第7章 第2讲 静电场中能的性质(Word练习)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习（江苏专版）

**基本信息** 聚焦静电场核心概念，通过基础综合与应用创新双模块设计，系统覆盖场强、电势及电荷运动规律，突出科学思维中的模型建构与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |立足基础，体现综合|8题|基础概念辨析（场强/电势比较、静电平衡）|从点电荷/金属球模型到等量异种电荷电场，构建“概念-规律-应用”递进链条| |注重应用，强调创新|6题|综合情境应用（实际问题、复杂模型、能量分析）|结合静电除尘、电鳗放电等情境，深化场强叠加与能量守恒的综合运用|

[课时跟踪检测] 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、立足基础，体现综合 1.如图所示为一带正电的金属球，a、b、c、d为过球心O的同一直线上的点，则 (　 ) A.a点电势比b点的低 B.a点场强比b点的大 C.c点电势比d点的低 D.c点场强比d点的大 解析：选A　根据静电平衡可知，带正电的金属球的电荷均匀分布在球的外表面，球的内部场强处处为零，整个金属球为等势体；金属球外部离金属球越远场强越小，电势越低，则有Eb>Ea>Ec=Ed，φc=φd>φb>φa，故选A。 2.(2025·无锡高三一模)如图所示为某带电体周围的电场线及等势面，a、b、c是电场中的三个位置，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。则 (　 ) A.Ea>Eb>Ec B.φa<φb<φc C.在b点由静止释放电子，电子将沿电场线靠近带电体 D.在b点由静止释放电子，电子将沿电场线远离带电体 解析：选B　在等势线密的地方电场线也密，电场强度越大，由题图可知，a处等势线最疏，c处等势线最密，所以Ea<Eb<Ec，故A错误；由于沿电场线方向电势降低，所以φa<φb<φc，故B正确；在b点由静止释放电子，电子将受到与电场强度方向相反的电场力，将靠近带电体，但其轨迹不沿电场线，故C、D错误。 3.(2025·无锡高三质检)如图所示，半径为R的球面均匀带有正电荷，球内电场强度处处为零，O为球心，在球面最右端A处取下一面积足够小、带电荷量为q的曲面并将其沿OA延长线移动至B点，AB=R，C是AB中点，D是O点正上方的点，若球面剩余部分电荷量与电荷分布保持不变，则 (　 ) A.D点电场强度方向由D指向A B.D、O两点电势相等 C.O点电场强度的大小为 D.C点电场强度的大小为 解析：选C　当在球面A处取下一面积足够小、带电荷量为q的曲面后，球面在内部产生的电场相当于在A点放置一个电荷量为-q的点电荷产生的电场，电场的方向指向A点，则D点的电场强度为在A点的负电荷与在B点的正电荷产生的电场强度的叠加，则D点的电场强度方向并不是由D指向A，故A错误；由等量异种点电荷电势分布知，A点负电荷左端的等势面是圆弧形状的，故D、O两点的电势不相等，故B错误；由电场公式E=及场强叠加原理，可得O点电场强度大小为EO=-=，故C正确；C点电场强度的大小相当于剩余球面上电荷与B点曲面上的电荷共同产生的，由于不知道球面上的电荷量，无法计算C点的电场强度，故D错误。 4.(2025·泰州模拟)如图所示，真空中固定着两个等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是 (　 ) A.M点的场强与P点的场强相同 B.M点的场强与N点的场强相同 C.M点的电势比N点的电势高 D.电子在M点的电势能比在P点的电势能小 解析：选D　如图，根据等量异种点电荷的电场线分布得，M点的场强与P点的场强大小相同，方向不同，M点的场强与N点的场强大小相同，方向不同，故A、B错误；根据等量异种点电荷的电势分布特点可知，M点的电势与N点的电势相等，故C错误；根据等量异种点电荷的电势分布特点可知， M点的电势高于P点的电势，根据Ep=φq 可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小，故D正确。 5.如图所示，某兴趣小组制作一个简易的静电除尘装置，没有底的空塑料瓶上固定着一块铝片和一根铜棒，将它们分别跟起电机的正、负极相连，在塑料瓶里放置点燃的蚊香，瓶内烟雾缭绕。摇动起电机后瓶内便清澈透明。图中a、b为同一条电场线上的两点。则起电机摇动时 (　 ) A.电场强度Ea>Eb　B.电势φa<φb C.铝片是等势体　　 D.带负电的烟雾向铜棒聚集 解析：选C　起电机摇动时，根据题意铜棒带负电，铝片带正电，可知二者之间电场线的分布是从左至右变得密集，即电场强度关系为Ea<Eb，故A错误；根据以上分析可知，a、b所在电场线方向由铝片指向铜棒，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，φa>φb，故B错误；铝片带正电后，为一个等势体，故C正确；因为铝片带正电，所以带负电的烟雾向铝片聚集，故D错误。 6.电鳗是放电能力极强的鱼类，具有“水中高压线”的称号。电鳗体内从头到尾都有一些类似小型电池的细胞，这些细胞就像许多叠在一起的叠层电池，这些电池(每个电池电压约0.15伏)串联起来后，在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压，此时在电鳗的头和尾的周围空间产生了类似于等量异种点电荷(O为连线的中点)的强电场。如图所示，虚线为该强电场的等势线分布，实线ABCD是以O点为中心的正方形，点A和D、点B和C分别在等势线上。则下列说法正确的是 (　 ) A.电鳗的头部带正电 B.A点与B点的电场强度相同 C.B点与D点的电场强度相同 D.负电荷沿正方形对角线从C点向A点运动过程中，电势能减小 解析：选C　根据等量异种点电荷的电场线由正极发出，终止于负极或无穷远处，沿电场线方向电势降低，可知电鳗尾部带正电，故A错误；A点与B点关于中垂线左右对称，电场强度大小相等，方向不同，故B错误；B点与D点关于O点对称，B点与D点的电场强度相同，故C正确；负电荷从C点沿正方形对角线运动到A点过程中，电场力做负功，电势能增大，故D错误。 7.(2025·南京高三质检)如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条等差等势线，实线为一带电粒子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三个点，由此可知 (　 ) A.带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 B.P点的电势一定高于Q点的电势 C.带电粒子在R点时的电势能大于在Q点时的电势能 D.带电粒子在P点时的动能大于在Q点时的动能 解析：选C　等差等势面越密集，电场强度越大，带电粒子受到的电场力越大，加速度越大，故带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度，A错误；由运动轨迹可知，带电粒子所受电场力方向大致向下，若带电粒子从P点运动至Q点，电场力做正功，电势能减小，动能增大；若带电粒子从Q点运动至P点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，则带电粒子在R点时的电势能大于在Q点时的电势能，在P点时的动能小于在Q点时的动能，由于带电粒子的电性未知，则电势高低关系不确定，B、D错误，C正确。 8.如图所示，ABC构成正三角形，AB和AC是等长绝缘细棒，带等量负电荷，棒上的电荷分布均匀。O为BC边中点，P、D为BC中垂线上离O点距离相等(P、D距O点很近，相对于AB长度可忽略)的两点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是 (　 ) A.O点和D点场强可能大小相等，方向相反 B.D点场强与P点场强大小相等，电势相等 C.将一正试探电荷沿直线从P点移动到D点，电场力先做正功后做负功 D.将一正试探电荷沿直线从O点移动到D点，电势能增加 解析：选D　根据场强的叠加和对称性可知，P点、O点和D点场强方向相同，D点电势比P点电势要高，A、B错误；正试探电荷从P到D受到的电场力始终水平向左，因此电场力始终做负功，将其从O点移动到D点，电势能增加，C错误，D正确。 二、注重应用，强调创新 9.(2025·浙江1月选考)三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的d、e与e、f两点间的距离相等，则 (　 ) A.a点电势高于b点电势 B.a、c两点的电场强度相同 C.d、f间电势差为d、e间电势差的两倍 D.从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等 解析：选D　根据沿电场线方向电势降低，由题图可知b点电势高于a点电势，A错误；由题图可知，a、c两点电场强度方向不同，则a、c两点的电场强度不同，B错误；从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合U=Ed可知0<Ufe<Ued，则Ufd<2Ued，C错误；a点与f点在同一等势面上，a、b两点的电势差和f、b两点的电势差相等，根据电场力做功W=qU可知从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。 10.(2025·宿迁高三检测)如图所示，在光滑绝缘水平面上，带电小球M绕固定的带电小球N做顺时针方向的椭圆运动，E、F分别是C、D关于O点的对称点。则 (　 ) A.小球M、N带同种电荷 B.小球M在C、E两点加速度相同 C.小球M从C点运动到D点的时间等于从E点运动到F点的时间 D.小球M从A点运动到B点的过程中，动能减小 解析：选D　带电小球M绕固定的带电小球N做顺时针方向的椭圆运动，在A、B两点，小球M所受的力指向N，可知两个小球之间的力为吸引力，则小球M、N带异种电荷，故A错误；根据对称性可知小球M在C、E两点所受的电场力大小相等、方向不同，根据牛顿第二定律可知小球M在C、E两点加速度不同，故B错误；由对称性知，小球M在CD上任一点的电势能比在EF上任一点的电势能大，由能量守恒定律得，小球M在CD上任一点的动能比在EF上任一点的动能小，即小球M在CD上任一点的速率比在EF上任一点的速率小，则小球M在CD上的平均速率比在EF上的平均速率小，而CD和EF的长度相等，由t=得，小球M从C点运动到D点的时间大于从E点运动到F点的时间，故C错误；同理可知小球M在A点的电势能小于在B点的电势能，由能量守恒定律知小球M在A点的动能大于在B点的动能，则小球M从A点运动到B点的过程中，动能减小，故D正确。 11.(2025·泰州开学考试)3段均匀带有等量电荷的圆环组成圆环ABCD，圆心为O，各圆环间彼此绝缘，电性如图所示。M、N是OA和OB的中点，取无穷远处电势为0，M、N电势分别为φ1和φ2。现把CD段在平面内绕O点逆时针转90°至虚线圆弧处，则M点电势变为 (　 ) A.2φ1-φ2 B.φ1-2φ2 C.2φ2-φ1 D.φ2-2φ1 解析：选A　3段圆弧、、均匀带有等量电荷q，BC段带正电，AB段和CD段带负电，取无穷远处电势为0，由φ=可知AB和CD产生的电场中各点电势均为负值，BC产生的电场在各点电势均为正值，设三段圆弧在M点的电势分别为φABM、φBCM、φCDM，由对称性可知BC和CD在M点产生的电势大小相等，且φBCM>0、φCDM<0，故在M点电势叠加后可得φ1=φABM，同理可得，在N点的电势φ2=φABN+φBCN+φCDN，因φABN=-φBCN，则φ2=φCDN，把CD段在平面内绕O点逆时针转90°至虚线圆弧处，同理可得φM=φABM+φBCM+φCDM'，而φABM=φCDM'，可知φM=2φ1+φBCM，又φBCM=-φCDN=-φ2，则φM=2φ1-φ2。故选A。 12.(2025·苏州高三质检)如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O点的电势为φ1，上表面中心P点的电势为φ2。现撤去下层一个小立方体，则P点电势为 (　 ) A.φ2+φ1 B.φ2-φ1 C.φ2+φ1 D.φ2-φ1 解析：选A　由于电势为标量，由题意可知每个小立方体在O点的电势相等，为φ'=，则上层四个小立方体在P点的电势和为4φ'=，下层四个小立方体在P点的电势和为φ″=φ2-4φ'=φ2-，下层三个小立方体在P点的电势和为φ″=，则P点电势φP=4φ'+φ″=φ2+φ1，故选A。 13.如图所示为一正四棱锥，底面四个顶点A、B、C、D上固定电荷量均为q的正点电荷，O点为底面中心，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是 (　 ) A.O点电势为零 B.从O点到E点场强一定减小 C.将一电子从O点沿直线移动到E点，电势能不变 D.将B处的点电荷沿OB方向移到无穷远处过程中电场力做正功 解析：选D　取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正，O点电势大于零，A错误；根据场强叠加原则，O点的场强为零，故从O点到E点场强可能先增大后减小，也可能一直增大，B错误；将一电子从O点沿直线移动到E点电场力做负功，电势能增加，C错误；将B处的点电荷沿OB方向即沿电场方向移动，移到无穷远处过程中电场力做正功，D正确。 14.静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，A、B、C分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32 eV，在B点的电势能为-15 eV，电子只受电场力的作用，下列说法正确的是 (　 ) A.电子一定是从A点运动到C点 B.电子在经过等势线c时的动能为32 eV C.B点的电场强度大于A点的 D.电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同 解析：选C　分析可知电子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32 eV，由于题图中虚线为等差等势线，B点的电势为15 V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10 V，则电子在经过等势线c时的电势能为-10 eV，因此动能为42 eV，B错误；等差等势线越密集，电场强度越大，B点处的等差等势线比A点处的密集，因此B点处的电场强度大于A点处的电场强度，C正确；电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误。 36 / 78 $