微专题1　静电场中的图像问题 同步练习 2025-2026学年高中物理人教版（2019） 必修 第三册

**基本信息** 聚焦静电场图像问题，通过基础辨析、综合分析、情境应用三层设计，强化物理观念与科学思维，实现从单一图像到复杂情境的知识巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（1-3题）|v-t、φ-x、E-x图像基本概念|单图像斜率意义辨析，如第2题用φ-x图像斜率判断场强方向| |进阶层（4-7题）|图像与能量、运动结合|综合分析电势能与动能转化，如第4题φ-x图像分析粒子加速度变化| |综合层（8-11题）|复杂图像与实际情境|结合对称图像（第8题）、静电喷涂（第10题）等，培养模型建构与推理能力|

微专题1　静电场中的图像问题 1. 如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若将带负电的点电荷从A点由静止释放，其沿电场线从A向B运动过程中v−t图像如图乙所示.关于A、B两点场强和电势，下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A. EA>EB，φA>φB B. EA<EB，φA>φB C. EA<EB，φA<φB D. EA>EB，φA<φB 2. 某静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的变化规律如图所示.设x轴正方向为电场强度E的正方向，图示分别为x轴上各点的电场强度E随x的变化图像，其中可能正确的是 (　　) A B C D 3. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示.下列说法中正确的是(　　) A. O点的场强最小，电势最低 B. －x1处的电势和x1处的电势相等 C. 电子从x1处到－x1处的过程中速度先减小，后增大 D. 电子从x1处到－x1处的过程中电势能一直减小 4. 如图所示为x轴上各点电势随位置变化的图像.一质量为m、带负电的粒子，仅受电场力作用下，以初速度v0从O点开始沿x轴正方向做直线运动.下列说法中正确的是(　　) A. 粒子在O点的速度大于在x4处的速度 B. 粒子从O向右运动到x1过程中做减速运动 C. 粒子从O向右运动到x1过程中加速度逐渐减小 D. 粒子从x1运动到x3过程中电势能先减小，后增大 5. (多选)某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图像如图所示，φ−x图像关于φ轴对称，a、b两点到O点的距离相等.将一电荷从x轴上的a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点，在运动过程中粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是(　　) A. a点和b点场强相同 B. 电荷在b点时动能为0 C. 从O点到b点电场力做负功，电势能增加 D. a点的场强方向与x轴正方向相同 6. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，一个带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴运动，其电势能Ep随位置的变化如图所示.下列说法中正确的是(　　) A. 从x1到x2带电粒子的加速度一直增大 B. q1和q2带有同种电荷 C. 从x1到x2带电粒子的速度一直减小 D. x1处的电场强度为0 7. 某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示.一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动.下列说法中正确的是 (　　) A. 粒子一定带负电 B. 粒子在x1处受到的电场力最大 C. 粒子从O点运动到x1过程中，电势能增大 D. 粒子能够运动到x2处 8. 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，则下列说法中正确的是(　　) A. x1处电场强度为零 B. 粒子经过x1处时动能最小 C. x2~x3段粒子做匀加速直线运动 D. 粒子的动能先减小，后增大 9. 某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿x轴运动，x1、x2、x3、x4四点间隔相等，则(　　) A. 点电荷在x1和x4处电势能相等 B. 点电荷由x1运动到x3的过程中电势能增加 C. x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差 D. 点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先减小，后增大 10. (多选)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沿直线运动到N，以喷口为原点，以MN方向为正方向建立x轴，该过程中微粒重力不计，那么微粒的加速度大小a、速度大小v、电势φ、电势能Ep随x变化的图像可能正确的是(　　) A B C D 11. (多选)两个等量同种正点电荷固定于光滑水平绝缘桌面上，在水平桌面内两电荷连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个带电荷量大小为2 C、质量为1 kg的小物块(可看作质点，且不影响点电荷形成的电场)从C点由静止释放，其运动的v−t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置.下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A. B点为中垂线上电场强度最大的点 B. 物块由C点到A点的过程中电势能先变小，后变大 C. 该小物块带负电 D. A、B两点间的电势差UAB＝－5 V 微专题1　静电场中的图像问题 1. C　解析：负电荷所受电场力与电场强度方向相反，因此电场强度的方向由B指向A，沿电场线方向电势降低，因此φA<φB；根据v−t图像可知，点电荷从A点到B点加速度逐渐增大，则电场力逐渐增大，即电场强度逐渐增大，因此EA<EB，C正确，A、B、D错误. 2. B　解析：φ−x图像的斜率表示电场强度，沿电场方向电势降低，在x＝0的左侧，电场向左；在x＝0的右侧，电场向右，且为匀强电场，B正确. 3. D　解析：从E−x图像可以看出O点的场强最小，由于电场强度的方向全是沿x轴的正方向，沿着电场线电势降低，故在x轴正方向上，x越大，电势越低，A、B错误；由于电场强度是正方向，故电子受力沿着负方向，电子从x1处到－x1处的过程中电场力与速度一直同向，故速度一直增大，电势能一直减小，C错误，D正确. 4. C　解析：由图可知，O点与x4处的电势均为零，所以粒子在这两点的电势能均为零，根据能量守恒定律可知，粒子在这两点的动能相等，速度大小相等，故A错误；粒子从O向右运动到x1过程中，电势升高，电势能减小，则动能增加，速度增加，粒子做加速运动，但由于图线切线的斜率不断减小，则电场强度减小，电场力减小，加速度减小，故B错误，C正确；粒子从x1运动到x3过程中电势不断降低，则电势能一直增大，故D错误. 5. BCD　解析：电势φ−x图像的斜率表示电场强度，由图像知a点和b点场强等大、反向，A错误；从a到b由动能定理可得qUab＝Ekb－0，由于Uab＝φa－φb，可得Ekb＝0，B正确；由题可知电势φ−x图像是两个等量的正电荷的电势图像，试探电荷一定带正电，从O到b过程中有WOb＝qUOb，UOb＝φO－φb，可知从O到b过程中电场力做负功，电势能增加，C正确；由两正电荷的电势图线可知场强方向在aO间从a指向O，即a点的场强方向与x轴正方向相同，D正确. 6. C　解析：Ep−x图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，由图可知从x1到x2带电粒子受到的电场力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，粒子的加速度逐渐减小，A错误；带正电的试探电荷从远处移近x2的过程中，电势能增大，电势升高，说明x2附近的q2带正电，从x1点到O点，电势小于0，可知x1附近的q1带负电，B错误；只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变，可知从x1到x2粒子的电势能增大，说明电场力做负功，动能一直减小，其速度一直减小，C正确；Ep−x图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，由图可知，x1处的电场强度不为0，D错误. 7. A　解析：由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高，后降低，因此电场方向先向左，后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，A正确；图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为0，因此电场强度最小，电场力也最小，B错误；从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，C错误；由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为0，不能到达x2处，D错误. 8. A　解析：根据电场力做功与电势能变化的关系得F·Δx＝－ΔEp，则图像的斜率表示粒子所受的电场力，在x1处图像的斜率为零，所以粒子在x1处受到的电场力为零，所以x1处的电场强度为零，A正确；由于粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，则粒子动能和电势能的总和保持不变，由题图可看出，在x1处粒子的电势能最小，则粒子经过x1处时动能最大，B错误；由题知x2~x3段是直线，再根据题意分析可知，x2~x3段粒子所受的电场力为恒力，且x2~x3段粒子电势能增大，说明电场力做负功，则x2~x3段粒子做匀减速直线运动，C错误；由能量守恒定律可知，0~x1段电势能逐渐减小，动能逐渐增大，x1~x3段电势能逐渐增大，动能逐渐减小，所以粒子的动能先增大，后减小，D错误. 9. C　解析：x1~x4处场强方向沿x轴正方向，根据沿着电场线方向电势降低，x1处电势高于x4处电势，带正电的点电荷在x1处电势能比在x4处的大，A错误；x1~x3处场强方向沿x轴正方向，则由x1到x3处顺着电场线方向移动正点电荷，电势降低，正电荷的电势能减少，B错误；由U＝Ed知E−x图线与x轴所围的面积表示电势差，可知x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差，C正确；点电荷由x1运动到x4的过程中，电场强度先增大，后减小，由F＝qE可知，电场力先增大，后减小，D错误. 10. BD　解析：根据电场分布特点可知，由M到N电场线越来越疏，则电场强度不断减小，微粒所受电场力不断减小，加速度不断减小，且加速度减小得越来越慢，故A错误；由于电场力对微粒做正功，则微粒的速度不断增大，由于加速度减小，所以速度增大得越来越慢，故B正确；沿电场方向电势降低，所以由M到N电势升高，且φ−x图线切线的斜率表示电场强度的大小，所以图线的斜率减小，故C错误；Ep−x图线切线的斜率表示电场力，由于电场力不断减小，则斜率减小，且电场力对微粒做正功，微粒的电势能不断减小，故D正确. 11. AD　解析：物块在水平方向上只受电场力的作用，而从C向A方向运动，说明电场力方向是由C指向A的，则中垂线上CBA段电场方向是由C指向A的，说明物块带正电，C错误；由v−t图像可知，物块经过B点时，图线斜率最大，即加速度最大，说明此时所受电场力达到最大值，即电场强度最大，A正确；由v−t图像可知，物块由C点到A点的过程中动能变大，说明电场力做正功，所以电势能一直变小，B错误；由动能定理qUAB＝－，可得UAB＝＝ V＝－5 V，D正确. 学科网（北京）股份有限公司 $