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2026届高考物理一轮复习特训 电势能与电势差
一、单选题
1．如图所示，虚线为一聚焦电场中的等势面分布示意图。为圆周上的四个点，为电场区域中心轴线，中心轴线与圆的一条直径重合，则下列说法中正确的是( )
A.两点电势不同，电场强度相同
B.电子在b点时的电势能比在c点时小
C.从左侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电场可对其向中心轴线汇聚
D.从右侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电场可对其向中心轴线汇聚
2．如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷，虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( )
A.b、d两点处的电势相同
B.四点中a点处的电势最低
C.b、d两点处电场强度相同
D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能增大
3．如图所示为某带电体周围的电场线及等势面，a、b、c是电场中的三个位置，其电场强度大小分别为，电势分别为。则( )
A.
B.
C.在b点由静止释放电子，电子将沿电场线靠近带电体
D.在b点由静止释放电子，电子将沿电场线远离带电体
4．为真空中等量异种点电荷的电场中的两点，如图所示。两点的电场强度大小分别为、，电势的高低分别为。下列说法正确的是( )
A.， B.，
C.， D.，
5．关于等势面的说法，正确的是( )
A.电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小
6．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，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.小球沿运动的加速度比沿的大
B.小球分别运动到点时速度大小不同
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
7．如图所示，以两等量异种点电荷连线的中点O为圆心画圆，在圆上有四点，两点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度大于c点的电场强度
B.b、d两点的电场强度大小相等、方向相同
C.负电荷在a点的电势能大于在c点的电势能
D.将正电荷由b点沿直线移到d点，其受到的电场力先做负功后做正功
8．真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上-1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
9．某带电体周围分布的电场线或等势面的剖面图如图所示，其中a、c是同一条实线上的两点，b是另一条实线上的一点，则( )
A.图中实线是电场线
B.b点的电势一定高于c点的电势
C.a、c两点电场强度的方向可能相同
D.将同一试探电荷依次放在a、b、c三点上，则在a点时试探电荷受到的电场力最大
10．电势是标量，满足代数运算，一个带同种电荷且电荷均匀分布绝缘的立方体，在其中一个顶点产生的电势为，现把这样三个相同的带同种电荷且均匀分布的立方体放在同一水平面靠在一起，如图所示，上表面三个顶角合为一点M，1的边缘顶角为N点，已知N点的电势为，下列说法正确的是( )
A.M点的电势为
B.M点的电势为
C.2、3在N点产生的合电势为
D.2、3在N点产生的合电势为
11．我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
12．如图所示，为正三角形的三个顶点，A、B两点固定电荷量为的点电荷，C点固定电荷量为-q的点电荷，D、G、H分别为、和边的中点，O为正三角形的中心。下列说法正确的是( )
A.O点的场强大小为零
B.D与H两点的电势相同
C.电子沿方向运动始终克服电场力做功
D.从O点静止释放的质子将沿运动
二、多选题
13．如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板P和Q，P板带负电，Q板带正电，板长为L，两板间距离为d。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板间，靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在Q板右侧边缘，电子在上半区域进入板间时均匀分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应。下列说法正确的是( )
A.每个电子进入两板间加速度相同
B.每个电子在两板间运动时间相等
C.电子击中Q板瞬间速度偏转角正切值最大值为
D.电子击中Q板区域的长度为
14．如图所示，水平放置的平行板电容器，极板间所加电压为U。带电粒子紧靠下极板边缘以初速度射入极板，入射时速度方向与极板夹角为45°，粒子运动轨迹的最高点恰好在上极板边缘，忽略边缘效应，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A.粒子的电荷量q与质量m之比为
B.粒子的电荷量q与质量m之比为
C.保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子将打在下极板上
D.保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子仍从极板之间飞出
15．关于电势下列说法正确的是( )
A.电场中某点电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，静电力所做的功
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低
D.电势是描述电场性质的物理量
16．电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.正方形右下角电荷q带正电
B.三点中N点场强最小
C.三点中M点电势最高
D.负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小
三、填空题
17．以O点为圆心、半径为R的圆上八等分放置电荷，除G为-Q，其他为+Q，M、N分别为OC、OG半径上的点，如图所示.已知静电力常量为k，则O点电场强度大小为________，M点电势________（填“大于”“等于”或“小于”）N点电势.将+q点电荷从M沿MN移动到N点，电场力做________（填“正功”“负功”或“不做功”）.
18．电势能
（1）定义：电荷在电场中具有的势能，是由于受到电场力而具有的与位置有关的势能。
（2）单位：焦耳。
（3）电势能变化：指电荷在两个位置的_______。
（4）静电力做功与电势能变化的关系
①静电力做正功时，电势能_______，起始位置电势能大于终止位置电势能。
②静电力做负功时，电势能_______，起始位置电势能小于终止位置电势能。
③静电力做功的大小等于电势能变化量的大小。
（5）电势能的特点
①相对性：通常以大地或_______为零势能参考点。
②正负意义：是标量，正负表示该点电势能与_______的高低。
③与电场和电荷的关系：在正电荷产生的电场中，正电荷电势能为正，负电荷为负；在负电荷产生的电场中，正电荷电势能为负，负电荷为正。
（6）电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到_______位置时静电力所做的功。
四、实验题
19．在“观察电容器的充、放电现象”实验中，某同学的实验电路图如图甲所示，电源输出电压恒为，S是单刀双掷开关，C为电容器。
(1)当开关S接到“1”时，电容器处于___过程，（填“充电”或者“放电”）。
(2)电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。直流电源电压，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连，电流减为零后，使S与“2”端相连，直至电流再次减小为零。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
a.图像与时间轴所围成的面积分别为和，则___；（选填“>”、“<”或“=”）；
b.计算机测得，则该电容器的电容为___F；（保留两位有效数字）；
c.由甲、乙两图可以判断，阻值___（选填“>”、“<”或“=”）
五、计算题
20．某示波管简化装置由加速板、偏转板及与偏转板垂直放置足够长的直线屏组成，如图所示，加速电场电压为U，A、B两板间距和板长均为l，板最右端与直线屏间距离为。质量为m、电荷量为q、初速度为零的正电粒子“飘入”加速电场。当偏转板间电压为零时，粒子最终打在屏的O点，屏上两点与O点距离分别为l与，不计粒子重力。
(1)求粒子进入偏转电场时速度的大小；
(2)若粒子打在C点，求粒子射出偏转电场时沿垂直板面方向偏移的距离y；
(3)若粒子打在D点以下的屏上，求偏转电场电压的范围。
21．如图所示，倾角的固定绝缘斜面长度为，处于范围足够大的匀强电场中，电场强度的方向与斜面平行，把一个质量、带电量的小物体由斜面底端静止释放，经过小物体运动到斜面顶端，然后冲出斜面。已知小物体与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，求：
(1)匀强电场的电场强度E的大小；
(2)小物体冲出斜面后竖直方向运动1.25m时，小物体水平方向运动的距离。
参考答案
1．答案：C
解析：A.根据题意可知，两点电势不同，由等势面和电场线相互垂直可知，两点场强方向不同，故A错误；
B.沿方向电势降低，即，负电荷在电势低的地方电势能大，故电子在b点时的电势能比在c点时大，故B错误；
C.从左侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电子受到水平向右的电场力，因此电场可对其向中心轴线汇聚，故C正确；
D.从右侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电子受到水平向右的电场力，因此电场可对其向远离中心轴线汇聚，故D错误。
故选C。
2．答案：A
解析：该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图所示
A.该电场中的电势关于x轴对称，所以b、dB.c电势相等，故A正确；B.c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高，即c点的电势在四个点中是最低的，故B错误；C.该电场中的电场强度大小关于x轴对称，所以b、d两点场强大小相等，方向是不相同的，故C错误；D.c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，+q的电势能减小，故D错误。故选A。
3．答案：B
解析：A.在等势线密的地方电场线也密，电场强度越大，由图可知，a处等势线最疏，c处等势线最密，所以
B.由于沿电场线方向电势降低，所以
故B正确；
CD.在b点由静止释放电子，电子将受到与场强方向相反的电场力，将靠近带电体，但其轨迹不沿电场线，故CD错误。
故选B。
4．答案：B
解析：电场线分布的疏密程度能够表示电场的强弱，a位置电场线分布比b位置稀疏一些，则有
等量异种点电荷连线的对称点的电势相等，而沿电场线电势降低，可知
故选B。
5．答案：D
解析：等势面由电势相等的点组成，等势面处的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，A错；等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，B、C错；等差等势面的疏密反映场强的大小，D对。
6．答案：D
解析：A.等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得（θ为坡面与水平面夹角），MB对应的等高线更密集，坡面更陡，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；
B.A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机械能守恒，运动到A、B点时速度大小相同，B错误；
C.等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误；
D.等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。
故选D。
7．答案：B
解析：A.a、c两点关于O点对称，根据场强的叠加法则可知，两处电场线疏密程度相同，场强方向都沿ac方向，a、c两点的电场强度大小相等，方向相同，故A错误；B.b、d两点关于O点对称，根据场强的叠加法则可知，两处电场线疏密程度相同，场强方向与ac平行，方向水平向右，b、d两点的电场强度大小相等，方向相同，故B正确；C.由于沿点电荷的连线上电场线从正电荷指向负电荷，所以，根据可知，负电荷在a点的电势能小于在c点的电势能，故C错误；D.将正电荷由b点沿直线移到d点的过程中，其受到的电场力始终与位移方向垂直，电场力不做功，故D错误。故选B。
8．答案：D
解析：无限远处电势为0，根据点电荷的电势公式可知，x正半轴上，电荷量为的点电荷在x处产生的电势为，电荷量为的点电荷在x处产生的电势为正半轴上在x处的电势，可知在处电势为0，在处电势接近负无穷大，则选项D正确。
9．答案：D
解析：A.电场线一定从带电体表面出发或终止，图中实线应是等势线，A错误；
B.带电体所带电荷电性未知，电场线方向未知，故无法判断两点的电势高低，B错误；
C.如果带电体带正电，c点场强向左而a点场强向右，同理如果带负电c场强向右而a点向左，因此两点电场强度的方向不同，C错误；
D.三点中，a点处等势线密度最大，故a点处电场强度最大，D正确。
故选D。
10．答案：C
解析：AB.电势是标量，满足代数运算，则M点的电势为，故AB错误；
CD.设2、3在N点产生的合电势为，则有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
11．答案：C
解析：在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大。
故选C。
12．答案：C
解析：A.O点的电场强度的大小为故A错误；B.根据电场的分布特点和对称性可知，G与H两点电势相同，而D与H两点的电势不相同，故B错误；C.电子沿OH方向运动电势降低，电势能增大，电场力做负功，故C正确；D.O点电场强度的方向由O指向C点，所以质子将受到由O点指向C点的电场力，将沿OC运动，故D错误。故选C。
13．答案：AC
解析：A.电子在两板间做类平抛运动，在垂直极板方向上，根据牛顿第二定律
其中，
解得
所以，每个电子进入两板间加速度相同，故A正确；
B.因为靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在Q板右侧边缘，则其他位置进入的电子将打在Q板上，在平行极板方向上，电子做匀速直线运动，根据可知，由于电子运动的水平位移不同，所以电子运动的时间不同，故B错误；
C.由题意可知，当电子加速时间最长，即恰好从Q板右侧边缘射出的电子的瞬间速度偏转角正切值最大，此时电子在水平方向上
在竖直方向上
则速度偏转角正切值
其中
联立，解得，故C正确；
D.极板中间虚线处射入的电子，有，
联立，解得
则电子击中Q板区域的长度为，故D错误。
故选AC。
14．答案：AC
解析:AB.如图所示，粒子在电场中做斜上抛运动，根据运动规律知
水平方向竖直方向由动能定理知代入得A正确、B错误；
CD.设当初速度是时运动时间为，初速度是时运动时间为，电场产生加速度为a，极板长度为L，则当初速度是时
则可知
当初速度是时，由斜上抛运动对称性知，水平位移则可知保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子将打在下极板上，C正确、D错误；
15．答案：ABD
解析：由电势的定义可知选项A正确；由于电势是相对的，电势的数值与零电势点的选取有关，故选项B正确；虽然电势是相对的，但两点的电势的高低是绝对的，选项C错误；电势和电场强度都是描述电场性质的物理量，故选项D正确。
16．答案：AC
解析：根据电场线的特点及图中电场线方向可知，正方形左上角电荷带正电，右上角电荷带负电，右下角电荷带正电，左下角电荷带负电，A正确；根据电场线的疏密反映场强大小，三点中M点场强最小，B错误；依据对称性可知，O点电势为零，M点电势为零，两点更接近负电荷，所以三点中M点电势最高，C正确；将负电荷从P点移动到O点，电势升高，电场力做正功，电势能减少，所以负电荷在P点的电势能比在O点的电势能大，D错误。故选A、C。
17．答案：；大于；正功
解析：由对称性可知，7个正电荷在O点处合电场强度等于C点处的正电荷单独在O点的电场强度，大小为，方向向右，G处的负电荷在O点电场强度大小为，方向向右，所以O点电场强度大小为；沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点电势大于N点电势；正电荷在电势高的地方电势能大，将+q点电荷从M点沿MN移动到N点，+q点电荷电势能减小，电场力做正功.
18．答案：（3）电势能之差
（4）减小；增加
（5）无穷远；零点电势能
（6）零势能位置时静电力所做的功
解析：
19．答案：(1)充电
(2)；；
解析:（1）当开关S接到“1”时，电容器的两个极板分别与电源正负极相连，电容器处于充电过程。
（2）根据可知，图像与时间轴所围成的面积表示电荷量，面积表示电容器充完电后所带的电荷量，面积表示放电过程电容器放出的电荷量，所以
表示的电荷量为电容器充电完成后两极板间的电压为
则该电容器的电容为由乙图可知，电容器开始充电的电流大于开始放电的电流，而开始放电时电容器两极板间的电压等于电源的输出电压，所以
20．答案：(1)
(2)
(3)
解析:（1）在加速电场中，由动能定理
解得粒子进入偏转电场时速度的大小为
（2）根据结论，带电粒子离开匀强电场时方向的反向延长线经过极板中点，则由几何关系
解得粒子射出偏转电场时沿垂直板面方向偏移的距离
（3）沿偏转板方向
垂直偏转板方向，
可得
根据（2）的分析可知，打在D点以下的屏上时粒子射出偏转电场时的偏转距离范围为
解得
21．答案：(1)
(2)
解析:（1）根据运动学公式解得设小物块所受电场力为F，根据牛顿第二定律解得电场强度联立解得
（2）小物块离开斜面后，只受电场力和重力作用，竖直方向有
水平方向有
解得，
竖直分速度
竖直向上运动1.25m的时间
水平方向的分速度
小物体冲出斜面经过1s水平方向前进的距离
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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