专题26电场中的图像模型（优练）

专题26电场中的图像模型一．选择题（共20小题）1．（2023春•常州期末）一带负电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，其中，则下列说法正确的是A．段的电场强度逐渐增大 B．、、处电势、、的关系为 C．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 D．与两点间的电势差等于与两点间的电势差2．（2023春•锡山区校级期末）在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法正确的是A．两个点电荷是异种电荷 B．点电荷的电荷量大于 C．处的位置电场强度为零 D．将一正的试探电荷从处移到，电场力先做正功后做负功3．（2023•沙坪坝区校级模拟）空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取点为坐标原点建立轴，如图甲所示。现有一个质量为、电量为的带电微粒，在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为、半径为。已知图中圆为其轨迹，为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势随时间的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是A．电场强度的大小为，方向与轴正方向成 B．点与点的电势差 C．微粒在时所受变力可能达最大值 D．圆周运动的过程中变力的最大值为4．（2023•厦门模拟）两点电荷、分别固定在和坐标原点处，所形成电场的电势在轴上的分布如图所示，图线与轴交于处，处电势最低，取无穷远处电势为0，一正电荷自处由静止释放，则A．处的电场强度为0 B．电荷、所带电量大小之比为 C．正电荷运动的过程中，加速度先增大后减小 D．正电荷运动的过程中，电势能先增大后减小5．（2023•苏州三模）为测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学以纸面内一点为原点建立轴，为轴上一点（未画出），以为圆心、为半径画圆，从点起沿圆周顺时针测量圆上各点的电势和转过的角度并绘制图像，当距离分别为、、时对应图像①、②、③，在时它们的电势均达到最大值，其值分别为、、，、为三条曲线的交点，则A．点的电势为0 B．场强的大小为 C．场强方向与轴正方向的夹角为 D．和对应电场中的点不在同一等势面上6．（2023•合肥二模）真空中存在着方向平行轴的电场，轴上各点的电势随位置变化的关系如图所示。一带正电粒子从处由静止释放，已知粒子的比荷为，不计重力。则下列说法正确的是A．该电场为匀强电场 B．粒子在，区间内做简谐运动 C．粒子运动过程中的最大速率为 D．粒子沿轴正方向运动过程中，电势能先变大后变小7．（2023•上海）空间中有一电场，电势分布如图所示，现放入一个负点电荷，随后向右移动此电荷，下列电荷电势能随位置变化的图像正确的是A． B． C． D．8．（2023•鞍山一模）如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量负点电荷和，点为连线的中点，、为连线上关于点对称的两个点，且．一带正电的可视为点电荷的小球以初速度．从点运动到点．设点的电势，取点为坐标原点，向右为轴的正方向，在下列中关于小球的电势能、小球的动能、电势、电场强度与小球运动的位移变化的图象，可能正确的是A． B． C． D．9．（2023•闵行区二模）如图，等量正点电荷连线的中垂线上，放置两检验电荷、。取无穷远处为零势能点，以下描述、电荷的电势能与其所带电量的关系，可能正确的是A． B． C． D．10．（2023•奉贤区二模）某空间区域的水平面内存在电场。以点为坐标原点，取向右为轴正方向，一个带电粒子仅在电场力作用下从点沿轴正方向运动。粒子的动能与位移的关系如图乙所示，不计空气阻力，则在此过程中A．电势先降低后增大 B．电场强度大小先减小后增大 C．粒子电势能先减小后增大 D．粒子加速度方向先向右后向左11．（2023•常德模拟）如图甲，、为光滑水平面上相距的两点，、连线上存在与连线平行的电场，其上各点的电势随距点的距离变化的关系如图乙所示，图中斜虚线为图线在点的切线，切线与轴交于处。现将一质量、电荷量的小物块从点静止释放，下列说法正确的是A．该电场线的方向为由指向 B．小物块在点的电势能比点的电势能大 C．小物块运动到点时，加速度大小为 D．小物块运动到点时，速度大小为12．（2023•屯昌县二模）两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随坐标变化的关系图像如图所示，其中点电势最高，且，则A．和都是负电荷 B．的电荷量大于的电荷量 C．在、之间将一负点电荷沿轴从点左侧移到右侧，电势能先增大后减小 D．一点电荷只在电场力作用下沿轴从点运动到点，加速度逐渐变小13．（2023•海淀区一模）一电子只在静电力作用下沿方向运动，其所在位置处的电势随位置变化的图线如图中抛物线所示，下列说法正确的是A．与，处的电场方向相同 B．从运动到，电场力对电子做正功 C．电子在处的速率小于在处的速率 D．电子从运动到，加速度逐渐减小14．（2022秋•让胡路区校级期末）在轴上有两点电荷和，如图所示为轴上各点电势随变化的关系，则以下说法正确的是A．与为等量异种电荷 B．点电场强度与点的电场强度方向相反 C．将一负点电荷从点移动至点，电场力先减小后增大 D．将一负点电荷从点移动至点，电场力先做负功后做正功15．（2023•铜仁市模拟）如图所示为某静电场中轴上各点电势的分布图，电场方向平行于轴，一质量为、带电量为的粒子（不计重力），从点静止释放，仅在电场力的作用下沿轴正方向运动。下列说法不正确的是A．粒子在点和间做往复运动 B．粒子从运动到的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动 C．粒子在处具有最大速度为 D．粒子从到的运动过程中，电势能先增大后减小16．（2023•日照一模）如图所示，点为两等量异种点电荷连线的中点，一带正电的粒子（不计重力）从连线上的点由静止释放。在电场力作用下运动到点。取点为坐标原点，沿直线向右为轴正方向。在粒子从点运动到点的过程中，下列关于粒子运动的速度和加速度随时间的变化，运动径迹上电势和粒子的电势能随位移的变化图线可能正确的是A． B． C． D．17．（2023•射洪市校级模拟）一带负电粒子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移的变化关系如图所示，则粒子在从向运动的过程中，下列说法中正确的是A．在处粒子速度最大 B．在处粒子加速度最大 C．在处电势最高 D．在处电势为零18．（2022秋•陕西期末）一带电粒子仅在电场力作用下沿轴正方向运动时，其动能随位移变化的关系图像如图所示，其中段为曲线，段为直线，图像在处的切线与轴平行，则下列说法正确的是A．各点的电场强度均不为零 B．段电场强度不断增大 C．粒子在段做匀加速直线运动 D．若段曲线关于直线对称，则原点的电势高于处的电势19．（2022秋•崇明区期末）空间某一静电场的电势在轴上的分布如图所示。在轴上、两点的电场强度在轴上的分量分别为、，则A．、 B．、 C．、 D．、20．（2023秋•永春县校级月考）一带负电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化关系如图所示，其中段是关于直线对称的直线，段是曲线，则下列说法正确的是A．处电场强度最小 B．在、、、处电势、、、的关系为 C．段带电粒子做匀变速直线运动 D．段电场强度方向不变，大小变化，段的电场强度大小、方向均不变二．多选题（共5小题）21．（2023•高新区模拟）如图所示，水平地面上有沿轴正方向的电场，其沿轴的电势与坐标的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点的切线。现有一质量为、电荷量为的滑块（可视作质点），从处由静止释放，其与水平地面间的动摩擦因数为0.02，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。则下列说法正确的是A．沿轴正方向，电场强度逐渐增大 B．滑块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，最终静止 C．滑块运动的最大速度约为 D．滑块最终停在到之间某位置22．（2023秋•江北区校级月考）某静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的曲线。一质量为、带电荷量为的粒子（不计重力），以初速度从点进入电场，沿轴正方向运动。下列叙述正确的是A．粒子从向右运动到运动的过程中做匀减速运动 B．从运动到的过程中，电势能先增大后减小 C．若，则粒子运动到处时速度最大，其大小为 D．若，粒子运动到时速度大小为23．（2023春•湖南期末）空间某一静电场方向平行于轴，电势随变化情况如图所示，一质量为、电荷量为的带负电粒子从点由静止释放，仅在电场力作用下沿轴做往复运动，下列说法正确的是A．轴正、负半轴分布着的电场方向相同 B．在区域内电场强度大小为 C．粒子运动的周期为 D．该粒子经过时的速度大小为24．（2023秋•庐阳区校级月考）空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示，规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一钠离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处，在此过程中A．钠离子的电势能一直增大 B．钠离子的加速度先增大后减小 C．钠离子在处的速率大于在处的速率 D．和两点间的电势差小于和两点间的电势差25．（2023•武汉模拟）如图甲所示，一均匀带电圆环放置在水平面内，取圆环中心为原点，以垂直于环面的轴线为轴，一带电小球从轴上处由静止释放，小球运动过程中的动能与位置的变化关系如图乙所示，图线上与处的切线与轴平行，小球在、处的动能分别为、，不计空气阻力，下列说法正确的是A．处与处场强相同 B．小球从运动到，电势能增加 C．小球从运动到，加速度先增大后减小 D．小球从运动到点，电势能与重力势能之和先减小后增大参参考答案一．选择题（共20小题）1．【答案】【解答】解：、根据电势能与电势的关系：，场强与电势的关系：，得：，由数学知识可知图象切线的斜率等于，段的斜率逐渐减小，则电场强度逐渐减小，故正确。、根据电势能与电势的关系：，粒子带负电，，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：，故正确；、由图看出，在段图象切线的斜率不断减小，场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动。段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动。段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故错误；、与两点间距与与两点间距相等，但是线的斜率不一样，故而电场强度不一样，由，可知与两点间的电势差等于与两点间的电势差不相同，故错误。故选：。2．【答案】【解答】解：因为两个电荷周围的电势均为正值，所以两个电荷都带正电荷，故在处场强为零，即，则有：，所以，所以点电荷的电荷量小于，故错误；、图象的斜率代表场强，由图可知，处场强不为零，故错误；将一正的试探电荷从处移到，电势能先减小，后增大，电场力先做正功后做负功，故正确。故选：。3．【答案】【解答】解：、根据图像可知，经过时间带电微粒处于电势最高处，之后电势降低，一直到时刻最低，说明电场方向从时刻所处位置指向时刻所处位置，如下图所示：从图示看出，时刻所处位置和时刻所处位置两点的电势差，则电场强度的大小；还可以从图像看出从时刻到时刻带电微粒运动了半个周期，所以运动周期，设带电微粒在电场中时间内绕圆心运动的角度为，则，解得：，则电场强度的方向与轴正方向夹角为，故错误；、由图示可知，两点的电势差为负值，故错误；、由于带电微粒在匀强电场中做匀速圆周运动，向心力大小不变，时刻电场力指向圆心，外力，则变力不可能达最大值，故错误；、时刻电势最低，则如图所示，电场力背离圆心，根据合力提供向心力得：，将、代入解得：，根据圆周运动知识可知时刻所处位置等效于重力场中最低点，的值最大，故正确。故选：。4．【答案】【解答】解：．图像，斜率表示电场强度，在处的图像斜率不为零，则电场强度也不为零，故错误；．处图像斜率为零，则满足所以电荷、所带电量大小之比为故正确；．一正电荷自处由静止释放，根据电势变化情况可知，自处右侧场强方向先沿轴正方向后沿轴负方向，场强先减小为零后反向增大再减小，根据牛顿第二定律，有可知正电荷运动的过程中，加速度先减小为零后反向增大再减小，故错误；．一正电荷自处由静止释放，正电荷会向电势低的方向运动，则电荷会沿着轴正方向运动，因此正电荷的电势能先减小后增大，故错误。故选：。5．【答案】【解答】解：、根据题意画出电场线以及等势面如下图所示，从轴转过达到最大电势，此时图像的斜率为0，说明匀强电场的电场线平行于此时的，设点的电势为，根据某一直线上相等距离电势降落相等得：，解得点的电势，故错误；、根据电势差与电场强度的关系：，故正确；、根据选项图示以及沿着电场线方向电势降低，场强方向与轴正方向的夹角为，故错误；、根据图像以及图示可知，在基础上再旋转和，上的点处于同一个等势面上，故错误。故选：。6．【答案】【解答】解：、坐标原点左、右两侧的电场强度分别为，，可知左、右两侧的电场强度大小不同，因此该电场不是匀强电场，故错误；、带正电的粒子从静止释放后，在原点左侧做匀加速直线运动，进入原点右侧后做匀减速直线运动，所以粒子做的不是简谐运动，故错误；、原点处的电势最低，则粒子在该点的电势能最小，动能最大，从处到原点处的过程中，由动能定理可得：，其中，，解得最大速度：，故正确；、带正电粒子沿轴正方向运动过程中，所在位置的电势先变小后变大，由知粒子的电势能先变小后变大，故错误。故选：。7．【答案】【解答】解：由图像可知，电荷向右移动，电势逐渐降低，根据电势能公式，知负电荷的电势能逐渐增大，且电势能为负值，故错误，正确。故选：。8．【答案】【解答】解：、，从到，电场线方向先向左后向右，则电势先升高后降低，则正电荷的电势能先增大后减小，该电荷在、两点处的电势能相同。故错误。、由上正电荷的电势能先增大后减小，在、两点处的电势能相同，由能量守恒定律得知，动能先减小后增大，在、两点处的动能相同，故正确。、设，点电荷和的电量大小为，则当位移为时，场强为，由数学知识得知与是非线性关系，图象是曲线。故错误。故选：。9．【答案】【解答】解：依题意，取无穷远处为零势能点，则有，根据可知，当时，有，故错误，正确。故选：。10．【答案】【解答】解：、由图可知动能先减小，后增大，根据能量守恒定律可知电势能先增大后减小，由于粒子电性未知，无法判断电势高低，故错误；、根据动能定理可知，可知图像斜率代表电场力，根据可知电场强度先减小，后增大，故正确；、因粒子仅在电场力作用下从点沿轴正方向做直线运动，粒子先做减速运动后做加速运动，故加速度方向先向左后向右，故错误；故选：。11．【答案】【解答】解：、由到电势逐渐减小，沿电场线电势逐渐降低，所以电场线的方向为由指向，故错误；、点的电势低于点电势，小物块带正电，所以小物块在点的电势能比点的电势能小，故错误；、图象斜率代表电场强度，则点电场，根据牛顿第二定律有：解得：故正确；、从到根据动能定理有：解得：故错误；故选：。12．【答案】【解答】解：、由图可知，越靠近两点电荷，电势越低，则两点电荷均为负电荷，故正确；、图像切线的斜率表示电场强度，由图像得，点场强为零，则两电荷在处产生的场强大小相等，方向相反，即，则的电荷量小于的电荷量，故错误；、由图可知，在、之间沿轴从点左侧到右侧，电势先增加后减小，根据可知负点电荷的电势能先减小后增大，故错误；、图像的斜率表示电场强度，由图像得，沿轴从点运动到点场强逐渐增大。由可知，电荷只在电场力作用下沿轴从点运动到点，加速度逐渐增大，故错误。故选：。13．【答案】【解答】解：．沿着电场线方向电势逐渐降低，根据图像可知，的电场方向沿轴正方向，处的电场方向沿轴负方向，故错误；．从运动到，电势降低，电子电势能增大，故电场力对电子做负功，故错误；．电子运动过程中仅电场力做功，故电子电势能与动能的总和不变，电子在处的电势能大于在处的电势能，故电子在处的速率小于在处的速率，故正确；．由图像的斜率变化可知，电子从运动到，加速度逐渐增大，故错误。故选：。14．【答案】【解答】解：、由于图像没有中心对称性，因此与不是等量异种电荷，故错误；、从点到点电势逐渐降低，根据顺着电场线方向电势降低，可知点电场强度与点的电场强度方向相同，均沿轴正方向，故错误；、根据图像的斜率等于电场强度，知将一负点电荷从点移动至点，电场强度先减小后增大，由知电场力先减小后增大，故正确；、从点到点电势逐渐降低，由知将一负点电荷从点移动至点，电势能一直增大，则电场力一直做负功，故错误。故选：。15．【答案】【解答】解：、从到电势升高，场强沿方向，电场力沿轴正向，斜率在减小，说明电场在减弱，所以粒子做加速度减小的变加速直线运动，同理可知从到，粒子做加速度增大的减速运动，根据对称性可知粒子在点和间做往复运动，故正确。、粒子在处电势能最小，动能最大，由能量守恒，解得，故正确。、从到电势升高，电势能减小，从以后的运动过程中，电势降低，粒子的电势能增加，所以粒子从到的运动过程中，电势能先减小后增大，故错误。本题选择错误选项；故选：。16．【答案】【解答】解：、根据等量异种电荷的电场线分布情况可知，在到的运动过程中，电场强度先变小后变大，由知粒子受到的电场力先变小后变大，则加速度先变小后变大，因此图象切线的斜率先变小后变大，故错误，正确；、沿着电场线方向电势降低，图象的斜率表示电场强度，电场强度先减小后增大，所以图象的斜率先减小后增大，故错误；、根据，得，先减小后增大，所以图象切线的斜率先减小后增大，故错误。故选：。17．【答案】【解答】解：、带负电粒子只在电场力作用下运动，根据能量守恒可知动能与势能之和是恒定的。所以粒子在从向运动的过程中，在处的电势能最小，所以动能最大，即速度最大，故错误。、根据电场力做功与电势能的关系：△解得：即图像中的斜率表示电场力大小，在处图像的斜率为零，所以粒子加速度为零，故错误。、根据可知，负电荷在电势低的地方电势能大，在电势高的地方电势能小，由图像知，在处的电势能最小，所以在处电势最高，故正确。、根据公式可知，在处电势不为零，故错误。故选：。18．【答案】【解答】解：、对于极短位移△内，由动能定理可得：△△，得：，可见对于同一个电荷的图象的斜率大小反映场强的大小，故处电场强度为零，段场强不断增大、段场强不变，是匀强电场，故错误；、段为匀强电场，粒子动能增大、所以粒子做匀加速直线运动，故正确；、若段曲线关于直线对称，可知粒子在点和点两点动能的相等，由功能关系可得两点电势能相等，故电势相等，故错误。故选：。19．【答案】【解答】解：沿着电场线电势逐渐降低，可知点左侧方向沿轴负方向，点右侧方向沿轴正方向，因此有，，故错误，正确。故选：。20．【答案】【解答】解：、根据电势能与电势的关系：，场强与电势的关系：，得：，由数学知识可知图象切线的斜率等于，处切线斜率最小，故错误；、根据电势能与电势的关系：，粒子带负电，，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：．故正确；、由图看出在段图象切线的斜率和段图象切线的斜率不同，由上式知场强不同，粒子的加速度不同，做非匀变速运动；故错误；故选：。二．多选题（共5小题）21．【答案】【解答】解：、沿轴正方向电势逐渐降低，所以电场线方向应该是沿轴正方向，电势与位移图线切线的斜率表示电场强度，所以电场强度逐渐减小，故错误；、滑块与水平地面间的滑动摩擦力（最大静摩擦力）大小为由图可知处电场强度大于处电场强度，处的场强即滑块释放时所受电场力大小所以滑块释放后开始向右加速运动，由于图像的斜率的绝对值不断减小且最后趋于零，所以电场强度也不断减小且最后趋于零，则滑块受到向右的电场力不断减小且最后趋于零，根据牛顿第二定律可推知滑块一开始做加速度减小的加速运动，当电场力减小至比滑动摩擦力还小时，滑块开始做加速度增大的减速运动，最终将静止，故错误；、当滑块所受电场力大小与滑动摩擦力大小相等时滑块速度最大（设为，根据前面分析可知此时滑块位于处，由图可知与之间的电势差约为根据动能定理有△解得故错误；假滑块最终在处停下，与之间的电势差约为滑块从到过程中电场力做功为解得：滑动摩擦力做功为△代入数据解得：假设不成立，由上式并结合项分析可知，滑块最终停在到之问某位置，故正确。故选：。22．【答案】【解答】解：、根据图像的斜率表示电场强度，可知从到电场强度逐渐减小，场强方向沿轴负方向，则粒子所受的电场力方向沿轴负方向，粒子做加速度减小的变减速运动，故错误；、根据题图可知，从到电势逐渐升高，根据电势能公式可知粒子的电势能逐渐增