第35讲 静电场中图像综合问题（专项训练）（全国适用）（原卷版）

1/19第35讲静电场中图像综合问题目录01课标达标练 1题型01电场中的v-t图像 1题型02电场中的φ-x图像 3题型03电场中的Ep-x图像 6题型04电场中的E-x图像 802核心突破练 1103真题溯源练 1601电场中的v-t图像1．（2025·辽宁丹东·二模）如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，若电荷运动的v-t图像如图乙所示，以下判断正确的是（）A．A、B两点的电场力B．A、B两点的电场强度C．A、B两点的电势D．从A到B的过程中电场力做正功2．（2025·安徽蚌埠·三模）两个带电小球a、b在光滑绝缘的水平面内沿同一直线运动，图为两小球的v－t图像，若在运动过程中a、b始终未接触，则下列说法正确的是（）A．两小球一定带异种电荷B．a球质量小于b球的质量C．时刻两球的电势能最大D．时间内两小球动能之和先变大后变小3．（2025·甘肃平凉·模拟预测）如图甲所示，均匀带电圆环处于水平面上，其过圆心垂线上有、、三点，一个带正电荷的小球（可视为质点）从点静止释放，到运动过程中的图像如图乙所示，时刻运动到点位置，下列说法正确的是（）A．圆环带负电B．小球由点到点过程中小球机械能守恒C．点为圆环上方、点间电场强度最大的点D．小球由点运动到点过程中电势能先增大后减小4．（24-25高三下·湖南·联考）如图1所示，绝缘粗糙水平面上固定两个等量的正电荷，二者连线中点处有一质量为、电荷量为的带电小物块（可视为质点），以初速度沿中垂线方向水平射出，途径A、B、C三点，小物块在A点速度最小，C点速度最大。图2为小物块速度随时间变化的图像，整个图像在B点的切线斜率绝对值最大。已知小物块与水平面间的动摩擦因数为，取C点电势为零，重力加速度为，OC距离为，下列说法正确的是（

）A．小物块在B点时的加速度最小B．点电势为C．时间内，小物块的电势能一直增加D．A、C两点的电场强度大小均为5．（2025·安徽淮北·一模）如图甲所示，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，质量为m、电荷量为+q的圆环（可视为质点）可沿横杆滑动。t=0时刻，圆环自A处以初速度v0向右运动，此后圆环运动的v−t图像如图乙所示，t=0时刻和t2时刻图线斜率相同，t1和t3时刻图线斜率均为0，已知圆环t2时刻运动至O点，继续向右运动至B点停下，且A、B关于两电荷连线中点O对称。若O处场强为E0，且圆环运动过程中电量始终不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．A处的场强大小为B．圆环运动到O处速度为C．t1时刻圆环恰好运动到AO的中点D．圆环从A处运动到B处的过程中，电势能先增加后减小02电场中的φ-x图像6．（2025·浙江金华·三模）试探电荷q在点电荷Q的电场中所具有电势能可以用来计算（式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中两个点电荷相距15cm固定在x轴的两个点上，取无限远处的电势为零，x轴正方向上各点的电势随x的变化关系如图所示，下列说法正确的是（）A．两个点电荷可能带同种电荷B．两个点电荷的电量之比为2∶1C．x=5cm处电场强度等于零D．两个点电荷之间电势为零的位置坐标为x=-3cm7．（2025·安徽·模拟预测）在轴上的点有一个点电荷，的点有另一个点电荷，两个点电荷产生电场的电势随变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A．两个点电荷为异种电荷B．、带电量绝对值之比为C．在轴放置一负点电荷，该电荷在处受到的电场力最大D．若在点由静止释放一个正点电荷，仅在电场力作用下恰能运动到点8．（2025·河南开封·三模）如图甲所示，真空中相距2L固定放置两个点电荷A、B，以点电荷A所在位置为坐标原点，A、B连线为x轴建立坐标系，x轴上各点电势随坐标x变化的图像如图乙所示。如果取无穷远处为零电势点，点电荷的电势公式为，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，下列说法正确的是（）A．处的电场强度为零B．与处电场强度方向相同C．D．A的电荷量是B的电荷量的8倍9．（2025·甘肃白银·三模）两个等量异种点电荷，关于原点O对称放置，以两点电荷的连线为x轴，其电场线分布如图所示。下列关于x轴上的电场强度E或电势随位置x变化的规律图像正确的是（）A． B．C． D．10．（2025·云南·三模）如图甲所示的光滑水平面上，一质量为，电量为的带正电小球（可视为质点）从处以初速度沿轴正方向运动，整个运动区域存在沿水平方向的电场，电势随位置变化规律如图乙所示，该图像为抛物线，则下列说法正确的是（）A．小球先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动B．小球能运动到的位置C．在处，小球的速度达到最小D．小球的电势能在处最大03电场中的Ep-x图像11．（2025·湖北·模拟预测）一质量为m，电荷量大小为q的带负电粒子，从O点以初速度沿x轴正方向进入电场，沿x轴运动的过程中，带电粒子的电势能随位移x变化的关系图像如图所示。仅考虑电场力的作用，下列说法正确的是（）A．处的电势为B．沿x轴从O点到处，电场强度逐渐减小C．带电粒子从处运动到处的过程中，其速度先增大后减小D．带电粒子从O点运动到处的过程中，其动能最大值是12．（2025·辽宁·模拟预测）如图所示，为轴上关于原点对称的两个点，两点各固定一个正点电荷，其中点点电荷的电荷量大小为点点电荷的电荷量大小为。将一个带正电的粒子从轴上的点由静止释放，粒子仅在静电力的作用下沿轴运动，则粒子的电势能随位置坐标的变化关系可能正确的是（）A． B．C． D．13．（2025·河北·三模）质子仅在电场力的作用下从O点开始沿x轴正方向运动，其在O点处的初动能为4eV。该质子的电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线。下列说法正确的是（）A．该质子在O~x2段做匀变速直线运动，在x2~x3段做匀速直线运动B．该质子在x1处的动能为6eVC．若x1、x2、x3处的电势分别为φ1、φ2、φ3，则φ1最高D．该质子最终停在x3处14．（2025·重庆·模拟预测）某平面内存在未知的电场，一正点电荷（电荷量不变）在外力作用下沿方向移动时，其电势能随位置x变化的关系如图所示。则下列说法正确的是（）A．处的电场强度为零B．从到处过程中，外力做功为C．和处的电场方向一定相反D．和处的电场方向可能相反15．（2025·河北·模拟预测）在某电场中建立x坐标轴，一个质子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示。则下列说法中正确的是（）A．x0处的电势低于3x0处的电势B．质子在x0处的加速度小于7x0处的加速度C．质子从x0处到7x0处电场力先做正功后做负功D．若具有一定初速度的电子从O点沿x轴运动到3x0，则电子的电势能一直在减小04电场中的E-x图像16．（2025·河南安阳·一模）如图所示为轴上一段电场线的电场强度随位置的变化图像（场强正方向与轴正方向相同）。下列说法正确的是（）A．若仅考虑电场力作用，试探电荷在处的加速度最大B．若到和到图像与坐标轴围成的面积相等，则电势差C．若该电场由轴上的两个不等量异种电荷产生，则带正电的电荷在带负电的电荷的右侧D．若该电场由轴上的两个不等量异种电荷产生，则电荷量小的电荷在电荷量大的电荷的右侧17．（2025·陕西宝鸡·三模）如图甲所示，真空中固定一个半径为R、带电荷量为+Q的均匀带电小圆环，取中轴线为x轴，圆环圆心为坐标原点，向右为正方向，中轴线上的电场强度分布如图乙所示。x、-x是坐标轴上电场强度最大的两点，电场强度最大值为Em。已知点电荷q在距离为r处产生的电势为，k为静电力常量。则下列说法正确的是（）A．x处场强大小为B．x处电势为C．O点和x处的电势差为D．若有带电荷量为的粒子沿x轴从O点一直向右运动，则其电势能先增加后减小18．（2025·重庆·模拟预测）在图甲的直角坐标系中，轴上固定两等量的点电荷，距坐标原点均为，轴上有、、三点，其纵坐标值分别为、、。轴上各点电场强度随变化的关系如图乙所示，设沿轴正方向为场强正方向，其中和的图像与轴所围阴影部分面积大小分别为、。则（）A．点和的电场强度相等B．一带电量为的电子从运动到位置电势能减小量为C．某试探电荷分别在两点处的加速度大小之比为D．在以合适的初速度释放一正电荷，该电荷可绕圆心过做匀速圆周运动19．（2025·山东枣庄·三模）预计2025年底，济宁光伏装机总量可达700万千瓦左右，光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示，取O点的电势为零，则该电场中N点到P点的电势随位置x变化的图像可能为（）A． B．C． D．20．（多选）（2025·广东广州·三模）在竖直平面内存在一电场，其电场线分布如图甲所示，其中轴竖直向下。一带电小球从点由静止释放后沿轴正向运动，从到A运动的过程中，小球的机械能随小球运动的位移变化的图像如图乙所示，则小球（）A．带负电B．从到A，所受合外力先减小后增大C．从到A，电势能不断增大D．从到A，速度不断增大21．（2025·四川内江·三模）两电荷量分别为和的点电荷，放在y轴上的O、M两点。若规定无限远处电势为零，则在两电荷连线上各点的电势随y变化的关系如图。其中，A、N两点的电势为零，ND段中C点的电势最高。则下列说法中正确的是（）A．为正点电荷，为负点电荷B．A、N两点的电场强度大小可能为零C．从N点沿y轴正方向，电场强度大小先增大后减小D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功22．（多选）（2025·辽宁锦州·一模）某电场中，x轴上各点电场强度E随位置的变化规律如图所示，方向是电场的正方向，一电子从处以沿方向射入，仅受电场力作用。下列说法正确的是（）A．电子能越过处B．处电势最高C．处的电势比O点高D．电子在O处电势能小于处23．（多选）（2025·天津·二模）静电喷涂是一种利用高压静电场使带负电的涂料微粒定向运动，并吸附在工件表面的喷涂方法。某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，电场线分布如图所示，一微粒从M点沿直线运动到N点，以喷口为原点，以MN连线向右方向为正方向建立x轴，该过程中微粒重力不计，那么电场强度E，微粒的电势φ、速度大小v、电势能Ep随x变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．24．（多选）（2025·辽宁·三模）如图所示，正方形每个顶点上都放置有电荷量相同的正点电荷，轴位于正方形的中轴线上，取轴正向是电场强度的正方向，正方形的中心为坐标原点，关于中轴线上各点电场强度和电势随坐标的变化图像可能正确的是（）A．B．C． D．25．（多选）（2025·湖南·三模）如图所示，水平固定的绝缘玻璃管轴线与轴重合，在轴上点和坐标原点分别固定两个不等量异种点电荷（图中未画出），这两个电荷在轴正半轴形成电场的图像如图所示，场强向右为正方向，无穷远处电势为零。管中点右侧放有电偶极子，可看作两个等量异种电荷用一根绝缘刚性杆连接，正电荷在右侧，可在管中无摩擦地滑动。下列说法正确的是（）A．处为正电荷，处为负电荷，且正电荷电荷量较大B．处的两个固定电荷在处引起的电势为零C．移动电偶极子，当两个电荷分别位于两侧时，受到的合外力大小可能为零D．电偶极子从图示位置由静止释放，将做往复运动26．（多选）（24-25高三上·四川南充·期末）如图甲，在粗糙程度相同的水平面内，固定着两个等量的负点电荷M和N，O、A、B是水平面内M、N连线的中垂线上的三点，B点是的中点，O与B间距为。带正电的小球（可视为质点）由O点静止释放，其质量为、电荷量为，小球与水平面间的动摩擦因数。小球从O点运动到B点的图像如图乙，乙图中O、A、B对应甲图中O、A、B三个位置，A为图像的拐点，重力加速度，以下说法正确的是（）A．从O到B，小球的加速度先增大后减小B．在O与B之间，A点的电场强度最小C．从O到B，小球的电势能减小D．O、B两点的电势差27．（多选）（2025·福建三明·三模）如图甲，xOy坐标系中，y轴上固定有两个与原点O距离相同的等量同种点电荷Q，x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点，其电势分别为和，对应图线上的a＇、b＇两点，这两点切线斜率的绝对值均为k。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，M运动过程中仅受电场力作用，下列说法正确的是（）A．a、b两点场强相同B．M从a点运动到b点的过程中加速度先增大后减小C．M从a点运动到b点的过程中电势能先减小后增大D．M运动到b点时克服电场力做功的功率为28．（多选）（24-25高三上·内蒙古包头·期末）长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是（）A．电场强度的大小为B．从P点到Q点电场力对小球做功为C．小球运动过程中速度的最小值为D．小球运动过程中所受细线拉力的最大值为29．（多选）（2024·四川·模拟预测）在某静电场中，一带电粒子仅在电场力作用下从的位置沿x轴正向做减速直线运动至速度为零。图1是电势能随位置变化的图像，其中E表示电场强度，表示粒子动能，v表示粒子速度大小，a表示粒子加速度大小，由此可以推断下图中图形可能正确的是（

）A． B．C． D．30．（多选）（23-24高三上·山东潍坊·期末）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理可简化为下述过程，已知静电场的方向平行于x轴，电子从处静止释放，仅在静电力作用下在x轴上往返运动，其电势能随x的变化如图所示。已知电子质量、电荷量。则（）A．x轴上O点左侧的电场强度方向与x轴正方向同向B．x轴上O点左侧的电场强度和右侧的电场强度的大小之比C．电子在处的动能为5eVD．电子运动的周期31．（多选）（2025·甘肃张掖·一模）地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为，其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度处的电势的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（）A．大气电场的方向竖直向上B．地面带电荷量大小约为C．地面和大气电离层组成的电容器电容值约D．高度越大，大气电场强度越小32．（多选）（2025·四川乐山·二模）如图甲，平面直角坐标系xOy处于匀强电场中，电场强度方向与坐标平面平行，P点是y轴上y=4m处的一点，Q是x轴上x=3m处的一点，x轴上x=0至x=2m区域内的电势分布如图乙，将一个电荷量为q=1×10-5C的正点电荷