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7.2 静电场中能的性质专项训练
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
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．点电荷仅在电场力作用下运动，该点电荷的电势能将减小
D．点电荷仅在电场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．如图，M 和N 是在一直线上相距L 的两点，A 是MN 的中点，直线外的B 点与N 点相距
。在M、N 两点分
别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B 两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分
别为φA、φB，则（ ）
A．EA < EB，φA > φB
B．EA < EB，φA < φB
C．EA > EB，φA > φB
D．EA > EB，φA < φB
3．如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等
势面。M、N 点在同一等势面上，N、P 点在同一电场线上。下列说法正确的是（ ）
A．M 点的电势比P 点的低
B．M 点的电场强度比N 点的小
C．负电荷从M 点运动到P 点，速度增大
D．负电荷从M 点运动到P 点，电场力做负功
4．如图所示， 在直角坐标系xOy 中有a、b、c、d 四点， c 点坐标为（-4cm，3cm）。现加上一方向平行
于xOy 平面的匀强电场， b、c、d 三点电势分别为9V、25V、16V， 将一电荷量为
的点电荷从a
点沿 abcd 移动到d 点，下列说法正确的是（ ）
A．坐标原点O 的电势为7V
B．电场强度的大小为500 V/m
C．该点电荷在a 点的电势能为2×10-4J
D．该点电荷从a 点移动到d 点的过程中，电场力做功为8×10-4J
5．如图所示，一带电粒子绕固定的正点电荷Q 做半径不同的匀速圆周运动，其半径为r1、r2和r3时的动能
分别为Ek1、Ek2和Ek3；电势能分别为Ep1、Ep2和Ep3，若r3-r2=r2-r1，下列关系正确的是（ ）
A．Ek3-Ek2=Ek2-Ek1；Ep3-Ep2=Ep2-Ep1
B．Ek3-Ek2>Ek2-Ek1；Ep3-Ep2<Ep2-Ep1
C．Ek3-Ek2<Ek2-Ek1；Ep3-Ep2<Ep2-Ep1
D．Ek3-Ek2<Ek2-Ek1；Ep3-Ep2>Ep2-Ep1
6．如图所示，半圆所在的空间有匀强电场E 存在，电场方向与半圆面平行（图中未画出），取O 点电势为
零，半圆的半径
，O 点为其圆心，
。M 处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均
为
、电荷量为
的粒子（粒子的重力不计），其中到达N 点的粒子动能为
，到达P 点的粒子电
势能为
。已知
，
，不计粒子间的相互作用，则E 的大小为（ ）
A．150N/C
B．200N/C
C．250N/C
D．300N/C
7．如图所示，两带等量正电荷的小球分别固定在M、N 两点，O 点为其连线中点，A'和A、B'和B 分别为竖
直中垂线上对称的点。现将另一质量为m、电荷量为q 的小球从O 点由静止释放，小球经过A、B 两点时的
加速度大小均为2g。已知O、A、B 三点的电势分别为φO、φA和φB。O、A 两点间距为h1，O、B 两点间距
为h2。小球均可视为质点。重力加速度为g。不计空气阻力。若该小球从B'点以某一初动能竖直下落，则
（ ）
A．小球从B'点运动到A'点的过程中所受静电力逐渐增大
B．小球从B'点运动到A'点的过程中速度先减小后增大
C．若小球能从B'点运动到O 点，其初动能至少大于
D．小球从B'点运动到O 点的过程中机械能的变化量为
二、多选题
8．如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b 两点，图中箭
头方向表示试探电荷在a、b 两点处的受力方向，则（ ）
A．a 点电势一定高于b 点电势
B．试探电荷与场源电荷电性一定相同
C．a 点电场强度一定大于b 点电场强度
D．试探电荷的电势能一定先减小后增大
9．某静电场在x 轴正半轴的电势
随x 变化的图像如图所示，a、b、c、d、为x 轴上四个点。一负电荷仅
在静电力作用下，以一定初速度从d 点开始沿x 轴负方向运动到a 点，则该电荷（ ）
A．在b 点电势能最小
B．在c 点时速度最小
C．所受静电力始终做负功
D．在a 点受静电力沿x 轴负方向
10．如图所示，真空中的某水平面上，等边三角形
的三个顶点上分别固定三个点电荷
，一竖直放
置的绝缘长细杆正好穿过三角形的中心
，套在细杆上的带电硬质小圆环（环的直径略大于杆的直径）从
杆上的
点以某一初速度沿杆向上运动，恰好能运动到杆上
点，已知三角形边长为
，小圆环质量为
，电荷量为
，
，小圆环与细杆间的动摩擦因数为
，小圆环半径远远小于边长，
静电力常量为
，重力加速度为
，则（ ）
A．小圆环从
到
的过程中，电势能先减小后增大
B．每个点电荷
在
点的电场强度大小均为
C．小圆环在
点的加速度大小为
D．小圆环在
点的初速度大小为
三、填空题
11．场致发射显微镜能够用来分析样品的原子排列。其核心结构如图，金属针与荧光膜之间加上高电压，
针尖电势比荧光膜高
，形成辐射状电场。电场中
、
两点的场强大小
______
（选填“>”“
<”或“=”）。在泡内充以少量氦气，氦原子碰到针尖时会形成电荷量为
的氦离子，然后向荧光膜运
动。氦离子从针尖到荧光膜的过程中，电势能______（选填“增加”或“减少”）______eV。
12．如图所示，真空中有四个等量异种点电荷，M、N 带正电，P、S 带负电，带电量均为Q，分别放在半径
为R 的虚线圆上等距离的四个点上，圆心为O，静电力常数为k，a、b、c、d 分别为两点电荷连线的中
点，则a 点的电势______（填“大于”、“等于”或“小于”）O 点的电势，将一带电量为q 的粒子从b 点
沿直线移动到d 点，电场力做功______（填“大于零”、“小于零”或“等于零”），该粒子在经过O 点
时受到电场力大小为______。
四、解答题
13．如图所示，在电场强度为E，方向竖直向下的匀强电场中，两个相同的带正电粒子a、b 同时从O 点以
初速度
射出，速度方向与水平方向夹角均为
。已知粒子的质量为m。电荷量为q，不计重力及粒子间相
互作用。求：
(1) a 运动到最高点的时间t；
(2) a 到达最高点时，a、b 间的距离H。
14．如图所示，水平地面上方存在一匀强电场（大小、方向可调节），一个质量为m，电荷量为q 带正电
的小球，仅受重力和电场力作用，且这两个力合力沿图中虚线方向，虚线与水平地面的夹角为30°，重力
加速度为g。
(1)若小球从虚线上某处静止释放，沿虚线向下运动，求满足该条件下电场强度的最小值；
(2)若小球的初速度方向垂直于虚线向右上方，大小为
，从图示位置出发到最高点的过程中，小
球重力势能增加了E0，求该电场电场强度的大小和方向；
15．如图所示，PA 为一竖直平面内的
光滑圆弧轨道，O 为圆心，AB、CD 为竖直导体板（厚度不计），板
间有水平向左的匀强电场（图中未画出）。一质量为0.16kg 带电量
的小球（可视为质
点）从圆弧上与O 等高的P 点静止释放后，小球恰好不撞到CD 板，最后从B 点离开电场。已知轨道半径R
为0.45m，两板间距为0.6m，重力加速度大小g 取
，不计空气阻力，求：
(1)电场强度的大小；
(2)小球在电场中的最小速度；
(3)AB 板的长度。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
B
B
B
C
BC
BD
BCD
11． > 减少
12． 大于 等于零
13．(1)
(2)
【详解】（1）根据题意，不计重力及粒子间相互作用，则竖直方向上，由对
球，根据牛顿第二定律有
a 运动到最高点的时间，由运动学公式有
联立解得
（2）方法一、根据题意可知，两个小球均在水平方向上做匀速直线运动，且水平方向上的初速度均为
，则两小球一直在同一竖直线上，斜上抛的小球竖直方向上运动的位移为
斜下抛的小球竖直方向上运动位移为
则小球a 到达最高点时与小球b 之间的距离
方法二、两个小球均受到相同电场力，以a 球为参考系，
球以
的速度向下做匀速直线运动，则a
到达最高点时，a、b 间的距离
14．(1)
，与竖直方向夹角30°斜向右上方
(2)
，水平向右
【详解】（1）如图所示
由电场力与重力的合力沿虚线方向可知，当电场力与合力垂直时电场强度最小，则
所以
方向与竖直方向夹角30°，斜向右上方；
（2）由题可知带电粒子做匀变速曲线运动，竖直方向，有
，
，
可得
因此电场只能沿水平方向，则
方向水平向右；
15．(1)
(2)
(3)3.2m
【详解】（1）从P 到A 由动能定理
解得
离开A 点后小球恰好不撞到CD 板，则有
联立解得
（2）小球在电场中的受力如图：
则小球在电场中的最小速度
（3）小球从A 点运动到恰好不撞到CD 板的时间
则
