2023-2025北京高三（上）期末物理汇编：电势能和电势

2023-2025北京高三（上）期末物理汇编

电势能和电势

一、单选题

1.（2025北京昌平高三上期末）如图所示，静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用

下带上电荷，在静电力的作用下向被涂工件运动，最后吸咐在其表面上。已知被涂工件带正电荷，在涂料

微粒向被涂工件靠近的过程中，下列说法正确的是（）

A.涂料微粒带正电B.静电力对涂料微粒做负功

C.涂料微粒的动能逐渐减小D.涂料微粒的电势能逐渐减小

2.（2025北京房山高三上期末）如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线。A、B为电场中两点。下

列说法中正确的是（）

A.A点的电势比3点的电势高

B.一正电荷在A点受到的静电力小于在B点受到的静电力

C.一负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能

D.将一负电荷由A点移动到8点的过程中静电力做正功

3.（2025北京通州高三上期末）如图所示，。、6是静电场中同一条电场线上的两个点。将一带正电的试

探电荷，由。点沿电场线移动到6点的过程中，其电势能（）

B.越来越大C.保持不变D.无法判断

4.（2025北京朝阳高三上期末）如图所示，实线是正点电荷的电场线，虚线是等势面。a、b、c是电场中

的三个点，这三点的电场强度大小分别为瓦、瓦、Ec,电势分别为他、作、＜pc,一个试探电荷在这三点受

到的静电力大小分别为居、Fb、凡。下列选项正确的是（）

5.（2025北京朝阳高三上期末）一正电荷仅在某电场力作用下运动，速度大小随时间变化的图像如图所

示，A、B为运动轨迹上的两点。下列选项正确的是（）

OtA

A.该电荷做匀速直线运动B.该电场可能是一个正点电荷产生的

C.A、8两点的电场强度相同D.系统的电势能保持不变

6.（2025北京东城高三上期末）如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C

三点，已知该电子的电势能心随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是

A.A点的电势高于B点的电势

B.电子在A点的速度大于在8点的速度

C.A点的电场强度小于8点的电场强度

D.电子从A到8的过程中静电力做的功大于从8到C的过程中静电力做的功

7.（2024北京通州高三上期末）如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势

面，其中A、8两点的电场强度大小分别为蜃、EB,电势分别为关于这两点的电场强度大小和电势高低的

关系，下列说法正确的是（）

A.E=EB.E<E

ABABC.(PA>(PBD.<PA<<PB

8.（2024北京丰台高三上期末）如图所示，两个电荷量都是。的正、负点电荷固定在A、B两点，AB连

线中点为。。现将另一个电荷量为+q的试探电荷放在AB连线的中垂线上距。为尤的C点，沿某一确定方

向施加外力使电荷由静止开始沿直线从C点运动到。点，下列说法正确的是（）

+q\c

-Q\X+。

B6-----O-------©A

A.外力P的方向应当平行于AB方向水平向右

B.电荷从C点到。点的运动为匀变速直线运动

C.电荷从C点运动到。点过程中电势能逐渐减小

D.电荷从。点运动到。点的过程中❷逐渐增大

Ax

9.（2024北京昌平高三上期末）如图所示，虚线a、b、c表示电场中三个等势面，且相邻等势面之间的电

势差相等。实线为一带正电的点电荷通过该区域时的运动轨迹，P、。为轨迹上的两点。下列说法正确的

是（）

A.三个等势面中，c的电势最高

B.该点电荷在尸点时的电势能比。点大

C.该点电荷在P点时的动能比0点大

D.尸点的电场强度小于。点的电场强度

10.（2024北京东城高三上期末）用试探电荷可以探测电场中场强和电势的分布情况。如图甲所示，两个

被固定的点电荷9、连线的延长线上有。、b两点，。带正电。试探电荷+q仅受电场力作用，f=0

时刻从6点沿着加方向运动，片时刻到达。点，其回图像如图乙所示，根据图像，下列判断正确的是

1v

亿Qi%

ba%

O

t0

甲乙

A.。2带正电B.沿加连线电势先减小后增大

C.场强为零的点在b点和。2之间D.。点电势比匕点高

H.（2024北京石景山高三上期末）如图所示，两个固定的等量正点电荷，其连线中点为0,a、b、c.d

四个点位于以。为圆心的同一个圆周上，bd-LaCo下列说法正确的是（）

A.a.c两点的场强大小和方向均相同

B.若一电子从匕点由静止释放，以后将在乩d之间沿直线往复运动

C.从O点开始，沿Ob向上各处场强大小越来越小

D.从O点开始，沿08向上各处电势越来越高

12.（2024北京大兴高三上期末）如图所示，真空中有等量异种点电荷+4、-4分别放置在M、N两点,

在M、N的连线上有对称点。、c,M、N连线的中垂线上有对称点6、d,下列说法正确的是

)

•b

Ma•—-CN

O

•d

A.在M、N连线的中垂线上，。点电势最高

B.正电荷从b点沿M、N连线的中垂线移到d点的过程中，受到的静电力先减小后增大

C.正电荷在c点电势能大于在。点电势能

D.正电荷在。点电势能小于在。点电势能

13.（2024北京大兴高三上期末）如图甲所示是某电场中的一条电场线，A、8是这条电场线上的两点，一

带正电的粒子只在静电力作用下，沿电场线从A运动到瓦在这过程中，粒子的速度-时间图像如图乙所

示，比较A、B两点电场强度大小和电势的高低，下列说法正确的是（)

V

v

AB^Zl

甲乙

A.EA=EB,<PA>(PBB.EA<EB,(PA<<PB

C.EA=EB,(PA<(PBD.EA>EB,(PA<(PB

14.（2023北京顺义高三上期末）静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除

尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向

未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、2是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃

颗粒在迁移过程中的相互作用和电量变化，不计尘埃颗粒的重力，则下列说法中正确的是（）

A.A点电势高于8点电势

B.该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速运动

C.该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减小

D.该尘埃颗粒在A点的加速度小于在2点的加速度

15.（2023北京顺义高三上期末）一带正电的点电荷只在电场力作用下沿电场线方向运动，下列说法正确

的是（）

A.速度一定减小B.加速度一定增大

C.电势能一定减小D.所受静电力一定增大

16.（2023北京东城高三上期末）如图所示为等量异种点电荷的电场线，M、N是电场中的两点。下列判

断正确的是（）

A.M点的电场强度大于N点的电场强度

B.M点的电势低于N点的电势

C.正试探电荷从M点运动到N点的过程中，电场力做负功

D.负试探电荷在M点的电势能小于其在N点的电势能

17.（2023北京丰台高三上期末）图中虚线是某电场中的一簇等势线，两个带电粒子从尸点均沿等势线的

切线方向射入电场，运动过程中仅受静电力的作用，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。则两粒子分别

从尸运动到。和从尸运动到6的过程中，下列说法正确的是（）

A.两粒子带同种电荷B.两粒子受到的静电力都变大

C.静电力对两粒子都做负功D.两粒子的动能都增大

18.（2023北京石景山高三上期末）如图所示，一带正电的点电荷固定于。点，图中虚线为以。为圆心的

一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场，实线为粒子仅在静电力作用下的运动

轨迹，a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子（）

A.带负电

B.在c点受静电力最大

C.在。点的电势能小于在6点的电势能

D.由。点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量

19.（2023北京海淀高三上期末）如图所示，高速运动的a粒子被位于。点的重原子核散射，实线表示a

粒子运动的轨迹，M,N和。为轨迹上的三点，N点离核最近，。点比M点离核更远，则

A.a粒子在M点的速率比在。点的大

B.三点中，a粒子在N点的电势能最大

C.在重核产生的电场中，M点的电势比。点的低

D.a粒子从M点运动到。点，电场力对它做的总功为负功

二、多选题

20.（2024北京海淀高三上期末）图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、8两点

的电场强度大小分别为％、EB,电势分别为外、外。下列说法正确的是（）

A.EA<EBB.EA>EBC.<PA<（PBD.（pA>（pB

21.（2023北京海淀高三上期末）图中实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的某带电粒子的运动轨

B.粒子一定先经过M后经过N

C.粒子在M点的电势能小于粒子在N点的电势能

D.粒子在M点的加速度小于粒子在N点的加速度

22.（2023北京海淀高三上期末）如图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。1、2和

3点处电场强度大小分别为g、2和E”电势分别为％、外和外。下列说法正确的是（）

A.E1>E2>E3B.E[<E2<E3C.（px>（p,>（p3D.（p、<（fl]<（P3

三、解答题

23.（2024北京西城高三上期末）月球是与地球关系密切的天体，研究月球及其运动有助于了解它对地球

的影响。

（1）已知地球质量为引力常量为G。假设月球绕地球做半径为r的匀速圆周运动，求月球的速度大小

V;

（2）月球绕地球的轨迹实际为一个椭圆，如图1所示。地球位于椭圆的一个焦点上。椭圆的四个顶点分

别为A、B、C,Do月球在近地点A时速度为v/,加速度为㈤，在远地点8时速度为V2,加速度为。2,月

球从C经A到。的时间为。，从。经8到C的时间为这。试判断三组物理量刃与V2、0与。2、力与四的大

小关系；

c

v2

图1

(3)a.如图2所示，地月距离为心以地心作为坐标原点，沿地月连线建立x轴，在x轴上有一个探测

器。由于地球和月球对探测器的引力做功与路径无关，探测器具有与其位置相关的引力势能。仅考虑地球

和月球对探测器的作用，可得探测器引力势能场随位置变化关系如图3所示。探测器在x=H处引力势能

最大，已知瓦求地球与月球的质量之比；

b.类比引力作用。真空中有两个点电荷固定在x轴上，+。位于坐标原点，+4。位于尤=L处，如图4所

示。一质量为机，电荷量为的点电荷以一足够大的初速度从x=处沿x轴正方向运动。在图5中画

出该点电荷从0.U运动到0.9乙的过程中，它的动能及随位置x变化的图像，并在无轴上标出你能确定的

关键点的坐标。

O点电荷

O-----o---------------------o-

IIII

+Q+4。

°OAL0.9LL

图4图5

参考答案

1.D

【详解】A.由图知，工件带正电，则涂料在静电力作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面上，所

以涂料微粒带负电，故A错误；

BCD.喷枪喷出的涂料在静电力作用下，向被喷工件运动，则静电力对涂料微粒做正功，涂料微粒的动能

逐渐增大，涂料微粒的电势能逐渐减小，故BC错误，D正确。

故选D。

2.D

【详解】ACD.沿电场线电势逐渐降低，可知A点的电势比3点的电势低，负电荷在A点的电势能大于在

8点的电势能，将一负电荷由A点移动到8点的过程中静电力做正功，选项AC错误，D正确；

B.电场线的疏密反映场强大小，可知A点场强大于2点场强，则一正电荷在A点受到的静电力大于在B

点受到的静电力，选项B错误；

故选D。

3.A

【详解】带正电的试探电荷受到的电场力与场强方向相同，则。点沿电场线移动到万点的过程中，电场力

对试探电荷做正功，其电势能越来越小。

故选Ao

4.B

【详解】AD.根据正点电荷的电场分布特点可知，离点电荷越近，电场强度越大，则

Ea>Eb=Ec

根据

F=Eq

则

Fa>Fh=Fc

故AD错误；

BC.由于沿电场方向电势降低，则

<Pa>%=5

故B正确，C错误。

故选B。

5.D

【详解】AB.由于“速度大小随时间变化的图象唧速率-时间关系，可知正电荷的速率始终不变，且仅受

电场力作用，则该电荷做匀速圆周运动。过程中库仑引力提供向心力，由于运动的电荷为正电荷，则电场

是负点电荷产生的，故AB错误；

C.电荷做圆周运动，静电力提供向心力，可知A、8两点的电场强度大小相同，方向不同，故C错误；

D.由图可知，电荷从A点运动B点过程中，速度大小始终保持不变，电场力不做功，由功能关系可知电

系统的电势能保持不变，故D正确。

故选D。

6.D

【详解】A.电子从A到C电势能逐渐减小，可知电势逐渐升高，则电场在x坐标轴上电场强度方向沿尤

轴负方向，而沿电场方向电势逐渐降低，可知A点电势低于8点电势，故A错误；

B.电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，只有电场力做功，因电势能逐渐减小，则动能逐渐增大，即

电子在A点的速度小于在B点的速度，故B错误；

C.综-x图像的斜率等于电场力，可知从A到B电子受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点电场

强度大于3点电场强度，故C错误；

D.因从A到B的电场力大于从2到C的电场力，根据W=F无可知，电子从A运动到8静电力做的功大于

从8运动到C静电力做的功，故D正确。

故选D。

7.D

【详解】AB.电场线的疏密反映场强的大小，因A处电场线较8点密集，可知

EA>EB

选项AB错误；

CD.沿电场线电势逐渐降低，可知

(PA<(PB

选项C错误，D正确。

故选D。

8.D

【详解】A.没有施加外力之前对电荷受力分析。如图所示

沿某一确定方向施加外力使电荷由静止开始沿直线从C点运动到。点，则合力方向沿CO即可，根据三角

形定则可知，外力方向不是水平向右，故A错误；

B.根据

y埠

运动过程中/减小，则库仑力增大，则尸增大，合外力方向确定，且E和外力的合力方向竖直向下，根据

三角形定则可知，由于外力方向确定，则其大小增大，则合外力的大小增大，故电荷做加速度增大的加速

运动，故B错误；

C.电荷从c点运动到。点过程中，由于中垂线为等势面，故运动过程中电场力不做功，电势能不发生变

化，故c错误；

D.电荷从C点运动到。点的过程中，根据动能定理可得

F外M=AEk

即

F=收

外Ar

由于外力大小增大，则电荷从C点运动到。点的过程中密逐渐增大，故D正确。

Ax

故选D。

9.B

【详解】根据题意，由粒子做曲线运动的条件可知，电场力方向如图所示

由于粒子带正电，可知，电场方向与电场力方向相同

A.根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，三个等势面中，c的电势最低，故A错误；

BC.若粒子由尸运动到Q,运动过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增加，即该点电荷在尸

点时的电势能比。点大，在P点时的动能比。点小，故C错误，B正确；

D.由等差等势线越密，电场强度越大，由图可知，尸点的电场强度大于。点的电场强度，故D错误。

故选Bo

10.D

【详解】A.由图乙可知试探电荷先做减速运动，则b点的电场强度方向为漏方向，故。2带负电，故A

错误；

B.试探电荷从6点向。点运动过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，沿加连线电

势先增大后减小，故B错误；

C.VT图象的斜率表示加速度，可知。点和沙点间某处加速度为零，试探电荷受到的电场力为零，场强

为零的点在。点和b点间某处，故C错误；

D.试探电荷从。点到。点，根据动能定理有

1212

UbaQ=-mVa--mVb<0

且

uha=(ph-(pa

可得

Vb<(Pa

故D正确。

故选D。

11.B

【详解】A.根据对称性可知，a.c两点的场强大小相同，方向相反，故A错误；

B.若一电子从6点由静止释放，电子在06间受到向下的电场力，在。c间受到向上的电场力，将在氏d

之间沿直线往复运动，故B正确；

C.O点处电场强度为零，无穷远处电场强度为零，则从。点开始，沿06向上各处场强大小先增大后减

小，故c错误；

D.根据等量同种正电荷连线中垂线上的电场分布可知，方向，电场线沿方向，则从。点开始，沿

向上各处电势越来越低，故D错误。

故选B。

12.D

【详解】A.等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，各点电势相等，故A错误；

B.由于N是等量异种电荷，依据电场线的疏密可知，。点场强一定大于6、1两点场强，正电荷+q从

b点移到d点的过程中，受到的电场力先增大后减小，故B错误；

CD.根据沿电场线电势降低可知，。点电势高于c点，根据综=4夕可知，正电荷在c点电势能小于在。点

电势能，故C错误D正确；

故选D。

13.A

【详解】带正电的粒子从A运动到2,由速度一时间图线得到正电荷做加速运动，故电场力从A-&正电

荷受到的电场力与场强方向相同，故场强从而沿场强方向，电势变小，故A点电势较大，即

(PA>(PB

因为速度图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即

EA=EB

故选Ao

14.C

【详解】A.尘埃带负电，向集尘极偏转，可知集尘极带正电，放电极带负电，故电场线由集尘极指向放

电极，沿电场线方向电势降低，故A点电势低于8点电势，A错误；

B.由于该电场不是匀强电场，尘埃受到的电场力不断变化，故该尘埃颗粒在迁移过程中不是做匀变速运

动，B错误；

C.该尘埃颗粒在迁移过程中电场力先做负功后做正功，故该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减

小，C正确；

D.由牛顿第二定律可得

qE=ma

A点电场线较密，场强较大，故该尘埃颗粒在A点的加速度较大，D错误。

故选Co

15.C

【详解】AC.正电荷的受力方向与电场线方向一致。由题意可知，该点电荷速度方向与受力方向一致，即

加速度方向与速度方向一致。该电荷一定做加速运动，速度增加；点电荷运动过程中电场力做正功，电势

能减小。故A错误，C正确；

BD.根据

一―

mm

可知加速度大小和所受静电力大小取决于点电荷所在位置的场强大小。由于题中电场场强未知，无法判断

加速度和受力情况。故BD错误。

故选C。

16.D

【详解】A.根据电场线的疏密表示电场强度大小，由图可知，M点的电场强度小于N点的电场强度，故

A错误；

B.根据沿电场线方向电势降低，由图可知，M点电势高于N点电势，故B错误；

C.由于M点电势高于N点电势，则正试探电荷在M点电势能大于N点电势能，所以电场力做正功，故C

错误；

D.由于M点电势高于N点电势，负试探电荷在M点的电势能小于其在N点的电势能，故D正确。

故选D。

17.D

【详解】A.由题图可知，两个粒子运动轨迹的凹侧相反，说明两粒子所受电场力的方向相反，所以两粒

子带异种电荷，A错误；

B.等势面的疏密程度反映了电场强弱，由图可知，粒子从尸运动到。所受的静电力越来越小，粒子从尸

运动到b所受的静电力越来越大，B错误；

CD.粒子初速度方向与电场线垂直，仅在静电力的作用下加速，所以静电力对两粒子都做正功，电势能都

减小，动能都增大。C错误，D正确。

故选D。

18.D

【详解】A.根据图像中带电粒子的运动轨迹可知，该粒子带正电，故选项A错误；

B.根据库仑定律可知

F=k粤

r

可知，距离中心电荷越近所受静电力越大，故选项B错误；

C.由于从a点到6点电场力做正功，电势能减小，因此。点的电势能大于在6点的电势能，故选项C错

误；

D.由。点到6点和6点到。点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小,

故a点到b点电场力做功多，动能变化大，故选项D正确。

故选D。

19.B

【详解】解法一（从等势线分布入手）：重核带正电荷，在其周围形成的电场中，离重核越近电势越高，

所以<pN>（pM>（p。，选项C错误；电势越高，正电荷的电势能越大，所以带正电的a粒子在三点处的电势

能大小关系是EN>EM>E。，即N点的电势能最大，。点的电势能最小，B正确；a粒子仅受电场力的作

用，其电势能和动能相互转化，但电势能和动能之和保持不变，根据EN>EM>E。可知，EkN<EkM<

EkQ,a粒子在M点的动能比在。点的小，所以a粒子在M点的速率比在。点的小，选项A错误；由EM

>E。可知，a粒子从M点运动到。点，电势能减小，电场力对它做的总功肯定为正功（电场力做正功，

电势能减小，动能增大），选项D错误.

解法二（从电场力做功入手）a粒子受到的电场力始终是斥力，在a粒子从M点运动到N点的过程中，

电场力做负功，再从N点运动到Q点时，电场力做正功，己知。点比M点离核更远可知，正功大于负

功，所以整个过程，电场力对它做的总功为正功，D错误；已知从M运动到N,电场力做的总功为正功，

可知a粒子的动能变大，速度变大，所以a粒子在M点的速率比在。点的小，A错误；距离带正电荷的

重核越近，电势越高，a粒子的电势能越大，结合三点的位置关系可知，电势关系（pN>（pM>（p2，电势能

关系EN>EM>E。，B正确，C错误.

20.BC

【详解】AB.电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线比B处密集，因此4>EB，故A错误，B正

确；

CD.同一等势面上电势相等，且沿电场线方向电势逐渐降低，因此如<%,故D错误，C正确；

故选BC。

21.AD

【详解】A.电场线方向指向轨迹弯曲方向，粒子所受电场力方向也是指向轨迹弯曲方向，故粒子带正

电，故A正确；

B.题意没有说明粒子运动方向和运动特征，无法判断粒子一定先经过M后经过N,故B错误；

C.假设粒子从M运动到N,电场力做正功，电势能减小，