10.1电势能和电势 分层练习 -2026-2027学年高二上学期物理同步备课系列【基础题】（人教版必修第三册）

**基本信息** 分层梯度清晰，从基础概念辨析到综合应用，通过情境化问题与计算提升物理观念和科学思维，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组同步训练|电场强度、电势、电势能等基础概念|8道单选+1道多选，聚焦概念辨析与简单应用，如物理量方向判断、库仑力变化分析| |B组难点突破|等量异种电荷电场分布、静电除尘等综合情境|3道单选+1道多选，结合空间模型与实际应用，如正方体电荷电场比较、电势能变化规律分析| |C组综合拓展|电场力做功、电势能计算等综合应用|2道计算题，需结合运动学与电场知识，如带电粒子在匀强电场中的运动分析|

10.1电势能和电势 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【基础题】——解析版 【A组同步训练】 1．（2025·广东会考）下列几个物理量都有正负，下列选项中可以用正负来表示方向的是（　　） A．功 B．电势 C．电场强度 【答案】C 【解析】AB．功和电势没有方向，其正负并不表示方向，故AB错误； C．电场强度是矢量，其正负表示方向，故C正确。 故答案为：C。 2．（2026·南宁模拟）在绝缘光滑水平面上固定一正点电荷Q，现在点电荷Q附近由静止释放另一正点电荷q，在点电荷q运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．两电荷间的库仑力越来越小 B．点电荷q的电势能越来越大 C．点电荷q的动能先变大后变小 D．点电荷q做匀加速直线运动 【答案】A 【解析】A．根据库仑定律有，两电荷之间的距离逐渐增大，因此库仑力逐渐减小，故A正确； B．点电荷q受到的库仑力与点电荷q的运动方向一致，库仑力对点电荷q做正功，根据功能关系可知点电荷q的电势能越来越小，故B错误； C．在绝缘光滑水平面上，只有库仑力一直对q做正功，由动能定理可知，点电荷q的动能逐渐增大，不存在动能减小的阶段，故C错误； D．根据牛顿第二定律有，库仑力逐渐减小，因此点电荷q的加速度逐渐减小，点电荷q做加速度减小的加速直线运动，不是匀加速直线运动，故D错误。 故选A。 3．（2026·贵阳模拟）空间中有一负点电荷Q放置在A点附近，如图所示。现缓慢移动Q，使其逐渐远离A点，此过程中Q的电荷量不变，取无穷远处电势为零。关于Q激发的电场中A点的电场强度E和电势φ的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．E变小，φ升高 B．E变小，φ降低 C．E变大，φ升高 D．E变大，φ降低 【答案】A 【解析】场强分析：点电荷Q逐渐远离A点时，A到Q的距离r增大，根据点电荷场强公式，A点的电场强度E随r的平方增大而减小。 电势分析：Q为负点电荷，其电场中电势分布规律为：离负电荷越远，电势越高（无穷远电势为0，负电荷周围电势为负），因此A点的电势φ随Q远离而升高。 故答案为：A。 4．（2026高一下·宁波期末）如图所示的各电场中，A点电势比B点高，但场强比B点小的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．图中为正点电荷的电场，电场线由正电荷指向无穷远处，沿电场线方向电势降低，故；由于电场线的疏密性代表电场强度的大小，A点处电场线比B处密集，故，故A错误； B．图中为等量异种电荷的电场，A、B两点位于两电荷连线的中垂线上，中垂线为等势线，故，由于AB所处电场线疏密性相同，所以电场强度大小相同，故B错误； C．图中为匀强电场，电场线密集程度处处相同所以场强处处相等，故；沿电场线方向电势降低，电场线从A指向B所以，故C错误； D．图中沿电场线方向电势降低，电场线从A指向B所以；电场线越密场强越大，B点处电场线比A处密集，故，故D正确。 故选D。 5．（2025·浙江模拟）如图所示的装置能模拟显示带等量异种电荷平行金属板的电场线。容器内、两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，两个未知带电情况的试探电荷分别放在、两点时所受静电力分别为、，电势能分别为、，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、电场线疏密表示电场强度大小，A点电场线更密集，故，故A正确； B、未知两极板哪边带正电、哪边带负电，无法判断电场线方向，不能比较、大小，故B错误； C、静电力，两试探电荷的电荷量未知，无法比较、大小，故C错误； D、电势能，试探电荷电性、电荷量未知，电势高低也无法确定，不能比较、，故D错误； 故答案为：A。 6．（2025高二下·襄阳期末）某带正电的点电荷和一个金属圆环间的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a点和b点的电场强度相同 B．c点的电势低于d点的电势 C．电子从c点移动到d点，电势能增加 D．质子从c点由静止释放，将沿着电场线由c运动到d 【答案】C 【解析】A、电场线的疏密程度表示电场强度的大小，a点和b点的电场强度大小相等但方向不同，故A错误；B、电场线从c到d，根据沿着电场线电势降低可知，c点的电势高于d点的电势，故B错误； C、电子带负电，从c点移动到d点，电场力做负功，电势能增加，故C正确； D、质子带正电，从c点由静止释放，因电场线为曲线，可知电荷不能沿着电场线由c运动到d，故D错误。 故选：C。 7．（2025·广东会考）某电场的三条电场线如图所示（方向未知），A、B为其中两点，下列说法正确的是（　　） A．A点场强大于B点场强 B．A点场强小于B点场强 C．A点电势高于B点电势 D．A点电势低于B点电势 【答案】A 【解析】AB．电场线密的地方电场的强度大，所以A点场强大于B点场强，A正确，B错误； CD．沿电场线的方向，电势降低，题中未给出电场线方向，故不能确定A、B两点电势大小关系，CD错误。 故答案为：A。 8．（2025高二下·巴中期中）A、B是静电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 B．若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 C．若正电荷在A点的电势能为负值，负电荷在B点的电势能是负值，则A点的电势比B点的高 D．以上说法都不对 【答案】A 【解析】AB．根据正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大，可知若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高；若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的低，故A正确，B错误； CD．根据，可知若正电荷在A点的电势能为负值，则A点的电势为负值；负电荷在B点的电势能是负值，则B点的电势为正，故A点的电势比B点的低，故CD错误。 故答案为：A。 （多选）9．（2026高二上·吉林期末）在光滑绝缘斜面的上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块以一定的初速度沿斜面向上运动。已知金属块在移动的过程中，图中外力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的（　　） A．电势能减少8J B．动能增加6J C．机械能增加24J D．机械能增加32J 【答案】B,C 【解析】A．金属块克服电场力做功8J，根据功能关系可知电势能增加8J，故A错误；B．重力势能增加18J，金属块克服重力做功为18J，规物块根据动能定理 则有ΔEk=WF+W电+WG 代入数据得ΔEk=6J，故B正确； CD． 图中外力F做功，金属块克服电场力做功， 根据功能关系可知 可知机械能增加，故C正确，D错误。 故选BC。 【B组难点突破】 10．（2026·广州模拟）如图，两等量异种电荷分别固定在正方体的两条棱的中点，下列说法正确的是（　　） A．点b与点f的场强不同 B．点b与点f的电势不同 C．点c与点e的场强不同 D．点c与点e的电势不同 【答案】D 【解析】​AC、两等量异种电荷形成的电场和过两点电荷连线中点的等势面如图所示 点b与点f位于两点电荷连线中点的中垂面上，切到面两点电荷的距离相等，故电场线的疏密程度相等，场强大小相等，分析均为a指向c，故场强相同；点c与点e关于O点对称，故场强相同，故AC错误； BD、点b与点f位于两点电荷连线中点的等势面上，故电势相同；点c与点e相比，点e更靠近正点电荷，电势更高，点e更靠近负点电荷，电势更低，故两点的电势不同，故B错误，D正确。 故选：D。​​ （多选）11．（2026·深圳模拟）家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A．灰尘会被吸附到金属管A B．灰尘做匀加速运动 C．a、b两点电场强度相同 D．吸附过程灰尘的电势能减小 【答案】A,D 【解析】A：金属管A接正极，金属丝B接负极，电场方向由A指向B。灰尘带负电，受到的电场力方向与电场方向相反，即指向A，故灰尘被吸附到A，A正确； B：该电场为非匀强电场，越靠近A电场强度越小，灰尘所受电场力逐渐减小，加速度逐渐减小，做加速度减小的变加速运动，不是匀加速，故B错误； C：电场强度是矢量，a、b两点电场方向不同，故电场强度不相同，故C错误； D：灰尘被吸附过程中，电场力做正功，电势能减小，故D正确。 故答案选 AD。 12．（2026·襄阳模拟）如图所示，真空中的正方体空间中固定有等量的正电荷，下列说法正确的是（　　） A．点比点电势高 B．点比点电势高 C．点和点场强大小相等方向相反 D．点和点场强大小相等方向相反 【答案】D 【解析】AB．由电势公式，A、为等量正电荷，、B、C三点到两个点电荷的距离分别相等，因此三点电势相等，故AB错误； C．由电场叠加与对称性，B、C两点场强大小相等，但方向不同，并非方向相反，故C错误； D．由电场叠加和对称性知点和点电场强度大小相等，方向相反，故D正确； 故答案为：D。 13．（2026·定州模拟）如图所示为某正试探电荷沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能随位移x的变化规律。已知电场方向沿x轴方向，下列说法正确的是（　　） A．间，电场方向始终沿x轴正方向 B．间，电场方向始终沿x轴负方向 C．间，该电场的电场强度先增大后减小 D．间，该电场的电场强度先减小后增大 【答案】C 【解析】A：0x1间，正试探电荷电势能变大，由可知电势升高，场强沿x轴负方向；x1x3间，电势能变小，电势降低，场强沿x轴正方向，故0~x3间电场方向并非始终沿x轴正方向，A错误； B：由上述分析可知，0~x3间电场方向并非始终沿x轴负方向，B错误； C：图像的斜率表示电场力，而电场力与电场强度成正比。0~x1间，图像斜率先增大后减小，因此电场强度先增大后减小，C正确； D：由上述分析可知，电场强度先增大后减小，并非先减小后增大，D错误。 故答案为：C 【C组综合拓展】 14．（2025高二上·定州月考）如图所示，a、b为某匀强电场中同一电场线上的两点，两点之间的距离。一质量的带电粒子从a点以的速度向b点运动，经过b点时的速度大小为，已知带电粒子的电荷量，不计其他力的作用。 （1）求匀强电场的电场强度的大小； （2）若取a点电势能为0，求粒子在b点的电势能。 【答案】（1）解：从到，根据动能定理 代入数据解得 （2）解：根据 其中 可得 【解析】（1）从到，根据动能定理 代入数据解得 （2）根据 其中 可得 15．（2025高二上·百色期末）如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 （1）将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； （2）若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 【答案】（1）解：AB 沿电场线方向，长度AB=d，电荷q，电场力做功公式： 因为AB 沿电场方向，位移大小为d，电场力方向与位移方向一致（对正电荷）： 将电荷从A点移动到B点，静电力做的功为 （2）解：若选取B点为电势零点，则该电荷在B点的电势能为 电荷从B点移到C点，静电力做的功为 根据 可得该电荷在C点的电势能 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.1电势能和电势 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【基础题】——原卷版 【A组同步训练】 1．（2025·广东会考）下列几个物理量都有正负，下列选项中可以用正负来表示方向的是（　　） A．功 B．电势 C．电场强度 2．（2026·南宁模拟）在绝缘光滑水平面上固定一正点电荷Q，现在点电荷Q附近由静止释放另一正点电荷q，在点电荷q运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．两电荷间的库仑力越来越小 B．点电荷q的电势能越来越大 C．点电荷q的动能先变大后变小 D．点电荷q做匀加速直线运动 3．（2026·贵阳模拟）空间中有一负点电荷Q放置在A点附近，如图所示。现缓慢移动Q，使其逐渐远离A点，此过程中Q的电荷量不变，取无穷远处电势为零。关于Q激发的电场中A点的电场强度E和电势φ的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．E变小，φ升高 B．E变小，φ降低 C．E变大，φ升高 D．E变大，φ降低 4．（2026高一下·宁波期末）如图所示的各电场中，A点电势比B点高，但场强比B点小的是（ ） A． B． C． D． 5．（2025·浙江模拟）如图所示的装置能模拟显示带等量异种电荷平行金属板的电场线。容器内、两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，两个未知带电情况的试探电荷分别放在、两点时所受静电力分别为、，电势能分别为、，则（　　） A． B． C． D． 6．（2025高二下·襄阳期末）某带正电的点电荷和一个金属圆环间的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a点和b点的电场强度相同 B．c点的电势低于d点的电势 C．电子从c点移动到d点，电势能增加 D．质子从c点由静止释放，将沿着电场线由c运动到d 7．（2025·广东会考）某电场的三条电场线如图所示（方向未知），A、B为其中两点，下列说法正确的是（　　） A．A点场强大于B点场强 B．A点场强小于B点场强 C．A点电势高于B点电势 D．A点电势低于B点电势 8．（2025高二下·巴中期中）A、B是静电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 B．若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 C．若正电荷在A点的电势能为负值，负电荷在B点的电势能是负值，则A点的电势比B点的高 D．以上说法都不对 （多选）9．（2026高二上·吉林期末）在光滑绝缘斜面的上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块以一定的初速度沿斜面向上运动。已知金属块在移动的过程中，图中外力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的（　　） A．电势能减少8J B．动能增加6J C．机械能增加24J D．机械能增加32J 【B组难点突破】 10．（2026·广州模拟）如图，两等量异种电荷分别固定在正方体的两条棱的中点，下列说法正确的是（　　） A．点b与点f的场强不同 B．点b与点f的电势不同 C．点c与点e的场强不同 D．点c与点e的电势不同 （多选）11．（2026·深圳模拟）家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A．灰尘会被吸附到金属管A B．灰尘做匀加速运动 C．a、b两点电场强度相同 D．吸附过程灰尘的电势能减小 12．（2026·襄阳模拟）如图所示，真空中的正方体空间中固定有等量的正电荷，下列说法正确的是（　　） A．点比点电势高 B．点比点电势高 C．点和点场强大小相等方向相反 D．点和点场强大小相等方向相反 13．（2026·定州模拟）如图所示为某正试探电荷沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能随位移x的变化规律。已知电场方向沿x轴方向，下列说法正确的是（　　） A．间，电场方向始终沿x轴正方向 B．间，电场方向始终沿x轴负方向 C．间，该电场的电场强度先增大后减小 D．间，该电场的电场强度先减小后增大 【C组综合拓展】 14．（2025高二上·定州月考）如图所示，a、b为某匀强电场中同一电场线上的两点，两点之间的距离。一质量的带电粒子从a点以的速度向b点运动，经过b点时的速度大小为，已知带电粒子的电荷量，不计其他力的作用。 （1）求匀强电场的电场强度的大小； （2）若取a点电势能为0，求粒子在b点的电势能。 15．（2025高二上·百色期末）如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 （1）将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； （2）若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 学科网（北京）股份有限公司 $