2018年全国卷物理高考高三总复习物理阶段性测试,模拟测试题：考点26 电场的能的性质 Word版含解析

考点26电场的能的性质考点名片考点细研究：(1)电势能、电势；(2)电势差、等势面；(3)匀强电场中电势差与电场强度的关系等。

其中考查到的如：2016年全国卷Ⅲ第15题、2015年全国卷Ⅰ第15题、2015年广东高考第21题、2015年海南高考第7题、2015年四川高考第6题、2014年全国卷Ⅰ第21题、2014年全国卷Ⅱ第19题、2014年安徽高考第17题、2014年上海高考第19题、2014年全国卷Ⅰ第25题等。

备考正能量：本考点是高考重点考查的内容之一，多以选择题的形式出现，难度中等。

试题往往以电场线、等势面为切入点，粒子的运动为物理情景，考查学生理解能力和综合能力。

预计今后的高考此类问题仍会以选择题形式出现。

一、基础与经典1．在静电场中，将电子从A点移到B点，电场力做了正功，则() A．电场强度的方向一定是由A点指向B点B．电场强度的方向一定是由B点指向A点C．电子在A点的电势能一定比在B点的高D．A点的电势一定比B点的高答案 C解析电子从A点移到B点，电场力做了正功，说明B点所在等势面的电势一定比A点所在等势面的电势高，并非电场线的方向就是由B指向A，故选项A、B、D均错误；根据功能关系，电场力做正功，电势能减小，故电子在A点的电势能一定比在B点的高，选项C正确。

2．匀强电场中有a、b、c三点。

在以它们为顶点的三角形中，∠a ＝30°、∠c＝90°，电场方向与三角形所在平面平行。

已知a、b和c点的电势分别为(2－3) V、(2＋3) V和2 V，该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为()A ．(2－3) V 、(2＋3) VB ．0 V 、4 VC.⎝ ⎛⎭⎪⎫2－433V 、⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋433V D ．0 V 、 3 V答案 B解析 匀强电场中沿非等势面的直线电势均匀变化。

如图所示，设外接圆半径为r ，则圆心O 点电势为2 V ，Oc 为等势面，ge 直径垂直于Oc ，∠gOb ＝30°，ge 为电场线，g 点电势最高，e 点电势最低。

电场强度E ＝U bO r cos30°，则g 点电势为φg ＝φO ＋Er ＝4 V ，e 点电势为φe ＝φO －Er ＝0，B 正确，A 、C 、D 错误。

3. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd ，顶点a 、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。

若将一个带负电的粒子置于b 点，自由释放，粒子将沿着对角线bd 往复运动。

粒子从b 点运动到d 点的过程中( )A ．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大答案 D解析由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的，所以A 错误；由等量正点电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线上中点O的电势最高，所以从b到d，电势先增大后减小，故B错误；由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能之和守恒，C错误；由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d 电场力做负功，电势能增加，D正确。

4. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为()A．200 V/m B．200 3 V/mC．100 V/m D．100 3 V/m答案 A解析 取OA 的中点C ，则φC ＝φO ＋φA 2＝3 V 。

连接BC 为等势线，过O 做BC 的垂线则DO 为场强方向，如图所示，由几何关系得tan θ＝|OB ||OC |＝|OB ||OA |2＝33，得θ＝30°。

由E ＝U d 得E ＝φB －φO |OB |·cos θ＝33×32×10－2V/m ＝200 V/m 。

A 正确。

5. (多选)如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A、B 、C 三点电势分别为1 V 、2 V 、3 V ，正六边形所在平面与电场线平行。

下列说法正确的是( )A ．通过CD 和AF 的直线应为电场中的两条等势线B ．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC ．匀强电场的电场强度方向为由C 指向AD ．将一个电子由E 点移到D 点，电子的电势能将减少1.6×10－19 J答案 ACD解析 由AC 的中点电势为2 V ，所以BE 为等势线，CD 、AF 同为等势线，故A 正确；CA 为电场线方向，电场强度大小E ＝U d ＝22×10×cos30°×10－2V/m ＝203 3 V/m ，故B 错误，C 正确；由U ED ＝U BC ＝－1 V ，W ED ＝－eU ED ＝1.6×10－19 J ，D 正确。

6. 如图所示，在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R ＝0.1 m 的圆，P 为圆周上的一点，O 、P 两点连线与x 轴正方向的夹角为θ。

若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小E ＝100 V/m ，则O 、P 两点的电势差可表示为( )A ．U OP ＝－10sin θ(V)B ．U OP ＝10sin θ(V)C ．U OP ＝－10cos θ(V)D ．U OP ＝10cos θ(V)答案 A解析 在匀强电场中，两点间的电势差U ＝Ed ，而d 是沿场强方向上的距离，所以d OP ＝R sin θ，故U OP ＝－E ·d OP ＝－100×0.1sin θ＝－10sin θ(V)，故选项A 正确。

7．(多选)如图所示，ab ＝2bc, 在c 点固定一正电荷，将另一负电荷从a 点移到b 点，负电荷在a 、b 两点的电势能分别为E p a 、E p b ，所受电场力分别为F a 、F b ，则( )A ．E p a >E p bB ．4F a ＝F bC ．E p a <E p bD ．9F a ＝F b 答案 AD解析 从a 点移到b 点时，负电荷受到固定的正电荷的引力作用，静电力做正功，负电荷的电势能减少，选项A 正确，C 错误；由库仑定律F ＝k Qq r2可知，负电荷所受电场力与其离c 点的距离的平方成反比，ac ＝3bc ，所以选项B 错误，D 正确。

8．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x1和－x1为x轴上对称的两点。

下列说法正确的是()A．x1处场强大于－x1处场强B．若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动，到达－x1点时速度为零C．电子在x1处的电势能大于在－x1处的电势能D．x1点的电势比－x1点的电势高答案 B解析由图可知x1处场强与－x1处场强大小相等，则A错误；因图线与横轴所围面积表示电势差，设O点处电势为零，则由图可知x1与－x1处电势相等，电势差为零，C、D错误；由动能定理有qU＝ΔE k，可知B选项正确。

9. 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。

下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()A．O点的电场强度为零，电势最低B．O点的电场强度为零，电势最高C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低答案 B解析圆环上均匀分布着正电荷，可以将圆环等效为很多正点电荷的组成，同一条直径的两端点的点电荷的合场强类似于两个等量同种点电荷的合场强，故圆环的中心的合场强一定为零。

x 轴上的合场强，在圆环的右侧的合场强沿x 轴向右，左侧的合场强沿x 轴向左，电场强度都呈现先增大后减小的特征，由沿场强方向的电势降低，得O 点的电势最高。

综上知选项B 正确。

10．(多选) 如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L 2为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称。

下列判断正确的是( )A ．b 、d 两点处的电势相同B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、d 两点处的电场强度相同D ．将一试探电荷＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋q 的电势能减小 答案 ABD解析 等量异种点电荷的电场线及等势线的分布如图所示。

由于b 、d 两点关于x 轴对称，故b 、d 两点电势相等，A 项正确；a 、b 、c 、d 四个点中，只有c 点电势为零，其余各点的电势均大于零，故B 项正确；b 、d 两点的电场强度大小相等，方向不同，故C 项错误；将一正的试探电荷由a 点移动到c 点的过程中，由于a 点电势高于c 点电势，故该电荷的电势能减小，D 项正确。

二、真题与模拟11．2016·全国卷Ⅲ]关于静电场的等势面，下列说法正确的是() A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功答案 B解析电场中等势面上各点电势相等，故电势不同的等势面不可能相交，A项错误；电场线与等势面处处垂直，B项正确；电场强度的大小与电势的高低没有关系，所以同一等势面上各点电场强度不一定相等，C项错误；电势较高点与电势较低点的电势差大于0，由W＝qU 知，负电荷受到的电场力做负功，D项错误。

12. 2015·全国卷Ⅰ]如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。

一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则()A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功答案 B解析根据电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，直线d位于某一等势面内。

根据匀强电场的特性，可知直线c位于另一等势面内。

由于电子由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，说明电场线方向从M指向N，故M点电势高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于M、Q处于同一等势面内，电子由M点运动到Q点的过程中，电场力不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点的过程中，电场力做正功，选项D错误。

13. 2015·四川高考](多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平。

a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。