2025北京高二（上）期末物理汇编：电势能和电势

第1页/共1页2025北京高二（上）期末物理汇编电势能和电势一、单选题1．（2025北京顺义高二上期末）某区域静电场的电场线分布如图所示，a、b、c是电场中的三个点。下列说法错误的是（）A．a、b、c三点电场强度大小关系为B．a、b、c三点电势关系为C．质子在b点受静电力方向与b点场强方向相同D．电子在a、b、c三点的电势能关系为2．（2025北京昌平高二上期末）如图所示，电场中有两点，用和表示A、B两点的电场强度大小，用和表示A、B两点的电势，用和表示一正试探电荷在A、B两点的电势能。下列关系式正确的是（）A．，， B．，，C．，， D．，，3．（2025北京怀柔高二上期末）某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，则下列判断正确的是（）A． B．C． D．4．（2025北京通州高二上期末）一带正电的粒子在电场中由静止释放，仅在静电力作用下沿直线由A点运动到B点，如图甲所示。这个过程中粒子的电势能Ep与位移x的关系如图乙所示。用表示A、B间各点的电势，a表示粒子的加速度大小，v表示粒子的速度大小，Ek表示粒子的动能。下列图像中合理的是（）A． B．C． D．5．（2025北京朝阳高二上期末）如图所示，真空中固定两个等量同种点电荷，为两电荷连线的中点，直线是两电荷连线的中垂线，、是两电荷连线上关于对称的两个点，、是直线上关于对称的两个点。下列说法正确的是（）A．、两点的场强相同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其所受静电力先减小后增大B．、两点的场强不同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其电势能先减小后增大C．、两点的场强不同，将一电子沿直线由移动到，其所受静电力先增大后减小D．c，d两点的场强相同，将一电子沿直线由移动到，其电势能先减小后增大6．（2025北京朝阳高二上期末）下列说法正确的是（）A．若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为零B．公式表明在点电荷激发的电场中，某点电场强度大小与其电荷量Q成正比C．公式表明在电场中某点电场强度大小与电荷量q成反比D．匀强电场中电场强度处处相同，因此电势也处处相同7．（2025北京朝阳高二上期末）如图甲所示，一点电荷Q固定在x轴上的某点。x轴上A、B两点的位置坐标分别为0.2m和0.5m。以x轴正方向为静电力的正方向，在A、B两点分别放置试探电荷，试探电荷所受静电力与其电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。下列说法正确的是（）A．点电荷Q为正电荷B．B点的电场强度大小为0.5N/CC．点电荷Q的位置坐标为0.3mD．A点电势高于B点电势8．（2025北京东城高二上期末）如图所示，虚线a、b、c代表电场中一族等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电质点（重力不计）仅在电场力作用下从P到Q通过该区域时的运动轨迹，据此可知（）A．a、b、c三条等势线中，a的电势最高B．电场中Q点处的电场强度大小比P点处大C．该质点在P点的速率比在Q点处大D．该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大9．（2025北京怀柔高二上期末）静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（）A．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电B．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电C．收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场D．静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程10．（2025北京东城高二上期末）两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（

）A．、为等量异种电荷B．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先减小后增大C．N、D两点间的电场强度大小先增大后减小D．N、C两点间场强方向沿x轴负方向11．（2025北京101中高二上期末）某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是(

)A．粒子带负电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能D．粒子在M点的速度小于它在N点的速度12．（2025北京石景山高二上期末）一带电粒子q射入固定在O点的点电荷Q的电场中，粒子只受电场力作用，运动轨迹如图中曲线所示，且OB<OA<OC．下列说法正确的是A．q与Q带同种电荷B．q在A点的加速度大于在B点的加速度C．q在B点的速度大于在C点的速度D．q在B点的电势能大于在C点的电势能二、多选题13．（2025北京顺义高二上期末）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（）A．P点电场强度与Q点电场强度相同B．P点电势比Q点电势高C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变14．（2025北京丰台高二上期末）如图所示，空间中存在两个等量异种点电荷，两点电荷连线与中垂线交于点O，a、c是两电荷连线上的两点，且，b、d是两电荷连线中垂线上的两点，且。下列说法正确的是（）A．a、c两点电场强度相同、电势不同B．a、c两点电场强度不同、电势相同C．b、d两点电场强度不同、电势不同D．b、d两点电场强度相同、电势相同15．（2025北京房山高二上期末）如图所示，实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力的作用，下列说法中正确的是（  ）A．该电场是由负点电荷所激发的电场B．电场中a点的电势比b点的电势高C．带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大D．带电粒子在a点的动能比在b点的动能大三、解答题16．（2025北京朝阳高二上期末）科学推理是一种重要的思维方法，通过科学推理可以推导出许多有用的结论。已知静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零，在其外部空间产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相同。现将一均匀带电球体固定于真空中，如图1所示，其所带电荷量为，半径为，静电力常量为。(1)根据上述信息，完成下列问题。a.若某点到球心距离为，请在和两种情况下，分别推理得出电场强度的表达式；b.请在图2坐标系中画出图像，并利用图像推算出该球心与球面间的电势差。(2)类比推理属于科学推理的一种方法，类比推理通常从两事物的相似点出发得到二者在其他方面也有相似的结论。两个质量分布均匀的球体间的万有引力可用公式计算，其中、分别为两球体的质量，为两球心之间的距离，为引力常量。若规定二者相距无穷远处的引力势能为零，则两者引力势能的表达式为。请类比上述引力的相关规律，完成下列问题。将电荷量为的点电荷从带电球表面处远离球心移动到距球心处的点。不计点电荷对球体周围电场的影响。a.求此过程中静电力对点电荷所做的功；b.若取带电球表面为零势面，求点的电势。

参考答案1．D【详解】A．电场线越密集的地方，电场强度越大，则，故A正确，不符合题意；B．沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以a、b、c三点电势关系为，故B正确，不符合题意；C．质子带正电，在b点受静电力方向与b点场强方向相同，故C正确，不符合题意；D．电子带负电，根据可知，故D错误，符合题意；本题选择错误选项；故选D。2．C【详解】由于电场线分布的疏密程度能够表示电场的强弱，则有由于沿电场线电势降低，则有正试探电荷在A到B过程，电场力做正功，电势能减小，则有可知，第三个选择项满足要求。故选C。3．C【详解】AB．根据图中电场线的疏密程度可知A、B两点的电场强度大小关系为故AB错误；CD．根据沿电场方向电势逐渐降低，由题图可知，A、B两点的电势大小关系为故C正确，D错误。故选C。4．D【详解】A．由于可知，图像斜率的绝对值表示电场力大小，根据图乙可知，沿直线由A点运动到B点，电场力逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A错误；B．由于可知，带正电的粒子的电势能与电势成正比，即图像与图像相同，故B错误；C．结合上述，图像斜率的绝对值表示电场力大小，根据图乙可知，沿直线由A点运动到B点，电场力逐渐减小，则加速度逐渐减小，则在相邻相等位移之内的速度变化量的减小，可知，图像不是一条直线，而是一条曲线，且图像斜率逐渐减小，故C错误；D．根据动能定理有根据功能关系有解得可知，粒子的动能与粒子的电势能成线性关系，则图像的斜率与图像的斜率绝对值相等，图像的斜率为负值，图像的斜率为正值，结合上述可知，图像的斜率逐渐减小，故D正确。故选D。5．B【详解】AB．根据电场的叠加原理可知，、两点的电场强度大小相等方向相反，因此两点的电场强度不同，质子从a到b的过程中，由于O点的场强为零，质子受到的静电力先减小后增大，静电力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，A错误，B正确；CD．同理可知，、两点的场强不同，设点电荷在c点的场强大小为与MN的夹角为，则合场强将一电子沿直线由移动到，电子从c到O的过程中，离场源电荷越来越近，E逐渐增大，与MN的夹角逐渐增大，则逐渐减小，故电子受到的电场力可能一直减小，也可能先增大再减小；从c到O的过程中，电场力做正功，电势能减小，O到d的过程中，电场力做负功，电势能增大，故从c到d的过程中，电子的电势能先减小后增大，CD错误。故选B。6．B【详解】A．电场中某点的电场强度由电场本身决定，与放不放试探电荷无关，即若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度不为零，选项A错误；B．公式表明在点电荷激发的电场中，某点电场强度大小与其场源电荷的电荷量Q成正比，选项B正确；C．公式是电场强度的定义式，电场中某点电场强度大小与试探电荷的电荷量q无关，选项C错误；D．匀强电场中电场强度处处相同，但是电势不一定处处相同，选项D错误。故选B。7．C【详解】A．由图像可知，在A点放正电荷时，所受电场力沿x轴正向，可知A点的场强沿x轴正向；在B点放负电荷时，所受电场力沿x轴正向，可知B点的场强沿x轴负向；可知点电荷Q在AB之间，且带负电，故A错误；B．根据图像可知，B点的电场强度大小为故B错误；C．A点的电场强度大小为设点电荷Q距离A点距离为∆x，则解得∆x=0.1m可知点电荷Q的位置坐标为x=0.3m，故C正确；D．A点距离点电荷−Q较B点近，可知A点电势低于B点电势，故D错误。故选C。8．C【详解】A．质点所受电场力指向轨迹凹侧，大致方向斜向左上，且和电场强度方向一致，根据沿电场强度方向电势降低可知a、b、c三条等势线中，a的电势最低，故A错误；B．等势线越密的位置电场强度越大，所以电场中Q点处的电场强度大小比P点处小，故B错误；D．根据A项分析可知P点电势低于Q点电势，根据可知该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故D错误；C．质点仅受电场力作用，能量守恒，结合D项分析可知该质点在P点具有动能比在Q点具有的动能大，即该质点在P点的速率比在Q点处大，故C正确。故选C。9．B【详解】AB．收集器A接高压电正极，电离器B接高压负极，尘埃经过电离器带上了负电，被带正电的A板吸引，故A错误B正确；C．收集器Ａ和电离器B不是正对的平行板，故收集器A和电离器B之间形成的不是匀强电场，故C错误；D．静电除尘过程是电场力做正功，电势能减少，机械能增加，是电场能向机械能能转化的过程，故D错误。故选B。10．B【详解】A．若是异种电荷，电势应该逐渐减小，由图像可以看出，应该是等量的同种正电荷，故A错误；B．NC电场线向右，CD电场线向左，将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故B正确；C．图线的斜率表示电场强度，由图可得N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大，故C错误；D．沿x正方向从N到C的过程，电势降低，N、C两点间场强方向沿x轴正方向，故D错误．11．D【详解】A.由粒子的运动轨迹可知，粒子所受的电场力沿着电场线方向向上，所以粒子为正电荷，故A错误．B.电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强的大小，在N点的受力大于在M的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故B错误．C.电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，其电势能减小，粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能，故C错误．D.电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增加，所以粒子在M点的速度小于它在N点的速度，故D正确．12．C【分析】电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．【详解】曲线运动的合力指向曲线的内侧，指向O，说明相互吸引，q与Q带异种电荷，故A错误；电场力=ma，a与r2成反比，q在B点的加速度大于在A点的加速度，故B错误；根据动能定理，粒子由C到B，电场力做正功，动能增大，故粒子在B点的速度一定大于在C点的速度，故C正确．粒子由C到B，电场力做正功，所以粒子的电势能减小，所以B点的电势能一定小于在C点的电势能，故D错误．故选C．【点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，然后结合静电力做功与电势能变化的关系以及动能定理判断电势能和动能的改变情况．13．ABC【详解】A．由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度相同，故A正确；B．由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，故B正确；CD．由电场叠加得P点电场强度为若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而PQ间距不变，可知P、Q两点间电势差变大，故C正确，D错误。故选ABC。14．AD【详解】两等量异种点电荷的电场线及等势面的分布情况如下：由两等量异种点电荷电场线分布的对称性可知，a、c两点电场强度