压，即扫描电压，且周期与偏转电压上加的是待显示的信号电压相同，所以在荧光屏上得到的信号在一个周期内的稳定图像。则显示的图像与所载入的图像形状是一样的，如图C所示。 故选C。 13．BC 【详解】AB．根据点电荷电场分布特点和试探电荷受力情况，试探电荷轨迹如图所示， 可知，点电荷位于O点，两电荷带同种电荷，由于电性无法判断，所以点电荷周围电场方向无法判断，a点电势和b点电势高低无法判断，故A错误，B正确； C．由于a点离点电荷较近，由可知，a点电场强度一定大于b点电场强度，故C正确； D．由轨迹图可知，电场力方向与运动方向的夹角先为钝角，后为锐角，所以电场力先做负功，后做正功，试探电荷的电势能一定先增大后减小，故D错误； 故选BC。 14．BCD 【详解】AB．作出小球在点时的受力分析图如图1所示 由力的平衡条件结合几何关系有 所以电场强度的大小，且其方向与的夹角满足，则，故A错误，B正确； C．分别作出、两点在经过点的电场线上的两等势点、，如图2所示 则由几何关系可知，、两点间沿电场方向的距离为 所以、两点间的电势差为，故C正确； D．小球所受支持力对其始终不做功，根据题意可知，小球所受电场力与重力的合力水平向右，连线沿竖直方向，所以从B到的过程，小球所受合外力做的总功为0，由动能定理可知其动能变化量为0，故小球在、两点的速度大小均为，故D正确。 故选BCD。 15．(1)倍 (2)倍 【详解】（1）根据平行板电容器公式，电容的定义式 设按压前电容为，电压为U1，电荷量为Q，则 按压后极板间距离变为按压前的倍，即，此时电容 因为按压不改变电荷量Q，所以按压后电压 所以有 即按压后极板间的电压变为按压前的倍。 （2）对于平行板电容器，极板间的电场强度； 设按压前电压为U，极板间距离为d1，则电场强度 按压后极板间距离变为，且电压不变仍为U，此时电场强度 所以有 按压后极板间的电场强度大小变为按压前的倍。 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 $