2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案053-课时作业45 电场的能的性质（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案053-课时作业45 电场的能的性质（教用），共40页。
1．（2025·河北卷·1）《汉书》记载“姑句家矛端生火”，表明古人很早就发现了尖端放电现象。若带电长矛尖端附近某条电场线如图，则a、b、c、d四点中电势最高的是（ ）
A. a点B. b点C. c点D. d点
【答案】D
【解析】沿电场线方向，电势逐渐降低，可知φd>φc>φb>φa，故选D。
2．（2025·北京卷·8）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（ ）
A. 小球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B. 小球分别运动到A、B点时速度大小不同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点的大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快
【答案】D
【解析】等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得a=gsinθ(θ 为坡面与水平面夹角)，MB滑道一侧的等高线更密集，坡面更陡，θ 角更大，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，A错误；A、B在同一等高线上，小球下落高度相同，根据机械能守恒可知，小球分别运动到A、B点时速度大小相同，B错误；等差等势线越密集，电场强度越大，B点等差等势线更密集，则A点电场强度比B点的小，C错误；等差等势线越密集，电势降落得越快，右侧等差等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。
3．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点的电势比b点的低B. a点的场强比b点的大
C. c点的电势比d点的低D. c点的场强比d点的大
【答案】A
【解析】带正电的金属球的电荷均匀分布在球的外表面，电场线垂直于球面向四周辐射，金属球内部场强处处为0，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A正确，B、C、D错误。
4．如图所示是两个点电荷的电场线，虚线框为等势线，其中A、B、C三点的位置如图所示，其中A点为两点电荷连线的中点，设无穷远处电势为0，则（ ）
A. A点的电势等于0
B. φC>φB>φA
C. 电荷仅在电场力作用下从A运动到C，电场力做功可能为0
D. 负电荷在A点的电势能比在B点的小
【答案】D
【解析】若两点电荷为等量异种点电荷，则两点电荷连线中点的电势为0，因为两点电荷电荷量不等，所以A点的电势不等于0，选项A错误；根据沿着电场线方向电势降低可知，C点的电势高于虚线框上各点的电势，A点的电势略低于虚线框上各点的电势，而B点的电势低于A点的电势，所以有φC>φA>φB，选项B错误；A、C两点的电势不等，则电势差不等于0，根据W=qU可知，电荷仅在电场力作用下从A运动到C，电场力做功不可能为0，选项C错误；B点的电势低于A点的电势，负电荷在电势高的地方电势能小，则负电荷在A点的电势能比在B点的小，选项D正确。
5．多选 纸面内固定有两个等量异种点电荷，a、b两点的位置如图所示，O既是两点电荷连线的中点，也是a、b连线的中点。下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势等于b点的电势
B. a点的电场强度等于b点的电场强度
C. 电子在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 电子在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力
【答案】BC
【解析】根据沿电场线方向电势降低以及a、b位置的对称性可知，a点的电势高于b点的电势，故A错误；根据对称性可知，a点的电场强度等于b点的电场强度，故B正确；因为电子带负电，根据Ep=−eφ 可知，电子在a点的电势能小于在b点的电势能，故C正确；根据F=eE可知，电子在a点受到的电场力等于在b点受到的电场力，故D错误。
6．如图所示，实线为某点电荷电场中的部分电场线（方向未画出），曲线MN为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。则下列说法正确的是（ ）
A. 若粒子带负电，则场源电荷一定是正电荷
B. 粒子在M点的加速度一定小于它在N点的加速度
C. 粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率
D. 粒子在M点的电势能一定小于它在N点的电势能
【答案】C
【解析】由题图可知，带电粒子所受的静电力沿电场线向右，若带电粒子带负电，则场源电荷一定是负电荷，故A错误。电场线的疏密表示电场强度大小，由题图知M点的电场强度大于N点的电场强度，由a=qEm知粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度，故B错误。若粒子从M点运动到N点，静电力做正功，动能增大，电势能减小；若粒子从N点运动到M点，静电力做负功，动能减小，电势能增大，所以粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率，在M点的电势能一定大于它在N点的电势能，故C正确，D错误。
7．（2026·重庆西南大学附中质检）多选 某同学研究匀强电场中电势变化情况。如图甲所示，在与匀强电场平行的xOy平面内画一个半径为R的圆，圆心坐标是(R,0)，测出圆周上各点的电势φ 和横坐标x，得到φ−x图像如图乙所示，则（ ）
A. 电场沿y轴负方向
B. 电场方向与x轴负方向的夹角为60∘
C. 电场强度大小是2φ0R
D. 电场强度大小是φ0R
【答案】BD
【解析】由题图乙可知，在xA=0.5R和xB=1.5R时，圆周上的点具有最小和最大的电势，如图所示，电场线的方向由B到A，由几何知识可得DC=12R，则cs∠ACD=DCAC=12，解得∠ACD=60∘ ，即电场方向与x轴负方向的夹角为60∘ ，故A错误，B正确；由题可知，匀强电场的电场强度大小E=UBAdBA=2φ02R=φ0R，故C错误，D正确。
能力强化练
8．（2024·广东卷·8）多选 污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于容器底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面，M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（ ）
A. M点的电势比N点的低
B. N点的电场强度比P点的大
C. 污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】AC
【解析】沿电场线方向电势降低，M点电势比N点电势低，A正确；电场线密处电场强度大，所以P点的电场强度比N点的大，B错误；由于污泥絮体带负电，污泥絮体从M点移动到N点电场力对其做正功，C正确；N点电势高于P点电势，负电荷在电势高处电势能小，则污泥絮体在N点的电势能小于在P点的电势能，D错误。
9．（2024·北京卷·11）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（ ）
A. P点电场强度比Q点电场强度大
B. P点电势与Q点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变
【答案】C
【解析】由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A错误；由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B错误；由电场叠加得P点电场强度E=kQMP2+kQNP2，若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而P、Q两点间距离不变，根据U=Ed可知，P、Q两点间电势差变大，C正确，D错误。
10．如图，正方体的四个顶点A、B、C、D上固定着电荷量分别为+q、+q、+q、−q的点电荷，上表面的中心为O1，下表面的中心为O2，正方体的中心为O，则（ ）
A. O1点的电势大于O2点的电势
B. O1点的电势小于O点的电势
C. O点的电场强度大于O1点的电场强度
D. 电子从O1点沿直线运动到O2点，电势能一直增大
【答案】B
【解析】根据点电荷电势分布可知，A、D两处的点电荷在O1O2连线上各点产生的电势大小相等，符号相反，叠加后合电势为0，B、C两处的点电荷在O1O2连线上O2上方产生的电场强度方向向上，则沿直线从O1到O2电势逐渐升高，故A错误，B正确；根据电场强度的叠加原理可知，O点电场强度等于B、D两处点电荷在O点产生场强的叠加，方向沿BD方向，A、D两处点电荷在O1点产生的合场强沿AD方向，B、C两处点电荷在O1点产生的场强的方向向上，根据点电荷到点的距离可知A、D两处点电荷在O1点产生的场强大于B、D两处点电荷在O点产生的场强，故C错误；负电荷在电势低的位置电势能大，则电子从O1沿直线运动到O2，电势能逐渐减小，故D错误。
11．（2025·河南信阳二模）正方形ABCD区域内，存在平行于纸面的匀强电场，M点为AB边中点。一带负电的粒子，以某一初速度从D点射入后从M点射出，射出时速度大小与从D点射入时相等。已知D点电势为0，B点电势为10V，不计重力，则A、C两点间的电势差UAC为（ ）
A. −10VB. −20VC. −30VD. 40V
【答案】C
【解析】粒子从D点射入后从M点射出，射出时速度大小与从D点射入时相等，根据动能定理有−qUDM=−q(φD−φM)=0−0，则有φD=φM，可知DM为等势线，由于D点电势为0，B点电势为10V，因此UAC为负，过B点再作一条等势线，如图所示，根据几何关系可知，两等势线将对角线AC三等分，所以UAC=−30V，故选C。
创新思维练
12．（2025·湖北武汉华师一附中预测）在如图所示的直角坐标系xOy中，存在平行于纸面的匀强电场。从a点以16eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子，仅在电场力的作用下，一电子经过b点时的动能为4eV，另一电子经过c点时的动能为12eV。不考虑两电子间的相互作用，下列判断正确的是（ ）
A. b点的电势比a点的电势高
B. 该电场场强的大小为1005V/m
C. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，电子都不可能通过e点
D. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，电子通过d点时的动能为18eV
【答案】C
【解析】仅在电场力的作用下，电子由a到b，根据−eUab=ΔEk可得Uab=12V=φa−φb，所以b点的电势比a点的电势低，故A错误；同理可得Uac=4V=φa−φc，Ucb=φc−φb=8V，可知p点与c点电势相同，p、c两点连线为等势线，电场线垂直于等势线，如图所示，根据几何关系可得cb沿电场方向的距离d满足12d×pc=12×pb×bc，解得d=455cm，则电场强度E=Ucbd=2005V/m，故B错误；根据几何关系可知a、e沿电场方向的距离dae=855cm，所以Uae=Edae=16V，过a点作一条电场线，过e点作一条等势线，它们的交点为e′，电子在a点的初动能为16eV，如果电子从a点射出时的方向与过a点的电场线方向相反，则电子做匀减速直线运动，到达e′点的速度为0，如果电子从a点射出时的速度方向与过a点的电场线方向有一定夹角，则电子做匀变速曲线运动，到达电势能最大的位置时动能不会减为0，所以电子不能到达e点，故C正确；根据几何关系可知d到pc的距离为d′=655cm，Udc=12V，Uda=8V，根据动能定理可知−eUad=Ekd−Eka，电子通过d点时的动能为Ekd=24eV，故D错误。