第2章 专题强化练3 电场能的性质（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

**基本信息** 聚焦电场能性质，通过图像分析、等势面应用、等效模型构建等方法，系统整合电势能、电势、场强关系，培养科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |图像分析|第4、5题|φ-x图斜率表场强，E_p-x图斜率表电场力负值|电势能与电场力做功关系→能量守恒| |等势面与场强|第2、3题|等差等势面疏密判场强，等势面垂直电场线|电势差与场强关系→电场力做功计算| |复合场能量|第6、8题|等效重力场模型，功能关系整合|电场力与重力合成→动能定理应用|

专题强化练3　电场的能的性质 1.（多选题）（2026安徽六安毛坦厂中学月考）某同学在干燥环境做小实验，剪下一段塑料扁带，末端打结，再把另一端撕成丝，做成“章鱼”的造型，用毛巾从扁带丝打结端向尾端摩擦，反复几次。用毛巾来回摩擦PVC（塑料）管，听到有噼里啪啦的声音后，停止摩擦。将“章鱼”往上抛，再将PVC管放在“章鱼”下方，在“章鱼”减速下落靠近PVC管的过程，不计空气阻力，下列表述正确的是 （　　） A.“章鱼”与PVC管相互吸引 B.“章鱼”与PVC管间相互作用力变大 C.PVC管在“章鱼”处产生的场强变小 D.PVC管和“章鱼”的电势能增大 2.（多选题）（2025山东淄博第七中学期末）如图所示为某电场等势面分布图，现用外力将一带负电的小物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B点。下列说法正确的是 （　　） A.该电场可能是由孤立的点电荷产生的 B.A、B两点的电场强度大小满足EA>EB C.小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快 D.若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电场力先做负功后做正功 3.（2025广东深圳期末）如图所示，虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N、P、Q分别为运动轨迹与各等势面的交点。已知电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6 eV，设b等势面的电势为零。则下列判断正确的是 （　　） A.c等势面的电势φc=-2 V B.电子在P点的加速度比在N点的加速度大 C.电子经过P点的动能比经过N点的动能小 D.电子在P点的电势能比在N点的电势能大 4.（多选题）（2026甘肃兰州第一中学月考）在x轴上的O点（x=0）和b点（x=15 cm）分别固定放置两点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上的分布如图中所示，a、c两点是图线与横轴的交点，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是 （　　） A.a、c两点的电场强度大小相等，方向相反 B.q1所带电荷量是q2所带电荷量的4倍 C.将一正电荷从a点移到c点，电场力做功为零 D.将一负电荷从c点移到d点，电势能增大 5.（2026湖北荆州中学期中）质子仅在电场力的作用下从O点开始沿x轴正方向做直线运动，其在O点处的初动能为4 eV。该质子的电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线。下列说法正确的是 （　　） A.质子从O运动到x3，加速度先减小后增大再不变 B.该质子在x1处的动能为7 eV C.若x1、x2、x3处的电势分别为φ1、φ2、φ3，则φ1最高 D.该质子在x3处的动能为0，所以最终静止在x3处 6.（2026广东广州期末）如图所示，倾角为37°的足够长光滑斜面固定在水平匀强电场中。一带正电的小物块质量为m、带电荷量为q，在斜面上A点处于静止状态。某时刻，电场强度大小变为原来的，小物块经2 s运动至B点。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g=10 m/s2。则 （　　） A.原来的电场强度大小为 B.小物块运动的加速度大小为2 m/s2 C.小物块2 s内的位移大小为12 m D.电场变化前，A、B两点间的电势差为- 7.（2025辽宁大连第二十四中学期中）如图甲所示，A、B、C、D为匀强电场中的等势面，相邻等势面间电势差相等且间距为d，等势面与水平地面平行，电荷量为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出，恰能到达等势面A，该过程中小球的动能和机械能随高度h的变化关系如图乙，E0为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是 （　　） 　 A.小球初速度大小v0= B.小球加速度大小为4g C.小球抛出时重力势能为E0 D.电场强度大小为 8.（多选题）（2025四川成都蓉城名校联盟月考）如图所示，半径为5 cm的光滑绝缘圆轨道竖直固定放置，处在匀强电场中，轨道上A、B、C、D四个点连线刚好构成矩形，AB=8 cm，AD=6 cm，AD与竖直方向的夹角为37°，A、B、C三点的电势分别为17 V、1 V、10 V，将一电荷量为0.12 C、质量为4 kg的带正电小球（可视为质点，图中未画出）置于A点，给小球一个沿轨道切线向左的初速度，重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，下列说法正确的是 （　　） A.D点的电势为26 V B.匀强电场的电场强度大小为200 V/m C.若小球能过C点，则在A点给小球的初速度大小至少为 m/s D.若小球恰好能过C点，则小球从A点运动到C点过程中的最大动能为5.25 J 答案与分层梯度式解析 专题强化练3　电场的能的性质 1.BD　用毛巾与扁带丝摩擦后，扁带丝上带上了同种电荷，再用毛巾摩擦PVC管，它也带上了同种电荷，所以“章鱼”与PVC管的带电性质相同，二者之间互相排斥，故A项错误；“章鱼”与PVC管接近过程，两者间的相互作用力变大，故B项正确；越靠近场源，场强越大，随着两者的接近，PVC管在“章鱼”处产生的场强变大，故C项错误；PVC管与“章鱼”带同种电荷，两者接近过程，电场力做负功，电势能增大，故D项正确。 2.BC　由孤立的点电荷产生的电场的等势面，形状为同心圆，题中的电场等势面形状为椭圆，故该电场不可能是由孤立的点电荷产生的，故A错误；等差等势面越密处，电场强度越大，故A、B两点的电场强度大小满足EA>EB，故B正确；A点附近等势面密，电势变化快，则小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快，故C正确；若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D错误。 3.A　电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6 eV，则有UMQ（-e）=6 eV，解得UMQ=-6 V，可推理得UNP=-2 V，所以c等势面的电势φc=-2 V，A正确；因为等差等势面平行且间距相等，所以该电场是匀强电场，则电子在P点的加速度与在N点的加速度相等，B错误；电子从N到P，电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以电子经过P点的动能比经过N点的动能大，电子在P点的电势能比在N点的电势能小，C、D错误。 4.BC　由题图可知，φ-x图像的斜率大小表示电场强度的大小，斜率的正负表示电场强度的方向，a、c两点电势相等，但电场强度大小和方向均不同，故A错误；由题图可知，d点处图线斜率为零，表明该点的合场强为零，即两点电荷在d点的场强大小相等，方向相反，而d点到两点电荷q1、q2的距离之比为2∶1，根据公式E=k可得，q1、q2的电荷量之比为4∶1，故B正确；a、c两点电势相等，电势差为零，将一正电荷从a点移到c点，电场力做功为零，故C正确；c、d间电场方向向左，负电荷从c点移到d点，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 5.A　根据电场力做功与电势能变化的关系可得FΔx=-ΔEp，可得F=-，可知Ep-x图像中图线切线的斜率表示电场力的负值（破题关键），可知该质子从O运动到x3过程中，所受电场力先减小后增大再不变，结合F=ma可知加速度先减小后增大再不变，故A正确。由于质子仅在电场力的作用下运动，故动能和电势能的总量守恒，由题意可知，质子在O点处的能量为E=Ek+Ep=4 eV+3 eV=7 eV，则质子在x1处的动能为Ek'=7 eV-1 eV=6 eV，故B错误。根据Ep=qφ可知质子在电势越高的位置电势能越大，则x3处的电势φ3最高，C错误。由图可知，质子在x3处的电势能为7 eV，根据能量守恒，质子在x3处的动能为零，但质子受到的电场力不为零，因而不会停在x3处，D错误。 6.D　电场强度改变前，对物块受力分析，如图所示，由平衡条件有Eq cos 37°=mg sin 37°，解得E=，故A错误；电场强度改变后，对物块由牛顿第二定律有mg sin 37°-Eq cos 37°=ma，解得加速度大小a=3 m/s2，故B错误；小物块2 s内的位移大小为x=at2=×3×22 m=6 m，故C错误；根据U=Ed可知电场变化前A、B两点间的电势差为UAB=-Ex cos 37°=-，故D正确。 7.B　由题图乙可知，随高度的增加，小球的机械能、动能均减少，由功能关系可知，电场力做负功，又因为电场力方向与等势面垂直，故电场力方向竖直向下，则小球动能随高度减小得更快（破题关键），故上方图线为小球的动能随高度变化关系图线，则小球抛出时的初动能Ek0=4E0，根据Ek0=m，可得初速度大小v0=2，A错误；由A选项分析可知，下方图线为机械能随高度变化关系图线，则小球抛出时的机械能3E0=4E0+Ep0，故小球抛出时的重力势能为Ep0=-E0，C错误。对于小球从等势面D运动到等势面A的过程，根据动能定理有0-4E0=-F合·3d=-（mg+qE）·3d，根据功能关系有3E0=qE·3d，解得E==，则上升过程中小球的加速度大小为a==4g，故B正确，D错误。 8.AC　第一步：寻找等势线，求解场强。 由于A、B、C、D四个点连线刚好构成矩形，可得UAB=UDC，所以φA-φB=φD-φC，解得φD=26 V，故A正确。利用等分法找到AB连线上电势为10 V的E点，CE为等势线，过B点作CE的垂线为电场线，如图甲所示，由几何关系可知tan θ==，则θ=37°，电场强度大小为E== V/m=250 V/m，故B错误。 第二步：求解等效重力场，寻找等效最低点。 由于电场力大小为qE=30 N，方向水平向左，重力大小为mg=40 N，方向竖直向下，所以重力与电场力的合力大小为mg'==50 N，方向沿着DA，小球恰好能过C点时，在C点的受力如图乙所示，根据牛顿第二定律可得mg' sin θ=m，从A点到C点，由动能定理得-mg'xCB=m-m，解得vA= m/s，故C正确；小球在等效最低点F时动能最大，从F点到C点，由动能定理得-mg'（R+R sin θ）=m-m，最大动能Ekmax=m=4.75 J，故D错误。 　 7 学科网（北京）股份有限公司 $