电场中的功能关系及图像问题（练习）-2025年高考物理一轮复习（新教材新高考）

第35讲电场中的功能关系及图像问题

.........目录..........

01模拟基础练

【题型一】电场中的功与能

【题型二】电场中的图像

02重难创新练

【题型一】电场中的功与能

1.如图所示，一带电粒子，质量为机，电荷量为外一初速度vo从A点竖直向上进入方向水平的匀强电场,

粒子到达8点时速度沿电场线方向的分量为如.。不计重力的作用，则A、8两点的电势差UAB为()

---------B------>

—m«--------------------►

A遗B2而c3加.□近

qq2q2q

2.如图所示，在竖直平面内有一个带正电的小球，质量为根=0.5kg,所带的电荷量为4=5xl()Yc,用一

根不可伸长的绝缘轻细线系在匀强电场中的。点，匀强电场方向水平向右，场强为104N/C。现将带正电小

球从。点右方由水平位置A点(细线绷直)无初速度释放,取重力加速度g=10m/s2„以下说法错误的是()

6B।

A.小球运动到B点时速度刚好为零

B.从A到2的过程中小球减少的重力势能大于电势能的增加量

C.若将小球从C点由静止释放，其最终一定能通过A点并继续运动一段距离

D.若将小球从C点由静止释放，运动过程中机械能和电势能的和不守恒

3.如图，圆心为。的圆处于足够大的匀强电场中，电场方向与圆平面平行，漏和cd为该圆直径。在a点

有一粒子源，在平行于圆周面内沿各个方向发射初动能为舔，电荷量为4（4＞。）的粒子。在对比经过圆

周上各点的粒子后，发现从1点离开时粒子的动能最大，而从b点离开时粒子的动能为3纥，不计粒子重力，

则下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与ad平行

B.粒子在a点时电势能高于在c点时电势能

C.从c点离开时粒子的动能为0.5Ek

D.ad间的电势差为

4.由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、6、c三个质量均

为山，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系

统的电势能为综。现剪断a、C两小球间的轻绳，一段时间后C球的速度大小为V,方向如图乙所示。关于

这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（）

Ob9b

甲乙

A.动量不守恒B.机械能守恒

3

C.c球受到的电场力冲量大小为“zvD.图乙时刻系统的电势能为《-耳他声

5.如图所示，在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属

块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J.下列说法中正确的是（）

A.金属块带负电荷

B.金属块克服电场力做功8J

C.金属块的电势能减少4J

D.金属块的机械能减少12J

【题型二】电场中的图像

6.空间某一静电场的电势夕在x轴上的分布如图所示，尤轴上两点8、C的电场强度在x轴方向上的分量分

别是£&、Ecx,下列说法中不正确的有（）

A.EBX的大小大于Ecx的大小

B.E&的方向沿无轴正方向

C.电荷在。点受到的电场力在x轴方向上的分量最小

D.负电荷沿x轴从8移到C的过程中，电场力先做正功后做负功

7.在静电场中，从原点。由静止释放一带负电的微粒，它沿着无轴正方向运动，依次经过X轴上的尤/、X2、

尤3、X4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能或随位置坐标X的变化关系如图所示。下列说法正

确的是（）

A.尤2和X4两点处的电场强度相同

B.由x/运动到乙的过程中，微粒的加速度先增大后减小

C.由X/运动到乙的过程中，微粒的动能先增大后减小

D.从X/到X2过程中电场力对微粒做的功小于从整到匕过程中电场力对微粒做的功

8.如图，将两个试探电荷。、人分别放在点电荷-。右侧，三个电荷同处于同一水平直线，试探电荷。带电

量为P,试探电荷6带电量为+4。取无穷远处电势为0,电场力向右为正。下列是图像能正确表示两个试

探电荷的所受到的库仑力产和具有的电势能与的是（）

9.如图甲所示，在真空中有两个等量同种电荷固定在光滑绝缘水平地面上，其连线的中垂线上有A、B,C

三点，比荷包=2C/kg的点电荷从该水平面内的C点由静止释放，7s时经过B点，12s时经过A点，v-f图

m

像如图乙所示，其中B点处为整条v-f图像切线斜率最大的位置（图中已标出该切线）。则下列说法正确的

是（）

A.8点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=lV/m

B.由C点到A点的过程中点电荷的电势能先减小后变大

C.由C点到A点的过程中，电势逐渐升高

D.两点的电势差UAB=5V

10.一带负电粒子在仅受电场力作用下，从尤=0的位置沿X轴正方向运动，电场力做功唯随位移X变化关系

如图所示，其中4为0-%距离的中点，0尤2段的图像是曲线，/三段的图像是直线，在0£过程中下

列说法正确的是（）

A.4处的场强一定不为零

B.粒子在4处电势能最小

C.粒子从％处运动到与处过程中，电势能不变

D.4、%、%处的电势。1、夕2、化的关系为/＜仍＜03

11.一带负电的粒子只在电场力作用下沿无轴正向运动，其电势能马随位移尤变化的关系如图所示，其中

0~々段是关于直线x=X]对称的曲线，3段是直线，其中=x「X[,则下列说法正确的是（）

A.。~玉段的电场强度逐渐增大

B.X/、X2、X3处电势0/、夕2、03的关系为91＞。2＞夕3

C.粒子在西~尤2段做匀变速运动，％~W段做匀速直线运动

D.尤/与X2两点间的电势差U“等于X2与尤3两点间的电势差U当

12.两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有AB,C三点（均在同一水平面内），如图

甲所示，将一可视为质点的带电小物块从C点由静止释放并开始计时，其沿CBA运动的VT图象如图乙所

示，其中8点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），则下列说法正确的是（）

•A

A.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大

B.由C点到A点电势逐渐升高

C.C、2两点间的电势差小于2、A间电势差

D.物体带负电，且在B点所受电场力比在A点大

㈤2

1.如图所示,粗糙水平面所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为£一质量为m,带电荷量为一4①>0）

的物块自。点以初动能Ew向右运动。已知物块与地面间的动摩擦因数为M,重力加速度为g,且4石>〃，咫，

设。点的电势为零，规定水平向右为正方向，则物块的动能稣、电势能心与物块运动的位移无关系图像可

能正确的是（）

---------------------------»E

2.如图甲所示，圆形区域480处在平行于纸面的匀强电场中，圆心为。，半径为R=0.1m。P为圆弧上

的一个点，尸。连线逆时针转动，6为P。连线从AO位置开始旋转的角度，P点电势随。变化如图乙所示。

下列说法正确的是（）

5W

/V

£5

4

,

<83

C12

甲乙

A.匀强电场的场强大小为20V/m

B.匀强电场的场强方向垂直AC连线向上

C.一电子从A点沿圆弧运动到C点，电势能增加2eV

D.一电子从B点沿圆弧逆时针运动到。点，电场力先做负功后做正功

3.一带正电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为无轴，起始点。为坐标

原点，其电势能心与位移尤的关系如图所示，电场的电势用e表示，电场强度用E表示，粒子的动能用Ek表

示，则四个选项中合理的是（）

4.空间存在沿x轴方向的电场，从。点沿无轴正方向释放一质量为加、电荷量为g的带正电粒子，粒子只

在电场力作用下刚好运动到Z处，粒子在运动过程中电势能随位置变化的关系如图所示，下列说法正确的

A.由图可知，粒子在了/处受到的电场力最大

B.电场中X2点的电势低于用点

C.粒子释放时的动能为

D.粒子经过X2处的动能为14一42

5.空间存在沿x轴方向的电场，其电势。随坐标龙的变化如图所示（取无穷远处电势为零）。一比荷绝对值

为左的带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，某时刻以速度3风经过A点，下列说法正确的是

A.坐标原点。处电场强度为零

B.此后粒子运动的最大速度为71阳

C.此后粒子运动的最小速度为"I加

D.此后粒子将做往复运动

6.在x轴上的A、8两点分别固定两个点电荷，如图是x轴上各点电场强度E随位置x变化的关系图像，图

中图线关于。点中心对称，x轴上C、。两点关于。点对称。规定无轴正方向为电场强度正方向，下列说法

A.A、8两点固定的是等量异种电荷

B.从A点到B点，电势逐渐降低

C.电势差

D.一正电荷从C点自由释放，仅在电场力作用下运动到。点过程中其动能先增大后减小

7.某电透镜轴线上的电场强度E随位置x变化的关系如图所示，场强方向沿尤轴正方向，a、6、c为该电

透镜轴线上的三点。下列说法正确的是（）

B.a、b、c三点中，。点电势最低

C.电子从b点运动到c点过程中，电场力做功为零

D.电子仅在电场力作用下由静止开始从c点运动到。点，一直做加速运动

8.一带正电的物体仅在电场力作用下沿x正方向运动，物体的动能随位移的变化规律如图所示，已知物体

所带的电荷量为4,坐标原点为电势零点.则下列说法正确的是（）

A.02x0区域电场方向向右

B.。~苫0与不~2苫0区域电场强度大小之比为1：4

C.%处的电势为"

q

D.0与2%处的电势差为一"

q

9.如图1所示，一质量为〃人电荷量为4的正电荷从。点由静止释放，仅在电场力的作用下沿直线"C运

3

动，其v-r图像如图2所不。已知正电荷在6点处速率为^丫，斜率最大，最大值为左，在c点处的速率为v,

斜率为0,则下列说法正确的是（）

A.该正电荷在从。到c的运动过程中，电势能先减小后增大

kui

B.点的电场强度大小为——，方向由Z?指向。

q

c."之间的电势差4/=等

25g

D.从a到c电势逐渐升高，c点的电势最大

10.如图所示，在*轴上放有两个电荷量分别为名和%的点电荷，其中/位于x轴的坐标原点，电荷%的右

侧各点电势。随X变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，段

中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（）

A.两点电荷的电荷量＜q2

B.A点的电场强度强度方向向右

C.从B点到。点的电场强度先增大后减小

D.将一带负电的试探电荷从C点移到。点，电场力做正功

11.两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、8、C三点，如图甲所示，一个电

荷量为2xl0-3c、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的VT图像如图乙所示,

其中8点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（)

A.由C点到A点电势逐渐升高

B.由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大

C.8点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小E=100N/C

D.A、B两点间的电势差UAB=500V

12.如图所示，在倾角为。的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为机、带电量q（q>0）的物体。

加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图

所示，其中为直线，AB为曲线，8c为平行于横轴的直线，重力加速度为g,不计空气阻力，则下列说

法错误的是（）

B.西-尤2过程中，物体电势降低了"二"

q

c.玉-马过程中，物体加速度一直减小

D.%X3过程中，电场强度为零

13.某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲中虚线所示，一个质量为机、电荷

量为q的带正电小球；在电场中从。点由静止开始沿电场线竖直向下运动，以。为坐标原点，取竖直向下为

尤轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，不计空气阻力、则（）

A.电场强度方向沿尤轴正方向

B.从。到x/的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越小

C.从。到尤/的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功相等

D.到达尤/位置时，小球速度的大小为2（耳-E。+mgxj

Vm

3

14'如图所示,一质量为根的带电小球在方向竖直向下的匀强电场中由静止释放,小球以加速度〃=竖

直向下做匀加速度直线运动，不计空气阻力。在小球向下运动距离/7的过程中（）

E

33

A.小球的重力势能减少了-mghB.小球的动能减少了-mgh

44

小球的机械能增加了

C.J”*/;D.小球的电势能增加了

44

15.在电场强度大小为E的匀强电场中,一质量为相、带电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做

匀减速直线运动，其加速度大小为经底，物体运动s距离时速度变为零，则下列说法错误的是（）

m

A.物体克服电场力做功gEs

B.物体的电势能减少了0.8qEs

C.物体的电势能增加了qEs

D.物体的动能减少了0.8g&

16.如图所示，A、B为水平放置的平行金属板，两板相距为d,带有等量异种电荷且电荷量始终保持不变，

两板中央各有一小孔M和N。今有一带正电的液滴，自A板上方相距为//的P点自由下落（尸、M、N在

同一竖直线上），空气阻力忽略不计，液滴到达N孔时速度恰好为0。下列说法中正确的是（）

MA

N

A.A板带正电

B.液滴克服电场力做功等于从P点到N点过程粒子电势能的减少量

C.若只将B板上移一小段距离，液滴将不能运动到B板

D.若只将A板上移一小段距离，液滴自尸点自由下落不能运动到B板

17.质量为机的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在f秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电

场，再经过f秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地，则（）

A.整个过程中小球电势能减少了15咫2f2

B.整个过程中机械能的增量为机g2卢

C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了mg2t2

D.从A点到最低点小球重力势能减少了|因年

18.如图所示，在绝缘水平面上固定一正点电荷。，绝缘轻弹簧一端固定在水平面上，另一端连接一带电

量为一分质量为根的滑块（可看做点电荷），滑块从A点以初速度为沿水平面向。运动，到达B点时速度

为零。已知40=80=无，滑块在。点时，弹簧处于自然长度，滑块与水平面间的摩擦力大小为人以下判

断正确的是（）

%

Q――-I

（?）.WWW

,///////////////////////^,//////////////////////////////

BOA

A.滑块与弹簧系统在从A到B点过程中机械能守恒

B.滑块一定不能从8点回到A点

C.滑块能从8点回到A点，回到A点时动能为J〃片-4笈

D.产生的电场中A、。两点间的电压。=4力;"鹏

19.如图所示，一质量为加、电荷量为q（q＞。）的粒子在匀强电场中运动，A、8为其运动轨迹上的两点。

已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60。；它运动到B点时速度方向与电场方向的

20.如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场的方向与x轴负方向成60。角。

A是电场中的一点，。、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为机、电荷量为4的带电小球从A点沿平

行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的3点，到达B点时小球的动能与在A点射出时相同。已

知A、2两点距离坐标原点。的距离相等，重力加速度大小为g。则带电小球从A点运动到B点增加的电势

C.^mg2t2D.^mg2r

21.如图