人教版（2019）必修第三册 10.1 电势能和电势 同步练习卷（1）（含答案）

人教版（2019）必修第三册《10.1 电势能和电势》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共8小题，共48分）
1.（6分）如图所示，等腰直角三角形位于竖直平面内，，为边中点。一电荷量为的点电荷固定于点。将质量为、电荷量为的小球从轨道上的点由静止开始释放，小球沿运动。已知静电力常量为、重力加速度大小为，且，忽略空气阻力，轨道光滑绝缘。则下列说法正确的是
A. 轨道上点的电场强度大小为
B. 小球刚到达点时，其动能为
C. 小球刚到达点时，其加速度
D. 小球在沿直轨道下滑的过程中，电势能先增大后减小
2.（6分）内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐．如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，点为正方形中心，、为两边中点，取无穷远处电势为零，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是
A. 点电场场强不为零 B. 点电势不为零
C. 、两点电场强度相同 D. 、两点电势相等
3.（6分）下述说法正确的是
A. 在同一等势面上移动电荷，电场力不作功
B. 沿着电场线方向电势不一定越来越低
C. 静电场中两根电场线有可能相交
D. 电场线是电荷运动轨迹形成的
4.（6分）在地面上插入一对电极和，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场．恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图，、是电场中的两点．下列说法正确的是
A. 点场强比点场强大
B. 点电势比点电势高
C. 点电子的电势能比点电子的电势能大
D. 电子沿直线从到的过程中所受电场力恒定不变
5.（6分）示波管的聚焦电场是由电极、、、形成的，实线为电场线，虚线为等势线，相邻等势线间的电势差相等。轴为该电场的中心轴线．一个电子从左侧进入聚焦电场，曲线是它的运动轨迹，则
A. 电场中点的电场强度小于点的电场强度
B. 电场中点的电势比点的电势低
C. 电子从运动到的过程中，电场力对它先做正功后做负功
D. 若电子沿着轴正方向以某一速度进入该电场，电子有可能做曲线运动
6.（6分）如图所示，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态．现给小球一竖直向上的初速度，小球最高能运动到点．在小球从开始运动到运动至最高点时，则
A. 小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量
B. 小球机械能的改变量等于电场力做的功
C. 小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和
D. 弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量
7.（6分）一个质量为的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为，方向向下，其中为重力加速度．则在小球下落高度的过程中，下列说法正确的是
A. 小球的动能增加 B. 小球的电势能减小
C. 小球的重力势能减少 D. 小球的机械能减少
8.（6分）在真空中某区域有一电场，其中一条电场线如图甲所示，、、为电场线上间距相等的三个点，这一条电场线上各点的电势分布如图乙所示，下列说法正确的是
A. 点的电势小于点的电势
B. 点的电场强度小于点的电场强度
C. 将正电荷沿该直线从移到的过程中，电场力做负功
D. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
二 、多选题（本大题共5小题，共30分）
9.（6分）如图，直线表示某电场中一条电场线，、是线上的两点，将一带负电荷的粒子从点处由静止释放，粒子从运动到过程中的图线如图所示，设、两点的电势分别为、，场强大小分别为、，粒子在、两点的电势能分别为、，不计重力，则有



A. B. C. D.
10.（6分）如图所示，、、三点都在以点电荷为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从点分别移到、、各点时，电场力做功大小比较
A. B. C. D.
11.（6分）下列说法中不正确的是
A. 电荷在电势高的地方电势能不一定大
B. 只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变
C. 点电荷就是体积很小的带电小球
D. 电子伏特是电压的单位，
12.（6分）两个带等量正电的点电荷，固定在图中、两点，为连线的中垂线，交于点，点为上的一点．一带负电的试探电荷，从点由静止释放，只在静电力作用下运动．取无限远处的电势为零，则
A. 由向的运动是匀加速直线运动 B. 由向运动的过程电势能逐渐减小
C. 运动到点时的动能最大 D. 运动到点时电势能为零
13.（6分）如图所示，在等量异种电荷形成的电场中有一正方形，其对角线与两点电荷的连线重合，两对角线的交点位于电荷连线的中点下列说法中正确的有
A. 、两点的电场强度方向相同
B. 、两点的电势相同
C. 质子由点沿路径移至点，电场力对其先做负功后做正功
D. 电子由点沿路径移至点，电势能先增大后减小
三 、计算题（本大题共1小题，共12分）
14.（12分）如图所示，在匀强电场中，有、两点，它们之间的距离为，两点的连线与场强方向成角，将一个电荷量为的电荷由点移到点，电场力做功为J.其中，，求：
、两点的电势差；
匀强电场的场强。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：轨道上点的电场强度大小为，故错误；
小球刚到达点时
解得

、在同一等势面上

解得

故错误，正确。
D.小球在沿直轨道下滑的过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，故错误。
故选：。
根据点电荷产生电场的公式解得；根据功能关系与牛顿第二定律解得加速度与动能，电场力做正功，电势能先减小，电场力做负功，电势能增大。
此题主要考查电势能与电场力做功，解题关键掌握电场强度的计算公式，注意电场力做正功，电势能先减小，电场力做负功，电势能增大。
2.【答案】D;
【解析】解：、两等量正离子在点的合场强为，两等量负离子在点的合场强为，则四个离子的在点的合场强为，故错误；
、由于等量异种电荷的连线的中垂线为等势线，则、、都在同一等势线上，各点电势相同，都为，故错误，正确；
、、两点电场强度大小相等，方向相反，故错误；
故选：。
理解点电荷产生的场强和电势的特点，结合对称性，利用矢量、标量合成的特点完成分析。
此题主要考查了电场的叠加问题，理解点电荷产生的场强和电势的特点，结合对称性即可完成分析。
3.【答案】A;
【解析】解：、电场线与等势面垂直，电场强度方向是电场线的切线方向，故电场力与等势面一定垂直，在同一等势面上移动电荷，电场力一直不作功，故正确；
、沿着电场线方向电势降低，故错误；
、电场中的两条电场线一定不会相交．故错误；
、电场线是为了形象的描述电场而人为引入的曲线，而物体的运动轨迹是由物体所受合外力与初速度之间的夹角决定，二者不一定重合，则错误．
故选：
电场线是从正电荷或者无穷远处发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线与等势面垂直，电场强度方向是电场线的切线方向，故电场力与等势面一定垂直．
加强基础知识的学习，明确运动轨迹与电场线的不同，熟练应用力与运动以及有关电场线的知识即可解决本题．
4.【答案】B;
【解析】解：、电场线密的地方电场强度大，所以点场强比点场强小，故A错误
B、根据沿电场线方向电势降低可知：点电势一定高于点电势，故B正确。
C、点电势高于点电势，即由电势能公式，可知由于电子带负电，，所以电子在点的电势能小于在点的电势能。故C错误。
D、由于该电场是非匀强电场，是变化的，由可知，电子所受的电场力是变化的，故D错误。
故选：。
电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化．电子在非匀强电场中所受的电场力是变力．
电场强度、电势、电势能、电场力做功等概念是本章的重点和难点，要弄清它们之间的区别和联系，并能在实际电场中或者电荷运动过程中弄清它们的变化．
5.【答案】B;
【解析】
沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况。要能正确根据电场线、等势线的分布情况，判断电势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情况。

、等势线密的地方电场线也密，因此点电场线比点电场线密，故点的电场强度大于点的电场强度，故错误。
、沿电场线电势降低，因此点的电势比点的电势低，故正确。
、电子从低电势向高电势运动时，电场力做正功，动能增加，电势能减小，故错误.
、在轴上的电场线是直线，则电子在轴上受到的电场力方向不变，沿轴正方向，若电子沿着轴正方向以某一速度进入该电场，则合力方向与速度方向相同，做加速直线运动，不能做曲线运动，故错误。
故选。
6.【答案】D;
【解析】解：：由题意，小球受到的电场力等于重力。在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功，故A错误；
：小球仅仅受到电场力、重力和弹力，故小球机械能的改变量等于电场力做的功和弹簧的弹力做的功，故B错误；
：三个力都做功，且电场力做功等于重力做功，故C错误；
：电场力做功等于重力做功，弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量。故D正确。
故选：。
小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态，说明小球受到的电场力等于重力．在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功．
该题考查物体的受力分析和能量的转化与守恒，要对各力的做功有准确的分析．属于简单题．
7.【答案】D;
【解析】解：、由牛顿第二定律得知，小球所受的合力，方向向下，根据动能定理知，小球的动能增加，故A错误。
B、由牛顿第二定律得：，解得电场力，且方向竖直向上，则电场力做功，故小球的电势能增加，故B错误。
C、小球在竖直方向上下降高度时重力做正功，因此，小球的重力势能减少，故C错误。
D、由上知，小球的电势能增加，根据能量守恒知，小球的机械能减少，故D正确。
故选：。
题中选项要求判断小球各种能量的变化多少，则必须分析小球的受力及各力做功情况，然后利用功能关系把各力做功情况与相应的能量变化对应起来，从而做出判断．
本题一定要明确功能关系：合外力做功，动能变化做正功，动能增加；做负功，动能减少；重力做功，重力势能变化做正功，重力势能减少；做负功，重力势能增加；电场力做功，电势能变化做正功，电势能减少；做负功，电势能增加；除重力做功外其他力做功，机械能变化．
8.【答案】D;
【解析】解：、根据图乙可知点的电势大于点的电势，故错误；
、根据图像中的斜率代表电场力的大小，由图可知：图像的斜率变小，说明点电荷所受电场力变小，则点的电场强度大于点的电场强度，故错误；
、正电荷在电势高的地方电势能大，所以将正电荷沿该直线从移到的过程中，电势能减小，则电场做正功，故错误；
、根据，由于电场减小，与距离相等，所以、两点间的电势差大于、两点间的电势差，故正确。
故选：。
根据图像可知，电荷所受电场力逐渐减小，由此可以判断出电场强度大小、电势高低的变化情况以及点电荷的电势能变化情况；根据功能关系判断电场力做功的情况。
本题结合运动图象考查了电场强度和电势的变化情况，要注意结合图象的含义以及电场线和电场强度与电势的关系求解。
9.【答案】AD;
【解析】
根据受力方向判断电场线方向，根据加速度的大小判断场强大小的变化。
此题主要考查了对图象的认识和理解，能从图象中获取有用的物理信息，本题是小型的综合题。
由图知图线的斜率减小，则负电荷从运动到的过程中，它的加速度是逐渐减小的，由牛顿第二定律知，负电荷从到时，受到的电场力是逐渐减小的，由知，，故正确，错误；
C.负电荷从释放初速度为后，能加速运动到，说明负电荷受到的电场力方向是从指向，那么电场方向就是由指向，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以、两点的电势关系是，故错误；
D.负电荷在电势高处电势能小，因则，故错误，正确。
故选。
10.【答案】CD;
【解析】解：据题知，、、都在以为圆心的同一圆周上，而此圆周是一个等势线，各点的电势相等，则到各点的电势差相等，电场力做功公式分析电场力做功相等。故CD正确，AB错误。
故选：。
B、、在以为圆心的同一圆周上，电势相等，电场力做功公式分析即可．
本题一方面要知道以点电荷为圆心的圆是一个等势面；二要知道电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关．
11.【答案】CD;
【解析】解：正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势低的地方电势能大，所以电荷在电势高的地方电势能不一定大，故正确；
B.只有电场力做功时，电势能与动能之和守恒，故正确；
C.不论带电体的大小、形状如何，只要其对所研究问题的影响可以忽略不计，都可以将其看成点电荷，则点电荷不一定就是体积很小的带电球体，故错误；
D.电子伏特是能量的单位，，故错误。
本题选择错误选项；
故选：。
正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势低的地方电势能大，只有电场力做功时，电势能与动能之和守恒，点电荷是对所研究问题的影响可以忽略不计，电子伏特是能量的单位。
此题主要考查电势能与电场力做功，解题关键掌握电势能与电荷电性的关系，注意电场强度由电场本身决定。
12.【答案】BC;
【解析】解：、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中、连线的中垂线上，从无穷远到过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向。
故试探电荷所受的电场力是变化的，由向的运动做非匀加速直线运动，故A错误。
B、电场力方向与方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故B正确。
C、从到过程，电场力做正功，动能增大，从到过程中，电场力做负功，动能减小，故在点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确。
D、取无限远处的电势为零，从无穷远到点，电场力做正功，电势能减小，则运动到点时电势能为负值。故D错误。
故选：。
本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷的受力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．
该题考查静电场的基本概念．关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析．
13.【答案】ABD;
【解析】
解答本题要掌握等量异种电荷周围电场分布情况，在如图所示的等量异种电荷连线的中点是两点电荷连线之间电场强度最小的点，同时是两点电荷连线中垂线上最强的点，中垂线为零等势线，中垂线上电场方向水平向右；另外电势能的变化可通过电场力做功来判断。
要熟练掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场强度、电势分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能、电势能变化情况。

A.在图中所示的电场中，所以、两点的电场强度大小不同但是方向相同，故正确；
B.由于中垂线为零等势线，所以、两点的电势相同，故正确；
C.图中两电荷连线电场方向水平向右，即由指向，质子受电场力水平向右，故质子由点沿路径移至点过程中电场力做负功，故错误。
D.电子由沿运动到过程中，靠近负电荷远离正电荷，因此电场力做负功，电势能增大，沿运动到过程中，靠近正电荷远离负电荷，电场力做正功，电势能减小，故整个过程中电势能先增大后减小，故正确；
故选。

14.【答案】解：（1）电荷由A→B电场力做功，有：WAB=qUAB
则有：UAB===80V；
（2）根据UAB=Ecos53°得：
电场强度：E==V/m=1333.3V/m
答：（1）A、B两点的电势差UAB为80V
（2）匀强电场的场强的大小为1333.3V/m。;
【解析】
结合电场力做功与电势差的关系求出、两点的电势差。
根据匀强电场的电场强度公式求出场强的大小。
解决本题的关键知道电场力做功等于电势差的减小量，掌握电场力做功与电势差的关系。注意运用计算时，功的正负、的正负都要代入计算，以及在中，表示沿电场线方向上的距离。