电场中的能量及带电粒子的运动检测-2027届高考物理一轮复习

电场能的性质及带电粒子在电场中的运动检测试题 一、单选题 1．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、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A．该电场由负点电荷形成 B．带电粒子一定是从P向Q运动 C．带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度 D．带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 2．某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．A点的电势高于B点的电势 C．将负电荷从A点移到B点，电场力做正功 D．将正电荷从A点移到C点，电荷的电势能减小 3．如图，在直角坐标系xOy中有a、b、c三点，a点坐标为（0，2），b点坐标为（2，2），c点坐标为（2，0）。现加上一平行于xOy平面的匀强电场，已知、、，则匀强电场的场强大小为（　　） A．125V/m B．250V/m C．500V/m D．1000V/m 4．如图所示，正三角形的顶点固定三个等量电荷，其中A带正电，B、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势等于零 B．M点的电势大于N点的电势 C．M、N两点的电场强度相同 D．负电荷在M点的电势能比在N点大 5．如图所示，由长为R的直管ab和半径为R的半圆形弯管bcd、def组成的绝缘光滑管道固定于水平面内，管道间平滑连接。bcd圆心O点处固定一电荷量为Q（Q > 0）的带电小球。另一个电荷量为q（q > 0且q << Q）的带电小球以一定初速度从a点进入管道，沿管道运动后从f点离开。忽略空气阻力。则（   ） A．小球在e点所受库仑力大于在b点所受库仑力 B．小球从c点到e点电势能先不变后减小 C．小球过f点的动能等于过d点的动能 D．小球过b点的速度大于过a点的速度 6．P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为负电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　） A．e点的电势大于0 B．将一个质子由d点移动到e点电场力做负功 C．将一个电子由a点移到c点电势能减小 D．e点电场强度等于d点的电场强度 7．两个点电荷固定于x轴上，将一带负电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（　　） A．M点场强为零，N点电势为零 B．M点电势为零，N点场强为零 C．带正电，带负电，且电荷量较大 D．带负电，带正电，且电荷量较小 8．如图所示，两块彼此绝缘的金属板A、B水平平行放置并与一个电源相连，其中B板接地。开关S闭合后，在A、B两板间C点处有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 B．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴的电势能变小 C．保持S闭合，再将A板向上平移一小段位移，C点电势升高 D．保持S闭合，再将B板向左移动一小段位移，电容器带电量增大 9．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是 A．电压表示数变小 B．电流表示数变小 C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低 二、多选题 10．如图甲所示的y轴上A、B处放置两等量正电荷，x轴上P点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．x2点的电势最高 B．－x1和x1两点的电势相等 C．在x1点静止释放一正试探电荷，其动能先增大后减小 D．在x1点静止释放一负试探电荷，其将以O为中心往复运动 11．某电场等势面的分布情况如图所示，下列说法正确的是（   ） A．A、B两点的电场强度大小相同 B．将试探电荷放在A点，试探电荷所受静电力的方向沿该处曲线的切线方向 C．把电子从等势面e移动到等势面c，静电力做功为-10eV D．同一电荷沿折线BQA移动与沿折线BPA移动，静电力做功一样多 12．如图所示，电荷量分别为+q、-q（）的等量异种点电荷分别固定于正六边形abcdef的两个顶点b、e上，O点是该正六边形的几何中心，规定无穷远处的电势为0。则（　　） A．a、d两点的电场强度相同 B．c、f两点的电势相等 C．将一带负电的试探电荷沿直线从a点移动到c点，电场力先做正功后做负功 D．a、d之间的电势差与f、c之间的电势差相等，即 13．静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷　　 A．在和处电势能相等 B．由运动到的过程中电势能增大 C．由运动到的过程中电场力先增大后减小 D．由运动到的过程中电场力先减小后增大 14．某电场沿x轴方向分布。x轴上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，段为曲线，段为直线。一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置，则（　　） A．之间电场方向沿x轴负方向 B．粒子在点处动能最大 C．粒子在段加速度先变大后变小 D．处粒子电势能最小，段粒子的动能随x均匀增加 三、解答题 15．如图所示，光滑斜倾角为37°，A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： (1)该电场的电场强度大小； (2)求B、A两点间的电势差UBA； (3)若电场强度变为原来的，当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时，求物块在B处速度的大小。 16．如图，在竖直平面内建立直角坐标系，第一象限内平行于轴的竖直分界线左、右两侧分别存在沿轴正方向和沿轴正方向的匀强电场，两电场的电场强度大小相等。一质量为、电荷量为可视为质点的小球从点沿虚线做匀速直线运动，速度大小为，虚线与轴正方向夹角为。小球经点进入右侧，一段时间后小球经过点，、两点连线平行于轴，重力加速度大小为，求： (1)电场强度的大小； (2)该小球从点进入右侧后，经多长时间运动至离、两点连线的最远处？ (3)、两点的电势差。 17．计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图是部分结构的示意图。图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线，经MN间电场加速后进入EF板间，射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为，EF极板长为L、板间距也为L；靶台直径为、与的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离为L；电子质量为m、电荷量为e；电子所受重力和空气阻力的影响可忽略，忽略电场的边缘效应影响。 (1)求电子离开加速电场时速度大小； (2)若电子刚好打在靶台中点，求EF极板所加电压； (3)若只改变EF极板间电压，使打在靶台上的电子动能最小，求此动能的最小值； 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 《2026年8月10日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B B B C B B D BD 题号 11 12 13 14 答案 CD AC BC AB 1．C 【详解】A．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，受到的电场力指向电场线汇聚处，所以该电场是由正点电荷形成的，故A错误； B．仅根据粒子的运动轨迹，无法确定粒子一定是从P向Q运动，也有可能从Q向P运动，故B错误； C．若粒子从P运动到Q，电场力方向与速度方向的夹角大于90°，电场力做负功，动能减小，速度减小，所以P点速度大于Q点速度；若粒子从Q运动到P，电场力做正功，动能增大，P点速度还是大于Q点速度，C正确； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，P点处电场线比Q点处密集，所以P点电场强度大。根据，q为粒子电荷量，E为电场强度，粒子在P点受到的电场力大，加速度也大，D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．由电场线越密的地方，电场强度越大，则有，故A错误； B．沿着电场线，电势逐渐降低，点处于电场线的靠前的位置，故A点的电势高于B点的电势，故B正确； C．由于沿着电场线，电势逐渐降低，故，因此将负电荷从移动到，电势能增大，电场力做负功，故C错误； D．由于和处于同一条等势线上，故将正电荷从到过程的电场力不做功，电势能不变，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】已知，过a和c两点的直线是一条等势线，过b点做ac的垂线bd，如图所示。根据几何关系可得 匀强电场的场强大小，故选B。 4．B 【详解】ABD．由等量异种电荷电势分布可知，点电荷A、B在M、O、N三点的电势关系为 由于等量异种电荷连线的中垂线为等势线，且无穷远处电势为零，则点电荷A、B在O点的电势为0，由对称性可知，点电荷C在M、N两点的电势相等，在O点的电势小于零，综上所述，可知M点的电势大于N点的电势，O点的电势小于零；根据 可知负电荷在M点的电势能比在N点小，故AD错误，B正确； C．根据等量异种电荷电场分布可知，点电荷A、B在M、N两点的电场强度大小相等，方向相同；由对称性可知，点电荷C在M、N两点的电场大小相等，方向不同，则M、N两点的电场强度不同，故C错误。 故选B。 5．B 【详解】A．小球所受库仑力 由于re > rb，则小球在e点所受库仑力小于在b点所受库仑力，故A错误； B．点电荷在距其r处的电势为 由于c点到d点r不变，d点到e点r逐渐增大，则根据Ep = φq 可知小球从c点到d点电势能不变，从d点到e点电势能逐渐减小，故B正确； C．由于rf > rd，根据选项B可知，小球的电势能Epd > Epf，根据能量守恒可知，小球过f点的动能大于过d点的动能，故C错误； D．由于ra > rb，根据选项B可知，小球的电势能Epb > Epa，根据能量守恒可知，小球过a点的动能大于过b点的动能，则小球过b点的速度小于过a点的速度，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．由图知，过e点的等势线一直延伸到无穷远处，无穷远处电势为0，则e点的电势也为0，故A错误； B．根据电场线与等势面垂直关系，可知P点处为正电荷，d点的电势高于e点的电势，将一个质子由d点移动到e点，电势能减少，则电场力做正功，故B错误； C．沿电场线方向电势降低，可知c点电势大于a点电势，则将一个电子由a点移到c点电势能减小，故C正确； D．等势面越密集电场强度越大，e点的等势面比d点密集，则e点电场强度大于d点的电场强度，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】AB．因图像的斜率等于电场力，可知N点场强为零；因M点电势能为零，可知M点电势为零，选项A错误，B正确； CD．因带负电的试探电荷在Q2附近的电势能为正值，可知带负电，带正电，N点场强为零，根据 可知 选项CD错误。 故选B。 8．B 【详解】A．若将S断开，则电容器所带电荷量不变，根据 可知，再将A板向左移动一小段位移，正对面积减小，板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，故A错误； B．根据A选项可知 因此若将S断开，则不变，板间场强不变。根据场强与电势差间的关系可知 又因为B板接地，则，则变大，变大，变大。又因为油滴所受电场力竖直向上，而板间场强方向向下，故油滴带负电，油滴的电势能变小，故B正确； C．保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，若将A板向上平移一小段位移，板间场强减小。根据 可知减小、不变，则减小，C点电势降低，故C错误； D．将B板向左移动一小段位移，根据可知，正对面积减小，电容器电容变小。保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，电容器带电量减小，故D错误。 故选B。 9．D 【分析】在滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，据闭合电路欧姆定律分析干路电流如何变化，再据欧姆定律分析电阻R1两端电压的变化，可知电压表读数的变化．分析并联部分电压的变化，可知电容器的电压如何变化，电容器所带电量的变化．由并联部分电压的变化及电源的负极接地，可分析a点的电势如何变化．用并联部分电压的变化，得出流过R2的电流如何变化，结合干路电流的变化，分析电流表示数的变化． 【详解】A：滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表示数增大．故A项错误． BC：干路电流增大，并联部分电压减小，电容器两板间电压减小，电容器C所带电荷量减小．并联部分电压减小，流过R2的电流减小，又干路电流增大，则流过电流表的电流增大，电流表示数变大．故BC两项错误． D：外电路中顺着电流方向，电势降低，则，b点电势为零，并联部分电压减小，则a点的电势降低．故D项正确． 【点睛】电路动态分析问题，按局部到整体，再对局部分析各元件上电压或电流的变化．灵活应用闭合电路的欧姆定律，电动势、路端电压和内电压关系，串并联电路的电压电流关系是解决动态电路的关键． 10．BD 【详解】A．沿x轴上，电场线从O点开始分别沿x轴正向和x轴负向，沿电场线电势逐渐降低，可知O点的电势最高，选项A错误； B．由对称性可知，－x1和x1两点的电势相等，选项B正确； C．在x1点静止释放一正试探电荷，所受电场力一直沿x轴正向，电场力一直做正功，则其动能一直增大，选项C错误； D．在x1点静止释放一负试探电荷，则电场力指向O点，电子向O点做加速运动，经过O点后做减速运动，到达与x1对称的位置时速度减为零，然后再返回……，即电荷将以O为中心往复运动，选项D正确。 故选BD。 11．CD 【详解】A．因A点的等差等势面较B点密集，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项A错误； B．电场线与等势面垂直，可知将试探电荷放在A点，试探电荷所受静电力的方向沿该处曲线切线方向相垂直的方向，选项B错误； C．把电子从等势面e移动到等势面c，静电力做功为 选项C正确； D．电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，则同一电荷沿折线BQA移动与沿折线BPA移动，静电力做功一样多，选项D正确。 故选CD。 12．AC 【详解】A．a、d两点O点，即关于两异种点电荷连线的中点对称，关于根据等量异种点电荷的电场线的分布规律，a、d两点位置的电场线分布的密集程度相同，a、d两点的电场强度大小相等，方向相同，即a、d两点的电场强度相同，A正确； B．根据等量异种点电荷的等势线的分布规律，可知，c点的电势高于f点的电势，B错误； C．根据等量异种点电荷的等势线的分布规律，可知，将一带负电的试探电荷沿直线从a点移动到c点，等势线升高后降低，根据 可知，将一带负电的试探电荷沿直线从a点移动到c点，电场力先做正功后做负功，C正确； D．根据等量异种点电荷的等势线的分布规律，可知，a点的电势等于c点的电势，f点的电势等于d点的电势，则有 D错误。 故选AC。 13．BC 【分析】由图像判断电场线的方向，再确定电势大小的关系． 【详解】A．由图像可知，在0～x1之间，电场强度E是正的，是沿x轴正方向的；在x1～x4之间，电场强度E是负的，是沿x轴负方向的，故由x2到x4是逆着电场线的方向，所以x4处的电势要大于x2处的电势，选项A错误； B．由x1运动到x3的过程中，是逆着电场线方向的，所以电势能增大，选项B正确； CD．由x1运动到x4的过程中，x3处的电场强度的大小是最大的，故电荷在该点受到的电场力也应该是最大的，故电场力是先增大后减小，选项C正确，D错误．图像只是向我们提供一种电场强度与位置的关系，需要我们通过图像将其转化为具有一定形态的东西，当我们将其转化成具体的电场线的某一个方向时，我们再去判断就会很容易了，所以对图像的识别很重要． 14．AB 【详解】A．沿着电场线方向电势降低，故之间电场方向沿轴负方向，A正确； B．电子带负电，一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置，电势能和动能之和恒定，根据可知电子在点处电势能最小，则粒子在点处动能最大，B正确； C．粒子在段图像的斜率先变小后变大，则场强先变小后变大，由牛顿第二定律可知粒子的加速度先变小后变大， C错误； D．x1处粒子电势能，电子带负电，则处粒子电势能最小，段粒子受到的电场力恒定，电场力做功随x均匀变化，故动能随x均匀变化，过程中电势能增大，则动能均匀减小，D错误。 故选AB。 15．(1)7.5×104N/C (2)4×104V (3)2m/s 【详解】（1）对小球分析可知 解得 （2）B、A两点间的电势差 （3）小球从A到B由动能定理 解得vB=2m/s 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）小球在左侧做匀速直线运动，合力为零。对小球受力分析：重力竖直向下，电场力E沿轴正方向，由平衡条件得 解得 （2）AC平行于轴，离最远时，小球沿方向的速度减为0。小球在点的初速度分量， 进入右侧后，受力：方向合力,加速度 方向合力，加速度 当方向速度为0时离最远 代入​得 （3）C点与点在同一水平线上，即方向总位移为0，设总时间为​，由匀变速位移公式 解得 方向位移 联立解得 电势差 代入解得 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）电子在MN极板间被加速，则 解得电子穿过N极板小孔时的速度大小 （2）若电子刚好打在靶台中点，则射出EF极板时速度的偏向角满足 电子在偏转电场中做类平抛运动，则，， 解得 （3）使打在靶台上的电子动能最小，则电子在偏转电场中偏转距离最小，则电子打在靶台上右端时电子的动能最小，此时由平抛运动的规律可知，连接靶台右端与两板中心的连线方向为电子出射的方向 则由几何关系偏转角 偏转距离 则由，， 解得 则最小动能 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 $