2021届新高考物理二轮微复习限时强化练：电场中的图像问题（解析版）

2021届新高考物理二轮微专题复习限时强化练

电场中的图像问题

一、选择题

1、如图甲所示，尔夕是一条电场线上的两点，若在4点释放一初速

度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从力运动到反其

速度随时间变化的规律如图乙所示，设A4两点的电场强度分别为

EA、EB,电势分别为血、丸，则（）

A.EA=EB,AXM

B.E&ER,次=M

C.E>ER,6A=0〃

D.E产EB,63

2、某静电场在x轴正半轴上的电势。随x变化的关系如图所示，则

A.用处跟论处的电场强度方向相同

B.小处跟应处的电场强度大小相等

C.若把带正电的粒子从小处移到莅处，电场力先做正功再做负功

D.同一个带正电的粒子在〃处的电势能小于在在处的电势能

3、真空中，在x轴上x=0和x=8m处分别固定两个电性相同的点

电荷。和Q.电荷间连线上的电场强度£随x变化的图像如图所示（x

轴正方向为场强正方向），其中x=6m处E=0.将一个正试探电荷在

x=2m处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）.贝1）（）

A.Qi、a均为负电荷

B.Q\、a带电荷量之比为9：1

C.在x=6m处电势为0

D.该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小

4、如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作

用下沿X轴正方向运动，经过4、B、。三点，已知Xc-&=加一XA.

该电子的电势能耳随坐标X变化的关系如图乙所示.则下列说法中正

确的是（）

A.力点电势高于〃点电势

B.4点的电场强度小于〃点的电场强度

C.A,〃两点电势差大小等于反。两点电势差大小

D.电子经过4点的速率小于经过少点的速率

5、（多选）在x轴上有两个点电荷s、⑦，其静电场的电势。在x轴

上分布如图所示.下列说法正确的有（）

A.s和3带有异种电荷

B.用处的电场强度为零

C.负电荷从小移到也，电势能减小

D.负电荷从x移到吊，受到的电场力增大

6、（多选）沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点

电场强度月随x的变化规律如图所示，坐标点。、为、血和所分别与

x轴上久4、B、。四点相对应，相邻两点间距相等.一个带正电的粒

子从。点由静止释放，运动到力点的动能为蜃仅考虑电场力作用，

则（）

A.从。点到。点，电势先升高后降低

B.粒子先做匀加速运动，后做变加速运动

C.粒子在段电势能变化量大于比段的电势能变化量

D.粒子运动到。点时动能小于3瓦

7、如图所示,两个带电荷量分别为2q和p的点电荷固定在x轴上,

相距为2Z0下列图象中，关于两个点电荷连线上场强大小E与x关系

的图象可能的是（）

4-q

o21.X

8、（多选）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电

场力作用下沿x轴正方向运动，经过4、B、C三点，已知女一治=蜀

一北.该电子的电势能瓦随坐标x变化的关系如图乙所示.则下列说法

中正确的是（）

A.4点电势低于〃点电势

B.［点电场强度小于〃点的电场强度

C.A8两点电势差应等于以C两点电势差私

D.电子经过4点的速率小于经过夕点的速率

9、在真空中的x轴上的原点处和x=6a处分别固定一个点电荷M、

欣图中未标出），在x=2a处由静止释放一个正点电荷R假设点电

荷月只在电场力作用下沿x轴方向运动，得到点电荷尸速度大小与其

在x轴上的位置关系如图4所示，则下列说法正确的是（）

A.点电荷KN一定都是负电荷

B.点电荷产的电势能一定是先增大后减小

C.点电荷欣N所带电荷量的绝对值之比为2：1

D.x=4a处的电场强度一定为零

10、图甲所示，45是一条点电荷电场中的电场线，图乙则是放在电

场线上只0两处的试探电荷的电荷量大小与所受静电力大小之间的

函数图线，由此可以判断（）

A.场源电荷是正电荷，位置在4侧

B.场源电荷是正电荷，位置在方侧

C.场源电荷是负电荷，位置在力侧

D.场源电荷是负电荷，位置在〃侧

11、真空中有一半径为的带电金属球壳，若取无穷远处电势为零，

通过其球心的一直线上各点的电势。分布规律可用图中曲线表示，r

表示该直线上某点到球心的距离，力、8分别是该直线上从少两点离

球心的距离.下列说法中正确的是（）

A.该球壳带负电

B.4点的电场强度大于夕点的电场强度

C.若r2—r\=r\—r0,则血一血=四一次

D.将电子沿直线从4点移到夕点，电场力做正功

12、如图所示，带正电的粒子以一定的初速度■。沿两板的中线进

入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为£,

平行板间距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通

过平行金属板的时间为t,则（不计粒子的重力）（）

A.在前轴间内，电场力对粒子做的功为斗

乙A

B.在后J时间内，电场力对粒子做的功为等

Zo

C.在粒子下落前*口后，的过程中，电场力做功之比为1：2

D.在粒子下落前,和后，的过程中，电场力做功之比为1：1

13、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其动能

〃随位移x变化的关系图象如图所示，则下列说法正确的是（）

A.M处电场强度最小，但不为零

B.粒子在。〜耳段做加速运动，为〜泾段做匀减速运动

C.0~荀之间一定有一处电场强度大小与生处相同

D.在久为、泾、为处电势的关系为d>血>血

14、如图所示，M.N为两个等量的带正电的点电荷，在其连线的中垂

线上的P点由静止释放一个点电荷A（负电荷），不计重力，下列说法

正确的是（）

+Q|短

A.点电荷A在从P到。的过程中，加速度越来越大,速度也越来越大

B.点电荷A在从P到。的过程中，加速度越来越小,速度越来越小

C.点电荷A运动到。点时加速度为零,速度达到最大值

D.点电荷A超过。点后，速度越来越小，加速度越来越大,直到速度为

零

15、如图所示，是在一个电场中/、B、a〃四点分别引入试探电荷

时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图像，那么

下列叙述正确的是（）

A.4B、C、〃四点的电场强度大小相等

B.4、B、C、〃四点的电场强度大小关系是用＞回＞瓦＞及

C.4B、C、〃四点的电场强度大小关系是£＞瓦＞瓦＞及

D.无法确定这四个点的电场强度大小关系

16、空间中存在着沿x轴方向的静电场，其电场强度后随x变化

的关系图象如图所示，图象关于坐标原点对称，尔〃是x轴上关于

原点对称的两点，则下列说法正确的是（）

A.电子在4、夕两点的电势能不相等

B.电子在4、夕两点的加速度方向相反

C.电子从/点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线

D.若取无穷远处电势为零，则。点处电势一定为正

17、（多选）如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在水平地面上，

带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上.整个装置处

在水平方向的电场中，电场强度夕随时间变化的图像如图乙所示，环

与杆间的动摩擦因数为0.5,1=0时，环由静止释放，环所受的最大

静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g取10m/s2.则下列说

法正确的是（）

A.环先做加速运动再做匀速运动

B.0〜2s内环的位移大于2.5m

C.2s时环的加速度为5m/s2

D.环的最大动能为20J

二、非选择题

18、电荷量为q=lXl()TC的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面

上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强£与时间方的关系及

小物块速度。与时间方的关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度g

取10m/s2,求：

(1)物块的质量加；

(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；

(3)物块运动2s的过程中，其电势能的改变量.

19、绝缘粗糙的水平面上相距为6£的4、6两处分别固定电荷量不等

的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知4处电荷的电荷量为

十。.图乙是/、〃连线之间的电势。与位置x之间的关系图象，图中

x=£点对应图线的最低点，x=—2£处的纵坐标0=20o,x=2/处

的纵坐标0=26尸00.若在x=—2£处的。点由静止释放一个质量为以、

电荷量为+。的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动(假设此

带电物块不影响原电场分布).

(1)求固定在8处的电荷的电荷量。掰

(2)小物块与水平地面间的动摩擦因数〃为多大，才能使小物块恰好

到达x=2/处；

/Z=12^C2＞小物块运动到何

(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数

处时速度最大?

答案与解析

1、答案：A

解析：电子受力方向由因为电子带负电，受力方向与电场方

向相反，所以电场方向由〃指向4根据沿着电场线方向电势逐渐降

低，知OX",由题图乙可知，电子做匀加速运动，a不变，F—ma

=Eq,所以回=瓦，故选A.

2、答案：A

解析：为和吊处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A正确；内

处的斜率大于用处的斜率，说明为处的电场强度大于次处的电场强

度，故B错误；从苟处到及处，电势逐渐降低，电场力对带正电的

粒子一直做正功，电势能一直减小，故C错误；根据瓦=q0可知，

带正电的粒子在用处的电势能为零，而处的电势小于零，所以正电荷

在在处的电势能小于零，电势能为标量，正负号表示大小，所以同一

个带正电的粒子在〃处的电势能大于在至处的电势能，故D错误.

3、答案：B

解析：由题图，在x=0处场强为正，x=8m处场强为负，可知。、

口均为正电荷，故A错误；根据题意“x=6m处月=0"可知，在x

=6m处，E尸民,即岸=既，解得苴=**,故B正确；由于无穷

远处电势为零，故在x=6m处电势不为0,故C错误；该试探电荷

向x轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减

小后增大，故D错误.

4、答案：D

解析：一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由题图乙知电

子电势能一直减小，则电子从A到B电场力做正功，即W=

UAB'(-e)>0,所以应〈0,4点电势低于8点电势，故A错误；根据

电势能随坐标x变化的关系及=q0x=—则卜瓦=-e卜6x

=—eE,'x,可知或一x图像的斜率绝对值越大，电场强度越强，由

题图乙可知/点的斜率绝对值比夕点的大，4点的电场强度大于4点

的电场强度，故B错误；由题图乙可知，电子通过相同位移时，电势

能的减小量越来越小，根据功能关系&=一△扁"，%=一△丸.,电

场力做功%=%<?=%•(—6)>Wnc=Uscq=Uuc•(—e),故|%|>|诙I，

4、〃两点电势差大小|%|大于〃、。两点电势差大小I私■1，故C错误；

电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，根据动能定理得%

乙

—；勿小》0,可知电子经过/点的速率小于经过方点的速率，故D正确.

乙

5、答案:AC

解析：由题图可知，两点电荷s和0带有异种电荷，A正确；在6x

图像中，图像切线的斜率大小表示电场强度大小，则为处的电场强度

不为零，B错误；从小到用电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力

逐渐减小，D错误；由耳=0q可知，负电荷在电势高处的电势能小,

则负电荷从小移到吊，电势能减小，c正确.

6、答案:CD

解析：由。点到。点，沿电场线方向，电势逐渐降低，则A项错误；

带正电的粒子所受电场力与速度方向一致，所以粒子一直做加速直线

运动，在0〜小段电场强度逐渐变大，带电粒子所受电场力逐渐变大，

做加速度增大的变加速直线运动，B项错误；片一x图象中图线与横轴

围成的图形“面积”代表电势差,4?段的电势差大于宛段的电势差，

故电场力做功外＞限,由电场力做功与电势能变化的关系得，粒子

在48段电势能变化量大于回段的电势能变化量，C项正确；由£一x

图象中图线与横轴围成的图形“面积”代表电势差，UAC

V；及X2%,得由动能定理△及，得q%=及-0,qUAC

=%•一〃,知粒子运动到。点时动能小于3区，D项正确.

7、答案：C

解析：由异种点电荷的电场强度的特点可知,若两点电荷电荷量相等，

在两点电荷连线中点处场强最小，本题因负点电荷电荷量较小，故在

两点电荷连线中点偏P一侧某处电场强度最小，但不是零,故选项C

正确。

8、答案:AD

解析：沿X轴正方向，电势能逐渐减小，说明电场力做正功，电场强

△

度的方向沿x轴负方向，所以A正确；Ee=”所以4点的电场强

度大于夕点的电场强度，B错误；由于4、方间的电场强度大于氏C

间的电场强度，由〃=股可知，从〃两点电势差应大于反。两点电

势差％0C错误；由/到〃电场力做正功，动能增大，电子经过4点

的速率小于经过夕点的速率，D正确.

9.答案:D

解析：根据题图可知，点电荷的速度先增大后减小，说明电场力对点

电荷尸先做正功，后做负功，则KN一定都是正电荷，且点电荷尸

的电势能一定是先减小后增大，所以选项A、B错误；由于在x=4a

处速度最大，说明点电荷M、/V在此处产生的合场强为0,则有一

a

kQ\

=;29所以Qy：Q、=4：1,选项C错误,D正确.

a

10.答案：A

F

解析由£=-知E>E,即力点更靠近点电荷，结合电场线方向，

QPQ

可知场源电荷是正电荷，位置在力侧.

11.答案：B

解析：根据题图可知，从球壳向外电势降低，由于电场线从正电荷出

发终止于负电荷，沿着电场线方向电势逐渐降低，故该球壳带正电，

故A错误；根据场强公式4%口，图象斜率大小表示场强大小，则力

点的电场强度大于〃点的电场强度，故B正确；因为图象斜率大小表

示场强大小，从球壳到A再到B,电场强度逐渐减小，若r2n

-r0,贝IJ为一勿＜0。一次，故C错误；电子沿直线从4点移到夕点

的过程中，电场力方向由〃指向小所以电场力做负功，故D错误.]

12.答案:BD

解析粒子在电场中做类平抛运动的加速度为a=为=?,Z时

mdm

间内竖直方向上的位移前£时间内竖直方向上的位移yi

乙乙乙

\/dt3

=3七~=d，后万时间内竖直方向上的位移为=y一由公式—

Z4oZo

以可知前9、后看前・后%场力做的功分别为明=，，仁浙,

/N44oo

%叫="q〃，选项B、D正确，A、C错误.

13.答案：C

解析：由题图可知动能逐渐增大，说明电场力做正功，电场强度的方

向沿一X方向，图线斜率表示电场力，所以沿+x方向，电场强度大

小先增大后减小，A、B错误；由于场强的最小值在x=0处，最大值

在刘处，所以0~的之间一定有一处电场强度大小与泾处相同，C正

确；由于电场强度的方向沿一x方向，所以在0、乂、应、*3处电势关

系为00V01V02V03,D错误.

14.答案：C

解析：A.点电荷在从分到。的过程中，所受的电场力方向竖直向下，

做加速运动，所以速度越来越大，因为从。向上到无穷远，电场强度

先增大后减小，〃到。的过程中，电场强度大小变化不能确定，所以

电场力无法确定，加速度不能确定。故4错误，方错误。C.点电荷运

动到。点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动,

所以。点的速度达到最大值。故。正确。D.根据电场线的对称性可知,

越过。点后，负电荷。做减速运动，加速度的变化情况无法判断。故

〃错误。故选：C.

15、答案：B

解析：题图中给出了从B、C、〃四个位置上试探电荷所受静电

力大小与其电荷量的变化关系，由电场强度的定义式£=’可知，F

q

°图像的斜率代表电场强度.斜率大的电场强度大，斜率小的电场强

度小.故选项B正确，选项A、C、D错误.

16、答案：BD

解析：电子从/移动到反电场力先做负功后做正功，总功为零,

故尔夕两点的电势能相等，选项A错误；电子在48两点受到的电

场力方向相反，大小相等，故加速度方向相反，大小相等，选项B正

确；由于电场力方向与x轴平行，速度方向与合力方向始终共线，故

一定做直线运动，选项C错误；电势高低与场强大小无关，场强为零,

电势不一定为零，本题中，将一个正的试探电荷从。点移动到无穷远

处，电场力做正功，说明电势是降低的，若取无穷远处电势为零，则

。点处电势一定为正，选项D正确.

17、答案：CD

解析：在方=0时刻环与杆间的最大静摩擦力为〃酒=

0.5X0.01X300N=1.5N>^=1N,则开始时环静止；随着场强的

减小，电场力减小，则当最大静摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，

此时满足RqE、=mg,即£=200N/C,即t=\s时刻环开始运动，

且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时一，

加速度最大；当场强反向增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当

=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为方=5

s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；环在t=ls

时刻开始运动，在f=2s时瓦=100N/C,此时由牛顿第二定律有:

mg—uqEi=ma,解得a—5m/s2,若环以5m/s?的加速度匀加速下滑

1s时，位移为x=-X5XI2m=2.5m.而在t=\s至！Jt=2s的时

间内加速度最大值为5m