10.1 电势能和电势 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本同步练习围绕电势能和电势核心内容，分考点设置单选与解答题，基础题巩固物理观念，提升题培养科学思维，形成从概念辨析到综合应用的分层巩固路径，适配新授课教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|静电力做功特点、电势概念|以电场线分布图辨析场强与电势（题1），强化相互作用观念| |综合应用|电势能计算、电势图像分析|结合电势图像分析粒子运动（题9），培养科学推理能力| |拓展提升|实际问题解决|通过静电力做功计算电势能变化（题17），落实科学探究要素|

10.1 电势能和电势 同步练习 一、单选题 考点一 静电力做功的特点 1．如图是某电场中的电场线分布图，其中A、B是电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．A点电场强度大于B点电场强度 B．A点电势低于B点电势 C．将电子从A点移到B点的过程中，电场力做正功 D．电子在A点电势能小于在B点电势能 2．图甲为静电除尘实验，在空塑料瓶底部竖直安装一块金属片和一根钢锯条，让其分别与静电感应起电机的正、负极相连。在塑料瓶底部点燃一小段蚊香，瓶中充满烟雾，摇动起电机，烟雾立即消失。已知烟雾会吸附电子，图乙是塑料瓶内水平截面示意图，除尘过程中，仅考虑烟尘受到的电场力，不考虑烟尘间的相互作用，则（　　） A．金属片附近电场最强 B．带电烟尘做匀加速直线运动 C．电场力对带电烟尘做正功 D．带电烟尘由电势高处运动到电势低处 3．下列说法正确的是（　　） A．在非匀强电场中，静电力做功与路径有关 B．处于静电平衡的导体内部电荷不再运动 C．电势降低方向就是电场线方向 D．等差等势面越密集的地方电场强度越大 4．关于静电力做功的特点，下列说法正确的是（　　） A．静电力做功与路径有关，与初末位置无关 B．静电力做功与路径无关，仅与初末位置有关 C．正电荷在电场中运动，静电力一定做正功 D．负电荷在电场中运动，静电力一定做负功 考点二 电势能 5．把带电荷量的正试探电荷从电场中的点移动到无穷远处，克服电场力做功，取无穷远处的电势为零。则该试探电荷在点的电势能和点电势分别为（　　） A．； B．； C．； D．； 6．下列物理量的负号表示大小的是（     ） A．电场力 B．电势能 C．电荷量 D．电场力做功 7．如图，正五边形的五个顶点上，依次放置电荷量为6q、8q、10q、2q、4q的点电荷，O为五边形的几何中心。下列关于中心O点的电场与电势说法正确的是（     ） A．把4q和8q看成一组，2q和10q看成一组，两组电荷在O点的合场强为零 B．五个点电荷在O点产生的总电场强度方向一定沿y轴正方向 C．若拿走6q的点电荷，剩余四个电荷在O点的合场强，等效于在原来6q位置放一个电荷在O产生的场强 D．将一个负试探电荷从O点沿x轴正方向移到无穷远，电势能一定增大 8．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子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，由此可知（     ） A．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度 B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度 D．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 9．真空中存在沿轴方向的静电场，电势随位置变化的图像如图所示。一电荷量为的负电粒子，仅在电场力作用下以1.5 eV的动能沿轴正方向经过点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大于点的电场强度 B．粒子在点的电势能为2 eV C．粒子在点两侧往复运动 D．粒子在点两侧往复运动 10．如图所示，A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点，B为连线的中点，C为连线中垂线上的一点，。一个带负电的试探电荷先从A点沿直线移到B点，再从B点沿直线移到C点，下列说法正确的是（　　） A．试探电荷所受电场力先减小后不变 B．试探电荷所受电场力先减小后增大 C．试探电荷的电势能先减小后不变 D．试探电荷的电势能先增大后不变 考点三 电势 11．关于同一试探电荷处于电场中某两点时的情况，下列判断正确的是（　　） A．受到电场力大的点，其对应的电场强度一定大 B．受到电场力大的点，其对应的电势一定高 C．具有电势能大的点，其对应的电势一定高 D．具有电势能大的点，其对应的电场强度一定大 12．关于下列物理量正负号的表述正确的是（     ） A．电势的正、负表示大小 B．速度的正、负表示大小 C．功的正、负表示方向 D．电荷的正、负表示大小 13．对电势概念的理解，下列说法正确的是（　　） A．电势是矢量 B．沿着电场线方向，各点电势逐渐升高 C．确定电场中某点的电势时，要先规定电势的零点 D．电场中某点电势为零，则该点电场强度一定为零 14．在静电场中，关于电势与电场强度的关系，下列说法正确的是（　　） A．电势为零地方，电场强度也为零。 B．电场强度的方向就是电势降低最快的方向 C．根据电势公式，电势与电荷的电荷量有关 D．沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场强度也逐渐减小 15．在新型纳米传感器的研发实验室中，科研人员正在研究“电场对纳米材料导电性能的影响”。他们参考了2022年《自然纳米技术》中“基于电场调控的单分子传感器”的研究成果：这类传感器的灵敏度，完全由传感器表面的电场强弱决定——电场越强，纳米材料的导电响应越明显。下列物理量中，能够描述电场强弱的是（     ） A．电荷量 B．电场力 C．电场强度 D．电势 16．具有质量的两物体之间存在万有引力的作用，类比电场可知在具有质量的物体周围存在着由该物体产生的“引力场”。仿照电场强度E和电势φ的定义，也可以定义对应的物理量：“引力场强度”和“引力势”。下列说法正确的是（    ） A．“引力势”和电势的国际单位均为伏特(V) B．若某物体在A点的引力势能大于在B点的引力势能，则A点的“引力势”一定大于B点的“引力势” C．地球周围空间不同位置的“引力场强度”均相同 D．对于“地—月”空间的引力场，存在一个“引力场强度”为0的位置，且该位置“引力势”最低 二、解答题 17．将带电荷量为0.6C的正电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3J的功，则 (1)电荷从A移到B电势能改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点电势能为多少？ (3)若A点为零电势点，则B电势为多少？ 18．匀强电场的场强，方向水平向右。将一个电荷量的点电荷从A点沿直线移到B点，A、B两点沿电场线方向的距离，求： (1)电场力对电荷做的功； (2)电荷的电势能变化量； (3)若A点电势能，求B点电势能。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D B C B D C C D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 A A C B C B 1．D 【详解】A．电场线的疏密表示场强的大小，，故A错误； B．沿着电场线电势降低，故B错误； C．电子所受的电场力的方向与场强方向相反，电场力做负功，故C错误； D．电子带负电，，，故D正确。 故选 D。 2．C 【详解】A．根据乙图可知，电场线由金属条指向钢锯条，由于钢锯条宽度窄，电场线密集，钢锯条附近电场强度最强，故A错误； B．由于金属片和钢锯条宽度不一样，电场为非匀强电场，带电烟尘运动过程中受电场力大小、方向发生变化，加速度发生变化，做非匀变速曲线运动，故B错误； C．带电烟尘吸附电子，带负电，向金属片运动，电场力做正功，故C正确； D．电势沿着电场线方向降低，带电烟尘向金属片运动，由电势低处向电势高处运动，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．静电力做功只与初末位置有关，与路径无关，无论电场是否均匀，故A错误； B．静电平衡时导体内部电荷无宏观运动，但仍有微观热运动，故B错误； C．电势降低最快的方向才是电场线方向，故C错误； D．等差等势面越密集，电场线越密集，则电场强度越大，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．静电力是保守力，做功与路径无关，只与初末位置有关，故A错误； B．静电力做功与路径无关，仅由初末位置的电势差决定，故B正确； C．正电荷沿电场线方向运动时静电力做正功，若逆电场线方向运动则做负功，故C错误； D．负电荷沿电场线方向运动时静电力做负功，若逆电场线方向运动则做正功，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】电场力做功与电势能变化的关系，其中无穷远为零势能面 克服电场力做功说明电场力做负功 代入 得 电势定义式，代入，得 故选C。 6．B 【详解】A．电场力是矢量，负号表示其方向与规定的正方向相反，不表示大小，故A错误； B．电势能是标量，其正负表示相对于零电势能的大小，负号说明电势能比零电势能小，即负号可表示大小，故B正确； C．电荷量的负号表示带电性质为负电荷，不表示电荷量的多少，故C错误； D．电场力做功的负号表示电场力做负功（即克服电场力做功），仅表示做功的效果，不表示做功的大小，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．正五边形顶点到O点距离相等，4q和8q、2q和10q并不关于O点中心对称：4q在第二象限、8q在第一象限，2q在第三象限、10q在第四象限，任意一组的两个电荷在O点产生的场强方向并不相反，合场强不可能为零，故A错误； B．将所有电荷等效拆分：把4q拆为6q-2q，8q拆为6q+2q，10q拆为4q+6q，2q拆为-4q+6q此时五个顶点可看作先各放6q的正五边形均匀点电荷组——该组五个等量同号点电荷在O点的合场强为0，剩余的等效电荷为：6q位置的0、8q位置的2q、10q位置的4q、2q位置的-4q、4q位置的-2q。因O点在这两组等量异种电荷连线的垂直平分线上，可知O点合场强沿x轴负向，不可能沿y轴正方向，故B错误； C．由以上分析可知，因O点的合场强沿x轴负向，而最上端6q的电荷在O点的场强沿y轴负向，可知其余四个电荷在O点的场强方向指向左上方（第三象限），则若拿走6q的点电荷，剩余四个电荷在O点的合场强不能等效于在原来6q位置放一个电荷在O产生的场强（因-6q电荷在O点的场强方向沿y轴正向），故C错误； D．因五个正电荷在O点的电势大于零，则负电荷移到无穷远电势能升高，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．由电场线疏密可知，R点场强比Q点场强大，所以带电粒子在R点的电场力大，则带电粒子在R点的加速度大，故A错误； B．带电粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若带电粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，带电粒子的电势能增大，动能减小，则带电粒子经过R点时的动能大于经过Q点时的动能，即带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度，而P点电势能最小，所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误，故C正确； D．根据能量守恒定律，带电粒子在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】A.根据可知φ−x图像的斜率表示电场强度，由图可知，处的电场强度为零，小于的电场强度，故A错误； B.粒子在点的电势能，故B错误； CD.带负电的试探电荷在处动能为，电势能为，总能量为，且试探电荷速度沿x轴正方向，在到区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速运动，在处速度最大，试探电荷继续运动到右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为，即运动到电势为处减速到零，开始向x轴负方向运动，后反向回到处动能仍为，继续向左运动，在电势为处减速到零又反向，不会运动到、处，即试探电荷在点两侧往复运动，故D错误，C正确。 故选C。 10．D 【详解】AB．由等量异种点电荷形成的电场特点可知 则试探电荷所受电场力一直减小，故A错误；B错误； CD．两个等量异种点电荷连线的中垂线上各点电势相等，所以，左侧为正电荷，沿电场线方向电势逐渐降低，所以，由电势能公式 又 所以电势能先增大后不变，故C错误；D正确。 故选D。 11．A 【详解】A．据可知，同一电荷受到电场力大的点，对应的电场强度也一定大，故A正确； B．电场强度的大小与电势的高低无必然的联系，故B错误； C．负电荷在低电势处的电势能大，故C错误； D．电势能大小由电势和试探电荷共同决定，与电场强度无必然的联系，故D错误。 故选A。 12．A 【详解】A．电势是标量，无方向，其正、负表示相对于零电势点的高低，即电势的大小，正电势大于零电势，负电势小于零电势，故A正确； B．速度是矢量，正、负表示速度方向与规定正方向相同或相反，速度大小为其绝对值，正负不表示大小，故B错误； C．功是标量，无方向，正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对物体做功，正负不表示方向，故C错误； D．电荷的正、负表示电荷的种类，电荷量的大小为其绝对值，正负不表示大小，故D错误。 故选A。 13．C 【详解】A．电势是标量，只有大小没有方向，故A错误； B．沿电场线方向，电势逐渐降低,例如正电荷周围电场线向外，电势递减），故B错误； C．电势是相对量，需选定参考点，通常取无穷远处或某接地点为零点，各点电势才能确定具体数值， D 错误：电势为零是人为选取的零点，电场强度描述电场力的性质，二者没有必然关系；电势为零处场强可以不为零，场强为零处电势也可以不为零。故C正确。 故选C。 14．B 【详解】A．电场强度和电势没有直接关系，电势为零的地方，电场强度可以不为零，A错误； B．电场强度的方向与等势面垂直，沿电场线的方向，电势降低，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，B正确； C．电势 是比值法定义的，零电势的选取可以是任意的，某处的电势大小与该处有无电荷无关，C错误； D．沿电场线的方向电势降低，电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，因此沿电场线的方向电势降低，可电场强度不一定逐渐减小，D错误。 故选B。 15．C 【详解】A．电荷量是描述带电体所带电荷多少的物理量，是产生电场的源，但不能描述电场本身的强弱，故A错误； B．电场力是电荷在电场中受到的作用力，由公式 可知，其大小与电场强弱、试探电荷的电荷量均有关，不能单独描述电场本身的强弱，故B错误； C．电场强度是电场的固有属性，物理意义是描述电场的强弱和方向，故C正确。 D．电势是描述电场能的性质的物理量，无法描述电场强弱，故D错误； 故选C。 16．B 【详解】A．根据可类比得“引力势”为 可得引力势的单位为焦耳每千克（J/kg），电势的单位为伏特（V，即J/C），两者单位不同，故A错误； B．根据上式定义可得若某物体在A点的引力势能大于在B点的引力势能，则A点的“引力势”一定大于B点的“引力势”，故B正确； C．根据可类比得“引力场强度”为 方向指向地心，可知地球周围空间不同位置的“引力场强度”大小方向均不同，故C错误； D．根据可得地月系统存在引力场强度为零的位置，即 但该点引力势不是最低点，事实上， “引力场强度”为0的位置和“引力势”最低的位置不是同一位置，故D错误。 故选B。 17．(1)电势能增加 (2) (3) 【详解】（1）已知正电荷的电荷量为，克服静电力做功为，因此静电力对电荷做功为。根据静电力做功与电势能变化的关系有 解得 由于，所以电荷从点移到点时，电势能增加。 （2）规定电荷在点的电势能为，根据电势能变化量的定义有 解得 所以该电荷在点的电势能为。 （3）若点为零电势点，则。根据电势能变化量与电势差的关系有 解得 代入数据解得 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据匀强电场中电场力做功公式有 代入数据解得 （2）电场力做功与电势能变化量的关系为 解得 代入数据解得 （3）电势能变化量定义为 解得 代入数据解得 因此点电势能为。 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 $