2026届高考物理一轮基础复习训练39 电场能的性质

2026届高考物理一轮基础复习训练39电场能的性质一、单项选择题1.关于电荷和静电场，下列说法正确的是（）A.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变B.电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面C.点电荷仅在静电力作用下从静止释放，该点电荷的电势能将减小D.点电荷仅在静电力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动2.（2025·贵州毕节模拟）如图所示，A、B是固定在真空中的两个异种点电荷，其中B的电荷量大小是A的3倍。O是A、B点电荷连线的中点。如果只有A点电荷存在时，把一带电荷量为+q的正试探电荷从无限远处移到O点，该试探电荷克服静电力做的功为W。规定无限远处的电势为零，则A、B电荷同时存在时，O点处的电势为（A.2B.−C.WD.−3.如图甲所示，平安大厦楼顶安装了避雷针，雷雨天带负电的云层靠近避雷针上方。避雷针尖顶周围虚线表示电场中的等势线，如图乙所示。下列说法正确的是（）A.避雷针尖顶端感应出大量的负电荷B.a点的电势低于b点的电势C.a点的电场强度大于b点的电场强度D.电子在a点的电势能小于在b点的电势能4.如图为两个点电荷电场线的分布图，电场中的a、b两点关于两电荷连线的中垂线对称。以下说法正确的是（）A.这是两个等量同种点电荷的电场线B.a、b两点的电场强度相同C.a、b两点的电势相同D.电子在a点的电势能小于在b点的电势能5.静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场线分布简图，A、B为直线MN中垂线上两点，C、D两点关于A、B连线对称。下列说法正确的是（）A.A、C两点间的电势差大于B、C两点间的电势差B.C、D两点电场强度相同C.D点的电势小于B点的电势D.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能6.空间中有一试探电荷处在一区域电场中，沿某方向建立x轴，该试探电荷在x轴上各点的电势能Ep随x的分布如图所示。根据Ep-x图像，下列说法正确的是（A.x1B.沿x轴正方向电势逐渐降低C.x3处的电场强度大于xD.试探电荷从x3处运动至x27.x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于xA=0，xB=4d处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度EA.点电荷A、B分别带正电和负电B.A、B所带电荷量的绝对值之比为1:3C.x=D.将电子从x=5二、多项选择题8.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9.静电悬浮技术是利用静电场对带电物体的电场力来平衡重力，从而实现材料悬浮无容器处理的一种先进技术，其原理示意图如图所示。若两平行金属极板间电势差为U，间距为d。质量为m的金属微粒悬浮于其中，重力加速度大小为g，则金属微粒所带电荷的电性和电荷量q分别为（）A.负电荷，qB.负电荷，qC.正电荷，qD.正电荷，q10.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，以O为圆心、r为半径的圆与竖直平面内的坐标轴的交点分别为a、b、c、d，用绝缘杆固定一个质量为m、电荷量为Q=mgE的可视为点电荷的带正电小球，将小球放到O点，如果把一个电荷量为−q的电荷A固定在圆弧上某点e，则绝缘杆对小球的作用力恰好为零，静电力常量为k，重力加速度为A.电荷A在圆弧ab的中点处B.电荷A的电荷量qC.未放置电荷A时，a、d两点的电场强度大小相等D.未放置电荷A时，a、d两点间的电势差为−11.图甲所示是一种静电除尘装置，其原理简图如图乙所示，在板状收集器A与线状电离器B间加恒定高压，让废气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出，其中一带负电的尘埃微粒沿图乙中虚线向收集器A运动，P、Q是运动轨迹上的两点，不计微粒重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运动过程中的电荷量变化。下列分析正确的是（）A.P点电势比Q点电势高B.微粒在P点速度比Q点的大C.微粒在P点具有的电势能比Q点的大D.微粒在P点具有的电势能比Q点的小三、非选择题12.高压电场干燥中药技术基本原理如图所示，在一个很大的导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生较强的电场。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电。水分子在静电力的作用下会加速从中药材中分离出去，被鼓风机吹出的水平微风裹挟着飞离电场区域。图中虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始运动的轨迹，不计阻力与水分子的重力。回答下列问题：（1）分析水分子的运动轨迹ABCD是否为抛物线；（2）判断水分子运动过程中的加速度是否保持不变；（3）说明水分子运动过程中轨迹上各点电势的变化情况；（4）分析水分子运动过程中的电势能变化。13.如图所示，在匀强电场中有直角三角形BOC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为φO=4.5

V、φB=0

V、（1）求电场强度的大小；（2）判断一个电子由B点运动到C点，电场力做功的正负；（3）分析一个电子在O点由静止释放后的运动情况。14.电子显微镜通过"静电透镜"实现对电子会聚或发散使微小物体成像。如图所示，某"静电透镜"区域的等差等势面为图中虚线，其中M、N两点电势φM>φN。现有一正电子束沿垂直虚线（1）比较M点与N点的电场强度大小；（2）分析正对小孔CD中心射入"透镜"电场的正电子被会聚或发散后的运动情况；（3）说明经过N点的正电子的动能和电势能变化情况；（4）判断该"透镜"电场对垂直虚线AB射入小孔CD的正电子束的作用效果。

一、单项选择题1.答案：A解析：A.电荷守恒定律：与外界无电荷交换的系统，电荷代数和保持不变，正确。B.电场线由高电势等势面指向低电势等势面，错误。C.若点电荷带负电，从静止释放会向高电势运动，电势能增加，错误。D.负电荷受力方向与电场线相反，会从低电势向高电势运动，错误。2.答案：B解析：仅A存在时，试探电荷从无穷远移到O，克服电场力做功W，故O点电势能Ep=WB带电量为−3Q（异种电荷，是A的3倍），单独存在时O点电势φ叠加后φO3.答案：C解析：A.带负电云层靠近，避雷针感应正电荷，错误。B.电场线由避雷针（正电荷）指向云层（负电荷），沿电场线电势降低，故a点电势高于b点，错误。C.等势面越密，场强越大，a点等势面更密，场强大于b点，正确。D.电子带负电，在高电势处电势能低，故a点电势能小于b点，错误（与B矛盾，修正：a点电势高，电子在a点电势能低，正确）。4.答案：D解析：A.电场线从正电荷出发到负电荷，是等量异种电荷，错误。B.a、b场强大小相等，方向不同（对称但反向），错误。C.沿电场线电势降低，a点电势高于b点，错误。D.电子带负电，在高电势处电势能低，故a点电势能小于b点，正确5.答案：D解析：A.电场线疏密不确定，无法比较UAC与UB.C、D场强大小相等，方向不同，错误。C.沿电场线电势降低，D点电势高于B点，错误。D.负电荷在高电势处电势能低，C点电势低于A点，故负电荷在C点电势能大，正确。6.答案：C解析：A.Ep−x图像斜率表示电场力（F=−ΔB.沿x轴正方向，若试探电荷带正电，Ep变化反映电势变化：EC.斜率绝对值表示场强大小，x3处斜率绝对值大于x4处，故D.从x3→x7.答案：D解析：选项A：电场强度是矢量，电场强度为0的点是两电荷产生的电场强度等大反向的点。由图象可知，在x=d处电场强度为0，在0<x<d区域电场强度为正，d<根据点电荷的电场强度方向特点，若两个点电荷为同种电荷，在它们之间电场强度方向相反，能出现电场强度为0的点；若为异种电荷，在它们之间电场强度方向相同，电场强度不可能为0。且在0<x<d区域电场强度为正，d<x<4d区域电场强度为负，说明点电荷A、B选项B：在x=d处电场强度为0，根据点电荷场强公式E=kQr2（其中k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为到点电荷的距离），A在x=d处产生的场强E因为x=d处电场强度为0，则EA=EB，即kQ选项C：沿电场线方向电势逐渐降低，在0<x<d区域电场强度为正，即电场线方向沿x轴正方向，电势逐渐降低；在d<x<4d又因为两个点电荷为同种电荷，且无限远处电势为零，x=d处不是无穷远处，所以电势不为零，C选项D：在x>4d区域电场强度为正，即电场线方向沿x轴正方向；电子带负电，受到的电场力方向与电场线方向相反，所以电子在x>4d区域受到的电场力方向沿将电子从x=5d处无初速度释放，电子会向x轴负方向运动，电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系W=−ΔE二、多项选择题8.答案：BCD解析：A.电场线由上（金属棒）到下（圆盘），故M点电势高于N点，错误。B.电场线越密场强越大，N点密于P点，正确。C.污泥带负电，从M→D.P与M等势，N电势低，负电荷在N点电势能大，故D正确，综上选BCD）。9.答案：A解析：上极板接正极，下极板负极，电场方向向下。微粒悬浮，电场力向上，故带负电。平衡条件：qU10.答案：AC解析：小球在O点受力平衡：重力mg向下，电场力QE=mg向右，故电荷A对小球的力需向左上方平衡，A在库仑力大小2mg，距离2r，故a点（左）场强：E+kqr2；d11.答案：AC解析：A.电场线由A到B，P点电势高于Q点，正确。B.负电荷从P→Q，电场力做正功，速度增大，故P点速度小于C.电场力做正功，电势能减小，故P点电势能大于Q点，正确。三、非选择题12.解：（1）水分子在非匀强电场中运动，电场力（加速度）随位置变化，不符合抛物线运动（恒力）条件。所以不是抛物线。（2）电场是非匀强的，电场力F=qE变化，加速度a（3）轨迹沿电场线方向（或逆电场线，但水分子受力方向与电场线一致），电势沿电场线降低。（4）电场力对水分子做正功，电势能转化为动能，故电势能减少。13.解：（1）在BO延长线上取D点，使OD=2OB，则找等势点：O（4.5V）与BC中点（4.5V）连线为等势线，电场