《静电场中的能量》单元基础巩固与培优达标检测卷（解析版）-2025-2026学年高二物理上学期（人教版必修第三册）

《静电场中的能量》单元基础巩固与培优检测卷

（考试时间：75分钟，分值：100分）

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1〜8题只有一项

符合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错

的得。分。

1.关于静电场，下列说法正确的是（）

A.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也一定逐渐降低

B.电场中力、夕两点间的电势差与将试探电荷从力点移动到4点电场力所做的功成正比

C.静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势低的等势面指向电势高的等势面

D.正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，其轨迹不一定与电场线重合

【答案】D

【详解】A.电场强度减小，电势不一定降低（如负点电荷周围场强减小时电势升高），故A错误；

B,电势差由电场本身决定，与试探电荷无关，而电场力做功与电荷量成正比，故B错误：

C.电场线方向应从电势高的等势面指向电势低的等势面，故C错误；

D.若电场线为曲线，正电荷的轨迹因速度方向变化可能与电场线不重合，故D正确。

故选Do

2.当雷云放电接近地面时，地面电场会发生畸变。某次雷云放电时，一高塔顶端附近的等势线分布如图所

示，相邻等势线的电势差相等，则在/八"四点中，电场强度最大的是（）

【答案】B

【详解】静电场中等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小，在。、6、。、d四点中，6点处的等差等

势线相对最密集，故该点的电场强度最大。

故选Bo

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3.如图甲所示，0、M、N为一条电场线上的三个点，已知OM=MN.一正电荷从。点由静止释放，仅在

电场力作用下沿直线经加点向N点运动，该电荷运动过程中动能以随移动距离x的变化规律如图乙所示,

则下列说法中正确的是（）

A.该电场可能是匀强电场

B.M点的电势高于N点电势

C.该电荷在M点的电势能小于在N点的电势能

D.在0M段与在段电场力对该电荷做的功相等

【答案】B

【详解】A.根据心二［及因图像的斜率减小，可知所受电场力减小，场强减小，即该电场不可能是匀强电

场，A错误；

BC.从M到N动能增加，电场力做正功，电势能减小，该电荷在〃点的电势能大于在N点的电势能；因

电荷带正电，可知场强方向由M到M沿电场线电势逐渐降低，可知M点的电势高于N点电势，B正确,

C错误；

D.因从。到N场强减小，则根据爪="x可知，在OW段电场力对该电荷做的功比在MN段电场力做功大，

D错误。

故选Bo

4.某电场中的等差等势线如图所示，已知。点处于等势面1，6点处于等势面2,c点处于等势面5,其中

丸＞心＞丝，相邻等势面之间的电势差为U，。、b、c三点处于同一直线上，外6两点之间的距离为£,下

列说法正确的是（）

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A.心力、c三点的场强关系为与＞我＞与

B.质量为〃?、电荷量为e的电子经过。点时加速度大小为二

C.将一带负电粒子由a经人移至c的过程中，电场力做负功

D.若在c点左侧再固定一点电荷+Q,将一试探电荷+夕由。移到人的过程中，电势能增大

【答案】C

【详解】A.等差等势面的疏密表示电场的强弱，由图可知，c点场强最大，故A错误：

B.在等势面1、2间，越靠近。点电场的场强越强，越靠近。点场强越弱，所给电场并非匀强电场，则。

点的场强七小于y，由eE=〃?a可知，质量为〃?、电荷量为e的电子经过〃点时加速度小于丝，故B错误:

C.带负电粒子从。点移动到c点的过程中电势能增大，电场力做负功，故C正确；

D.若在。点左侧再固定一点电荷+0,+9由〃移到人的过程中，电场力做功无法确定（或“、〃、c三点的

电势高低无法确定），电势能增减无法确定,故D错误。

故选C。

5.如图所示，极板间距为d、极板正对面积为S的平行板电容器，左端与静电计相连，静电计所带电荷量

可被忽略，电容器必极板和静电计外壳接地。已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,静电计指针

C.减小S,a变大D,若将“板拿走，。变为零

【答案】C

【详解】A.电势差U变大（小），指针张角变大（小）。电容器所带电荷量一定，由公式

4/rkd

知，当“变大时，C变小，再由

得U变大，。变大，选项A错误;

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B.当插入玻璃板时，C变大，U变小，a变小，选项B错误;

C.由公式

C=-^-

4冗kd

知，正对面积S变小，。也变小，U变大，。变大，选项C正确；

D.若将M板拿走，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，。变大，选项D错误;

故选C。

6.某种喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后

以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。忽略墨汁的重力，为了使打

在纸上的字迹缩小，下列措施理论上不可行的是（）

回流槽

墨盒带电室

A.仅减小偏转电场的电压B.仅增大墨汁微粒所带的电荷量

C.仅增大墨汁微粒的质量D.仅增大墨汁微粒进入偏转电场时的速度

【答案】B

【详解】设喷入偏转电场的墨汁微粒的速度为%,偏转电场两极板的长度为3偏转电场右边缘与纸的间距

为U，偏转电场两极板间距为力所加电压为U,墨汁微粒的质量为〃?，电荷量大小为q,在偏转电场中墨

汁微粒在平行于极板方向上做匀速运动，有L=

根据牛顿第二定律可得。=组

ma

在垂直于极板方向上做匀加速运动有必=；，/=q}

227;K/V0

£

由几何关系得包=产一

2

则墨汁微粒在纸上垂直于极板方向的偏移量歹2=0+与］岩7

根据表达式可知，为了使打在纸上的字迹缩小，即减小必，可减小墨汁微粒所带的电荷量，增大墨汁微粒

的质量，减小偏转电场的电压，增大墨汁微粒的喷出速度。

故选Bo

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7.如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板8接地，开关S闭合，一带电油滴在电容器中的尸点处于

静止状态，下列说法正确的是（）

~~

.DAE4-

寸B

J—S—

A.保持开关S闭合，力板竖直上移一小段距离，电容器的电容增人

B.保持开关S闭合，力板竖直上移一小段距离，。点的电势将下降

C.保持开关S闭合，力板竖直下移一小段距离过程中，电流计中电流方向向右

D.开关S断开，力板竖直下移一小段距离，带电油滴向下运动

【答案】C

【详解】A.根据。=奔，保拧开关S闭合，力板竖直上移一小段距离，电容器的电容减小，故A错误

4兀kd

B.保持开关S闭合，彳板竖直上移一小段距离，根据

E上

d

可知电场强度减小，根据

U=Ed

可知，P点与下极板的距离不变，但E减小，故P点与下极板的电势差减小，下极板带正电，故尸点的电

势升高，故B错误；

C.保持开关S闭合，力板竖直下移一小段距离过程中，根据C=冬，保持开关S闭合，容器的电容增大，

47M

根据

Q=CU

可知，电荷量增大，电容器充电，电流计中电流方向向右，故C正确；

D.开关S先闭合后断开，则电荷量。不变，力板竖直上移一小段距离，电场强度

E­=。二运

dCdjSdjS

4冗kd

恒定不变，故带电油滴静止不动，故D错误。

故选C

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8.在x轴方向存在一静电场，其夕•图像如图所示，一电子以一定的初速度沿x轴从。点运动到山，电子

仅受电场力，则该电子（）

A.在不处速度达到最大B.从不到毛的过程中电场力做正功

C.在七处电势为零，电场强度也为零D.从看到王的过程中加速度逐渐增大

【答案】A

【详解】A.根据题意可知，电子仅在电场力的作用下沿x轴做直线运动，则电场方向沿x轴方向，由沿电

场线方向电势逐渐降低可知，0~勺电场方向水平向左，之后电场方向水平向右，由8f图像中斜率表小电场

强度可知，.盯处电场强度为0,结合上述分析可知，从0~勺电子在电场力作用下做加速运动，之后做减速

运动，则电子运动到々处时速度最大，故A正确；

B.从不到天电场方向水平向右，此过程中电场力做负功，故B错误；

C./X图像中斜率表示电场强度可知，在X3处电势为零，但电场强度不为零，故C错误；

D.由QX图像中斜率表示电场强度可知，从天到匕的过程中电场强度逐渐减小，则加速度逐渐减小，故D

错误。故选A。

9.如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，电介质板与被测物体相连，被测物体到极板右边缘的

距离为X。接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，下列说法正确的是（）

A.若工变大，则电容器的电容增大

B.若x变小且电容器的电荷量不变，则电容器极板间的电压减小

C.若x变大且电容器极板间的电压不变，则电容器的电荷量增加

D.若x变大且电容器极板间的电压不变，则有电流流向电容器的负极板

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【答案】BD

【详解】A.X变大，即拔出电介质板，根据C=£y

47M

可知电容减少，故A错误；

B.x变小，即插入电介质板，根据。=号

可知电容增大，电容器的电荷量不变，根据C=5

则也容器极板间的电压减小，故B正确；

CD.x变大，即拔出电介质板，根据。:㈢

41kd

可知电容减少，电容器极板间的电压不变，根据

则电容器的电荷量减小，电容器放电，有电流流向电容器的负极板，故C错误，D正确。

故选BDo

10.真空中某区域存在一静电场，其电场线分布如图所示，M、N、Q是以直电场线上一点。为圆心的同

一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN,下列说法正确的是（）

B.M点场强小于N点的场强

C.。间的电势差大于。、N间的电势差

D.电子沿圆弧历i运动，电子的电势能增加

【答案】CD

【详解】A.沿着电场线方向，电势降低，所以。点电势小丁M点电势，故A错误;

B.M点电场线较/V点电场线密集，所以M点的场强大于/V点的场强，故B错误；

C.0M段电场线较ON段电场线客集，而距离上

OM=ON

根据

U=Ed

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可知，M、。间的电势差大于。、/V间的电势差，故C正确;

D.由图可知，N点的电势小于Q点的电势，则电子在N点的电势能大于在Q点的电势能，故电子沿圆弧而

运动时，电子的电势能增加，故D正确。

故选CD。

11.如图所示，在直角坐标X。），中有a、b、c、d四点，。点坐标为（-4cm,3cm）。现加上一方向平行于

平面的匀强电场，虫c、d三点电势分别为8V、24V、15V,将一电荷量为々xldc的点电荷从。点沿成〃

移动到d点，下列说法正确的是（）

y/cm

-3b

2\

A'/cm

A.坐标原点。的电势为-IV

B.该点电荷从。点移到d点的过程中，电场力做的功为2.4x10勺

C.该点电荷在a点的电势能为1.6x10力

D.电场强度的大小为500V/门

【答案】AD

【详解】AB.由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，也有Rm。，

如一。。）=%-仍

代入数据解得％=-lV，（pa=-9V,该点电荷从。点移到4点的过程中，电场力做的功为

匕=g（纥-劭）=4.8xl（）yj，故A正确,B错误；

C.该点电荷在〃点的电势能为”=核=-2'10晨（-9）卜1领10七.故C错误：

D.连接Oc,如图所示根据几何关系可得lan0=1

4

则沿每1cm电势降低5V,通过b做的垂线交于/,如图所示，根据几何关系可得

cf_cbcos0_（PC-9r

fObOsin0（pf-（p0

代人数据可得了点的电势为令=8V,所以af为等势线，电场线方向沿cO方向，电场强度为

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故选AD,

12.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为加的带电粒子不计粒子重力，以初速度y从M点竖直向

上运动，通过N点时，速度大小为2外方向与电场方向相反，则从M运动到N的过程中，带电粒子（）

VA

--------------------------------------------->

---------------------------------------------A

11

A.动能增加量为B.机械能增加量为:〃，广

C.重力势能增加量为/mJD.电势能减小

【答案】AD

【详解】A.带电粒子的运动可以看成竖直方向的竖直上抛和水平方向在电场力作用下的初速度为0的匀加

速直线运动。带电粒子的动能增加量为近-卜〃哈=|“"，故A正确；

B.除重力外，只有电场力做功，电场力做功等于带电粒子的机械能增加量，电场力做功等于水平方向带电

粒子动能的增加量△几=-0=2wv2

即带电粒子的机械能增加量为2〃?7,故B错误；

C.竖直方向只有重力做功，带电粒子做竖直上抛运动，到达N点竖直速度为0,竖直方向动能减小量为

△%=；加K

即重力势能增加;〃n?,故c错误：

D.电场力做正功，由B选项可知，电势能减小2〃八匕故D正确。

故选AD.

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二、实验题：本题共2小题，共15分。

13.如图甲所示为一个自制电容器，将两张锡箔纸作为两个电极，三张电容纸作为绝缘介质，按照一层电

容纸、一层锡箔纸的顺序交替售放，然后将五层纸一起卷成圆柱形，两根引线。、〃分别接在两张锡箔纸上,

最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中（两根引线露出），电容器即制作完成。

⑴以下哪些操作可以增加该电容器的电容

A.增大电容器的充电电压

B.增大电容器的带电量

C.增大锡箔纸的正对面积

D.在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧

⑵现用图乙所示电路研究该电容器的充放电情况。将S置于。端，电压随时间变化图像如图丙所示。

①充满电后电容器两端的电压为V,若此时电容器所带电荷量为3x107。则电容大小为F。

②图中P点对应的时刻充电电流约为.Ao

【答案】（1）CD

(2)65x10-87.5x1O'4

【详解】（1）AB.电容器的电容只与本身有关，与电容器两端电压以及带电量无关，选项AB错误;

CD.根据

。二言7

可知增大锡箔纸的正对面积可增大电容；在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧，可减小两极间

距，可增大电容，选项CD正确。

故选CDo

（2）①⑴由图像可知，充满电后电容器两端的电压为6V；

⑵若此时电容器所带电荷量为3x10%,则电容大小为

0告平F=53

②[3]图中P也对应的时刻允电电流

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［等=詈=印。-与A=7-A

14.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。

电子枪：

X

+‘偏转电极

（1）如图所示，如果在荧光屏上尸点出现亮斑，那么示波管中的（）

A.极板X应带正电B.极板M应带正电

C.极板丫应带正电D.极板/应带正电

（2）如果只在偏转电极XX上加如图①所小的电压，试在图③中画出所观察到的波形图:

（3）如果只在偏转电极PT上加如图②所示的电压，试在图④中画出所观察到的波形图；

（4）如果在偏转电极XX上加如图①所示的电压同时在偏转电极｝T上加如图②所示的电压，试在图⑤

中画出所观察到的波形图—。

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.Y

【答案】AC

【详解】（1）[1]示波管中电子向第•象限偏转，说明水平方向受力向右，竖直方向受力向上，所以极板X

应带正电；极板丫应带正电；故答案选AC；

（2）⑵如果只在偏转电极XK上加如图①所示的电压，电子只在水平方向发生偏转，竖直方向不会偏转,

故图像为

（“⑶如果只在偏转电极rr上加如图②所示的电压，电子只在竖直方向发生偏转，水平方向不会偏转,

（4）⑷如果在偏转电极xr上加如图①所示的电压同时在偏转电极yr上加如图②所示的电压，x方向为

偏转电压，丫方向为扫描电压，因为周期相同，所以屏幕上出现一个完整的正弦波形，所以图像为

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三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最

后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.如图所示，已知AC_L8C,418。=60。,8c=20cm,A、B、C三点都在匀强电场中，且4、B、。所在

平面与电场线平行，把一个电荷量4=1x10-5（3的正电荷从4点移到8点，静电力做功为零：再从8点移到

C点,静电力做功为-行XIO-J。

（1）求/I、C间的电势差;

（2）若规定4点电势为零，求C点的电势;

（3）求匀强电场的电场强度大小，并画出过。点的电场线。

Cr60°VB

A

22

【答案】(l)^C=-V3xiov：(2)^r=V3xl0V；(3)石=1000V/m,见解析

【详解】（1）由题意，正电荷从/移到〃再移到c过程

匕c

得

2

UAC=UBC=-y/3x\0V

（2）若规定8点电势为零，则

3c

得

2

^C=A/3X10V

（2）48为等势面，场强方向垂直力8连线指向右下方，水平方向夹角为30。，大小

E=一媪一=i000V/m

^Csin60°

过C点的电场线如图所示

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16.如图所示，电子（重力可忽略）在电势差为q=4.5xl（）3V的加速电场中，从左极板由静止开始运动,

经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U=45V的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置荧

光屏M上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为m=9.0xl（）akg,电量为e=-l.6xlO"9C，偏转电场

的板长为&=10cm,板间距离为d=lcm,光屏〃到偏转电场极板右端的距离4=15cm。求:

(1)电子飞出偏转电场时的偏转距离（侧移距离）外

电子t出偏转电场时偏转角的止切tan。；

电子打在荧光屏上时到中心。的距离匕

【详解】（1）设电子经过加速电场后获得速度大小为％,根据功能定理有

rr12

eU0=-mv~

乙

电子在偏转电场中做类平抛运动的加速度大小为

eU

a=----

md

运动时间为

%

则偏移距离为

1

y=-at

乙

联V并代入数据解得

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y=----=0.25cm

-4U°d

（2）根据速度的合成与分解可得

tan=—

%

联立并代入数据解得

tan"'」

2Uod20

（3）根据类平抛运动规律的推论可知电子离开偏转电场时速度方向的反向延长线一定经过偏转电场中心位

置.，则根据几何关系有

A

Z=^_

Y勺+£,