高二物理上学期期末真题分类汇编《静电场中的图像问题》含答案

高中物理专题03电场中的图像问题 考点一φ－x图象1．（2024·南京期末）如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势沿x轴的分布如图所示，、、、是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（）A．处的电场强度大于处的电场强度B．从到点的过程中，粒子的电势能先增大后减小C．若粒子能到达处，则的大小至少应为D．若，则粒子在运动过程中的最大动能为2．（2024·威海期末）某静电场的方向平行于x轴，坐标原点为O，P、Q为x轴上的两点，电势φ随x的变化规律如图所示，下列判断正确的是（）A．电场方向沿x轴正方向B．P点电势高于Q点电势C．电场强度大小为400V/mD．电势差UOP＞UPQ3．（2024·南京期末）两个点电荷和固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无穷远处电势为零，由图可知（）A．B点的电场强度为零B．为负电荷，为正电荷C．电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低D．将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功4．（2024·常德期末）如图是描述某轴方向的匀强电场的电势沿轴方向的变化图象，则关于此图像斜率的大小和正负所表示的意义，下列说法正确的是（）A．电势差的大小与正负 B．电势能的大小与正负C．电场强度的大小与方向 D．电场力做功的大小与正负5．（2024·大连期末）（多）如图所示，在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远处电势为零），P点为曲线最低点，Q点位于PN之间，MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是（）A．和均带正电，且大于B．M点的左侧存在与Q点场强相同的点C．负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能D．若在Q点由静止释放一负电荷，该电荷可在MN间做往复运动考点二E－x图象6．（2024·南京期末）如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q，坐标轴上A点坐标为0.1m，在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（）A．B点的电场强度大小为B．A、B点的电场强度的大小之比为C．点电荷Q是负点电荷D．B的位置坐标为7．（2024·通辽期末）在静电场中有a、b两点，试探电荷在a、b两点所受的静电力大小F与电荷量q满足如图所示的关系。a，b两点的电场强度大小之比为（  ）A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶48．（2024·曲靖期末）真空中相距为3L的两个点电荷A、B分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3L的两点处，其连线上各点场强随x变化关系如图所示（x正方向为场强的正方向），以下判断中正确的是（）A．点电荷A、B一定为异种电荷B．点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1∶2C．x＝L处的电势一定为零D．把一个负电荷沿x轴从移至的过程中，电势能先减小后增大9．（2024·大庆期中）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强E随x变化的关系如图所示，以下判断中正确的是（

）A．点电荷M的电荷量小于点电荷N的电荷量．B．点电荷M、N一定为同种电荷C．x=2a处的电势一定为零D．将一检验电荷+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中，电势能一直减小10．（2024·哈尔滨期末）（多）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上和的两点上，在它们连线上各点电场强度E随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（）A．点电荷M、N一定为同种电荷B．点电荷M、N一定为异种电荷C．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为D．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为考点三Ep－x图象、Ek－x图象11．（2024·枣庄期末）在静电场中，从原点O由静止释放一带负电的微粒，它沿着x轴正方向运动，依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是（

）A．x2和x4两点处的电场强度相同B．由x1运动到的过程中，微粒的加速度先增大后减小C．由x1运动到的过程中，微粒的动能先增大后减小D．从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功12．（2024·江苏期末）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x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．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为C．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动D．x1与x2两点间的电势差等于x2与x3两点间的电势差13．（2024·淄博二模）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在0~x1段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动C．若x1、x3处电势为φ1、φ3，则φ1<φ3D．x2~x3段的电场强度不变14．（2024·成都期末）一个电子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位置变化的关系如图所示，其中区间是关于直线对称的曲线，区间是直线，则下列说法正确的是（）A．处电势为零B．段是匀强电场C．电子在、、处电势、、的关系为D．电子在段做匀变速直线运动，在段做匀速直线运动15．（2024·浙江期末）如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为-x1处分别固定两点电荷Q1、Q2（两点电荷的电荷量和电性均未知）。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为x3，图线最高点对应的横坐标为x4，不计试探电荷受到的重力，则下列判断正确的是（）A．点电荷Q1带负电B．x2∼x3之间的电场强度沿x轴负方向C．试探电荷在x3∼x4之间受到的电场力沿x轴正方向D．两点电荷Q1、Q2电荷量的比值为16．（2024·贵阳期末）工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。取大地或无穷远处电势为零，下列关于电子电势能随位移变化的图像可能正确的是（）A．B．C． D．17．（2024·恩施期末）一带正电微粒只在静电力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法不正确的是（）A．段电势逐渐升高B．段电场强度为零C．段微粒做加速度逐渐减小的加速运动D．段的电势沿轴均匀降低18．（2024·宁波期末）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、电量为的试探电荷，在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿顺时针做匀速圆周运动，圆心为、半径为。已知图中圆为试探电荷运动轨迹，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，其中。下列说法正确的是（

）A．电场强度的方向与轴正方向成B．从点到点做功为C．微粒在时所受变力可能达最小值D．圆周运动的过程中变力的最大值为19．（2024·青岛期末）某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（）A．B．C．D．20．（2024·东莞期末）（多）如图甲，同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为，O为水平连线的中点，M、N在连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷，电荷量均为Q（），以O为原点、竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为零电势点，则上的电势随位置x的变化关系如图乙所示。一电荷量为Q（）的小球以一定初动能从M点竖直下落，一段时间后经过N点，且在N点的加速度大小为2g。g为重力加速度，k为静电力常量，则（）A．小球在M点的加速度为零B．从O点到N点场强逐渐增大C．从M点到N点过程中，电场力对小球先做负功后做正功D．从O点到N点小球的动能增加了21．（2024·潍坊期末）（多）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22．（2024·南充一模）（多）如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。在x=0及x=5m处有两个电性未知，电荷量分别为的点电荷场源，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，下列说法正确的选项是（

）A．滑块在x=3m处所受合外力小于0.5NB．两场源电荷均带负电，且|Q1|>|Q2|C．滑块向右运动过程中，速度始终减小D．滑块向右一定可以经过x=4m处的位置

专题03电场中的图像问题 考点一φ－x图象1．（2024·南京期末）如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势沿x轴的分布如图所示，、、、是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（）A．处的电场强度大于处的电场强度B．从到点的过程中，粒子的电势能先增大后减小C．若粒子能到达处，则的大小至少应为D．若，则粒子在运动过程中的最大动能为【答案】D【详解】A．在图像，图线的斜率表示电场强度的大小，由图可知处图线的斜率小于处图线的斜率，则处的电场强度小于处的电场强度，故A错误；B．粒子从运动到的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大；故B错误；C．粒子能运动恰好运动到处，就能运动到处。设粒子恰能运动运动到处，初速度最小，根据动能定理得解得：所以若小球能运动到处，则初速度v0至少为，故C错误；D．当带电粒子运动到处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得：解得最大动能为故D正确。故选D。2．（2024·威海期末）某静电场的方向平行于x轴，坐标原点为O，P、Q为x轴上的两点，电势φ随x的变化规律如图所示，下列判断正确的是（）A．电场方向沿x轴正方向B．P点电势高于Q点电势C．电场强度大小为400V/mD．电势差UOP＞UPQ【答案】C【详解】A．由图像可知，沿x轴正方向电势逐渐升高，由沿电场方向电势降低可知，电场方向沿x轴负方向，A错误；B．由沿电场方向电势降低可知，P点电势低于Q点电势，B错误；C．由图像的斜率表示电场强度大小可知C正确；D．由于电场是匀强电场，在沿电场方向间隔相等的两点间的电势差相等，因此有UOP=UPQD错误。故选C。3．（2024·南京期末）两个点电荷和固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无穷远处电势为零，由图可知（）A．B点的电场强度为零B．为负电荷，为正电荷C．电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低D．将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功【答案】B【详解】A．根据可知图像的切线斜率表示电场强度，则B点的电场强度不为零，故A错误；B．因取无穷远处电势为零，所以靠近负点电荷处的电势为负，靠近正点电荷处的电势为正，结合题图可知，为负电荷，为正电荷，故B正确；C．由图像可知，从D到B电势降低，根据，由于电子带负电，则电子从D点移到B点，电势能增加，故C错误；D．将电子沿x轴从A点移到C点，电势一直升高，电子的电势能一直减小，电场力一直做正功，故D错误。故选B。4．（2024·常德期末）如图是描述某轴方向的匀强电场的电势沿轴方向的变化图象，则关于此图像斜率的大小和正负所表示的意义，下列说法正确的是（）A．电势差的大小与正负 B．电势能的大小与正负C．电场强度的大小与方向 D．电场力做功的大小与正负【答案】C【详解】沿电场线的方向电势逐渐降低，在匀强电场中电势与场强的关系呈线性关系，在匀强电场中，根据解得故此图象斜率的大小和正负所表示电场强度的大小与方向。故选C。5．（2024·大连期末）（多）如图所示，在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远处电势为零），P点为曲线最低点，Q点位于PN之间，MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是（）A．和均带正电，且大于B．M点的左侧存在与Q点场强相同的点C．负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能D．若在Q点由静止释放一负电荷，该电荷可在MN间做往复运动【答案】AB【详解】A．由图像可知，图中MN间的电势均大于0，则和均带正电；根据图线的切线斜率表示电场强度，可知P点的电场强度为零，即两电荷在P点的合场强为零，由于间距离大于PN间距离，根据点电荷的场强公式可得大于，故A正确；B．根据点电荷形成的场强的特点，可知点的左侧场强方向向左，到无穷远处电场强度为零，且点左侧与点的场方向均向左，则M点的左侧存在与Q点场强相同的点，故B正确；C．根据电势能表达式由图像可知P点的电势小于Q点的电势，但电荷带负电，所以负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能，故C错误；D．根据图像可知，Q点的场强方向向左，若在Q点由静止释放一负电荷，则负电荷受到的电场力向右，该电荷不可能在MN间做往复运动，故D错误。故选AB。考点二E－x图象6．（2024·南京期末）如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q，坐标轴上A点坐标为0.1m，在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（）A．B点的电场强度大小为B．A、B点的电场强度的大小之比为C．点电荷Q是负点电荷D．B的位置坐标为【答案】D【详解】ABC．根据题意，由图乙可知，A、B点的电场强度的大小分别为则A、B点的电场强度的大小之比为，由于在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，则点电荷为正电荷，故ABC错误；D．设B的位置坐标为，由点电荷场强公式可得，代入数据解得故D正确。故选D。7．（2024·通辽期末）在静电场中有a、b两点，试探电荷在a、b两点所受的静电力大小F与电荷量q满足如图所示的关系。a，b两点的电场强度大小之比为（  ）A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4【答案】C【详解】F-q图像斜率表示电场强度，由图可知则故选C。8．（2024·曲靖期末）真空中相距为3L的两个点电荷A、B分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3L的两点处，其连线上各点场强随x变化关系如图所示（x正方向为场强的正方向），以下判断中正确的是（）A．点电荷A、B一定为异种电荷B．点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1∶2C．x＝L处的电势一定为零D．把一个负电荷沿x轴从移至的过程中，电势能先减小后增大【答案】D【详解】A、由图看出：段和段场强方向相反，则知点电荷A、B一定为同种电荷，故A错误；B、由于L处场强为0，故A、B两个电荷在L处产生的场强大小相等、方向相反，则得：，则得：，故B错误；C、L处场强为0，但电势是相对的，零电势的选择是任意的，所以处的电势不一定为零，故C错误；D、从移至的过程中，场强方向先向左后向右，负电荷所受的电场力方向先向右后向左，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增大，故D正确．9．（2024·大庆期中）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强E随x变化的关系如图所示，以下判断中正确的是（

）A．点电荷M的电荷量小于点电荷N的电荷量．B．点电荷M、N一定为同种电荷C．x=2a处的电势一定为零D．将一检验电荷+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中，电势能一直减小【答案】B【详解】若两电荷为异种电荷，在x=2a处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷，故B正确；根据点电荷的电场强度公式可得：，所以：qM：qN，=4：1，故A错误；x=2a处电场强度为0，但是电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，故x=2a处的电势可以为零，也可以不为零，故C错误；在0到2a区间，电场强度为正，正电荷受力向右，所以+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2a处的过程中，电场力做正功，电势能减小；同理，在2a到3a区间，电场强度为负，正电荷受力向左，所以+q从x=2a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中，电场力做负功，电势能增加，故D错误．故选B．10．（2024·哈尔滨期末）（多）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上和的两点上，在它们连线上各点电场强度E随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（）A．点电荷M、N一定为同种电荷B．点电荷M、N一定为异种电荷C．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为D．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为【答案】AC【详解】AB．因M、N之间的坐标为2a处的合场强为零，可知点电荷M、N在2a处的场强大小相等，方向相反，所以点电荷M、N一定为同种电荷，故A正确，B错误；CD．根据2a处的合场强为零，由场强叠加可知可得点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为故C正确，D错误。故选AC。考点三Ep－x图象、Ek－x图象11．（2024·枣庄期末）在静电场中，从原点O由静止释放一带负电的微粒，它沿着x轴正方向运动，依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是（

）A．x2和x4两点处的电场强度相同B．由x1运动到的过程中，微粒的加速度先增大后减小C．由x1运动到的过程中，微粒的动能先增大后减小D．从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功【答案】C【详解】A．根据解得可知-x图像中图线的斜率表示。由图可知，x2和x4两点处的斜率不同，则它们的电场强度不相同。故A错误；B．根据可知，由x1运动到的过程中，图线上各点的切线斜率先减小再增大，所以微粒的加速度先减小后增大。故B错误；C．依题意，微粒仅受电场力作用，电场力做功导致动能和电势能的相互转化，二者总量保持不变，由图可知由x1运动到的过程中，微粒的电势能先减小后增大，所以其动能先增大后减小。故C正确；D．由图可知，微粒在x2和处的电势能相等，根据可知从x1到x2过程中电场力对微粒做的功等于从x1到过程中电场力对微粒做的功。故D错误。故选C。12．（2024·江苏期末）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x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．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为C．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动D．x1与x2两点间的电势差等于x2与x3两点间的电势差【答案】B【详解】A．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像切线的斜率等于，段的斜率逐渐减小，电场强度逐渐减小，故A错误；B．根据电势能与电势的关系；粒子带负电，则则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有故B正确；C．由图看出段图像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C错误；D．x1与x2两点间距与x2与x3两点间距相等，但是线的斜率不一样，故而电场强度不一样，由定性分析可知x1与x2两点间的电势差U12与x2与x3两点间的电势差U23不相同，故D错误。故选B。13．（2024·淄博二模）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在0~x1段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动C．若x1、x3处电势为φ1、φ3，则φ1<φ3D．x2~x3段的电场强度不变【答案】D【详解】A．Ep-x图像的斜率表示粒子所受电场力F，结合图像可知，x1处电场力最小且为零，则电场强度最小且为零，故A错误；B．粒子在0~x1段电势能减小，动能增大，速度增大，切线的斜率减小，加速度减小，粒子做加速度减小的加速运动，x2~x3段电势能增大，动能减小，斜率不变，加速度不变，所以粒子做匀减速直线运动，故B错误；C．带负电的粒子从x1到x3的过程中电势能增加，说明电势降低，即故C错误；D．x2~x3段斜率不变，即电场力不变，所以电场强度大小方向均不变，故D正确。故选D。14．（2024·成都期末）一个电子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位置变化的关系如图所示，其中区间是关于直线对称的曲线，区间是直线，则下列说法正确的是（）A．处电势为零B．段是匀强电场C．电子在、、处电势、、的关系为D．电子在段做匀变速直线运动，在段做匀速直线运动【答案】B【详解】A．根据可知处电势不为零，故A错误；BD．根据则所以图像的斜率为，因此图像为直线，斜率不变，为匀强电场，电子做匀变速运动，段为非匀强电场，做变速运动，故B正确，D错误；C．电子带负电，经历、、处电势能增加，所以故C错误。故选B。15．（2024·浙江期末）如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为-x1处分别固定两点电荷Q1、Q2（两点电荷的电荷量和电性均未知）。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为x3，图线最高点对应的横坐标为x4，不计试探电荷受到的重力，则下列判断正确的是（）A．点电荷Q1带负电B．x2∼x3之间的电场强度沿x轴负方向C．试探电荷在x3∼x4之间受到的电场力沿x轴正方向D．两点电荷Q1、Q2电荷量的比值为【答案】D【详解】BC．试探电荷在x2~x4之间电势能增大，说明试探电荷受到的电场力对试探电荷做负功，所以试探电荷所受电场力沿x轴负方向，电场强度的方向沿x轴正方向，故BC错误；A．由电场的分布特点，0~x4场强方向沿x轴正方向，x4之后场强沿x轴负方向，说明点电荷Q1带正电，点电荷Q2带负电，故A错误；D．由题图可知，x4处的电场强度为零，则解得故D正确。故选D。16．（2024·贵阳期末）工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。取大地或无穷远处电势为零，下列关于电子电势能随位移变化的图像可能正确的是（）A．B．C． D．【答案】C【详解】依题意，电子向圆心运动过程中，电场力做正功，其电势能减小，由图可知，电场强度增大，根据可知电势能图线的斜率增大，同时电子运动路径上电势高于0，所以电子电势能始终为负。故选C。17．（2024·恩施期末）一带正电微粒只在静电力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法不正确的是（）A．段电势逐渐升高B．段电场强度为零C．段微粒做加速度逐渐减小的加速运动D．段的电势沿轴均匀降低【答案】C【详解】A．微粒的电势能为由于粒子带正电，0~x1段电势能变大，所以电势升高，故A正确，不符题意；B．根据可知图像的斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，因段斜率为0，则场强为零，故B正确，不符题意；C．由图像的斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，而0~x1段图像斜率变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒子做加速度减小的减速运动，故C错误，符合题意；D．x2到x3，电势能减小，粒子带正电，所以电势沿x轴均匀减小，故D正确，不符题意。故选C。18．（2024·宁波期末）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、电量为的试探电荷，在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿顺时针做匀速圆周运动，圆心为、半径为。已知图中圆为试探电荷运动轨迹，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，其中。下列说法正确的是（

）A．电场强度的方向与轴正方向成B．从点到点做功为C．微粒在时所受变力可能达最小值D．圆周运动的过程中变力的最大值为【答案】D【详解】A．由乙图可知，带电微粒在转动过程中，电势最高值为，电势最低值，最高点、最低点分别位于轨迹直径的两端，将直径取四等分点，找到与a点电势相同的点A，如图aA垂直于电场线设电场强度的方向与x轴正方向为，由几何关系解得故A错误；B．由上述分析可知从a点到b点由动能定理又解得故B错误；C．圆周运动的过程中电势为时，变力F达到最小值，故微粒在时所受变力不可能达最小值，故C错误；D．由乙图可知，微粒做圆周运动的周期为速度为电场强度为圆周运动的过程中电势为时变力F达到最大值，有解得故D正确。故选D。19．（2024·青岛期末）某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（）A．B．C．D．【答案】C【详解】AB．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A电场强度先增大后减小，根据能量守恒关系，则而且可知由此粒子的动能Ek与x的图线斜率是先增大后减小，故AB错误；CD．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，从O到A电场强度先增大后减小，则从O到A的图像的斜率的绝对值先增大后减小，故C正确，D错误。故选C。20．（2024·东莞期末）（多）如图甲，同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为，O为水平连线的中点，M、N在连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷，电荷量均为Q（），以O为原点、竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为零电势点，则上的电势随位置x的变化关系如图乙所示。一电荷量为Q（）的小球以一定初动能从M点竖直下落，一段时间后经过N点，且在N点的加速度大小为2g。g为重力加速度，k为静电力常量，则（）A．小球在M点的加速度为零B．从O点到N点场强逐渐增大C．从M点到N点过程中，电场力对小球先做负功后做正功D．从O点到N点小球的动能增加了【答案】ACD【详解】A．小球在N点的加速度大小为2g，说明在N点的电场力大小等于mg，方向竖直向下，根据对称性，在M点的电场力大小也为mg，且向上，故M点的加速度为0，A正确；B．图像的斜率表示电场强度，结合图像来看从O点到N点场强先增大后减小，B错误；C．根据场强的叠加可知两个点电荷在O点上方产生的合场强竖直