第一章 专题强化练3 电场中的图像问题（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（教科版）

**基本信息** 聚焦电场图像问题，通过E-x、φ-x、Eₚ-x等图像类型，系统训练科学推理与图像信息转化能力，强化运动与相互作用及能量观念的综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |E-x图像|3题|场强叠加与运动分析|从点电荷场强公式到合场强计算，通过斜率判断场强方向与大小变化| |φ-x图像|2题|电势分布与电场力比较|利用电势高低判断电荷性质，斜率绝对值对应场强大小| |Eₚ-x图像|2题|电势能与动能转化|依据电势能变化分析电场力做功，结合动能定理求解速度| |综合应用|1题|多图像关联判断|整合v-t与Eₚ-x图像，通过斜率分析加速度与电场力关系|

专题强化练3　电场中的图像问题 1.(2024广东深圳期中)真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x=0和x=3a的两点上,在它们连线上各点场强随x变化的关系如图所示,规定沿x轴正方向电场强度E为正,以下判断中正确的是(　　) A.点电荷M、N一定为同种电荷 B.点电荷M、N电荷量大小之比为2∶1 C.把一个正检验电荷由x=a处静止释放,其加速度一直减小 D.把一个正检验电荷由x=a处静止释放,其电势能一直减小 2.(多选题)(2025江西开学考试)如图所示,A、B两个等量正点电荷固定放置,O为A、B连线中点,在A、B连线的垂直平分线上的P点,由静止释放一个负点电荷,该点电荷仅在电场力作用下运动,取P点电势为零,该负点电荷从P点运动到O点过程中,速度随时间、电势能随运动位移的关系可能正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　 3.(多选题)(2025河南开封月考)在x轴上坐标为-3L和3L的两点固定电荷量不等的两点电荷,坐标为3L处的点电荷带正电,电荷量大小为Q。两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中x=L处电势最低,x轴上M、N两点的横坐标分别为-2L和2L,则(　　) A.两点电荷为异种电荷 B.同一检验电荷在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 C.坐标为-3L处的点电荷的电荷量大小为2Q D.坐标为-3L处的点电荷的电荷量大小为4Q 4.(2025山西晋中联考)沿电场中某条电场线方向建立x轴,该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示,x轴正方向为电场强度E的正方向,坐标轴上的点O、x1、x2、x3分别与电场线上的O'、A、B、C四点相对应,相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从O'点由静止释放,仅考虑静电力作用,下列说法正确的是(　　) A.从O'点到C点,电势先升高后降低 B.粒子先做匀加速运动,后做变加速运动 C.粒子运动到A点时动能最大 D.粒子在AB段电势能减少量大于在BC段电势能减少量 5.(2025四川成都盐道街中学月考)在甲、乙电场中,电荷量为-q(q>0)的检验电荷的电势能Ep沿x轴的变化关系如图1、2所示,则下列说法正确的是(　　) 　　 A.图1中,检验电荷在O点受到的电场力为零 B.图1中,电场强度沿x轴负方向 C.图2中,x1处的电场强度小于x2处的电场强度 D.图2中,x1处的电势高于x2处的电势 6.(2025四川成都外国语学校月考)如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块,可视为质点,在x=1 m处以初速度v0= m/s 沿x轴正方向运动。小滑块的质量为m=2 kg、电荷量为q=-0.1 C。整个运动区域存在水平方向的电场,图乙是滑块电势能Ep随位置x变化的部分图像,P点是图线的最低点,虚线AB是图像在x=1 m处的切线,并且AB经过(1 m,2 J)和(2 m,1 J)两点,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.在x=1 m处的电场强度大小为20 V/m B.滑块向右运动的过程中,加速度先增大后减小 C.滑块在x=3 m处时的速度大小为2.5 m/s D.若滑块恰好能到达x=5 m处,则该处的电势为-50 V 7.(多选题)(2024四川南充月考)有一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,带电粒子沿x轴运动,则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像,正确的是(　　) 　　　　 　　　　 8.(2025四川达州万源中学期中)有一电场强度方向沿x轴方向的电场,其电势φ随x的分布如图所示。一质量为m、带电荷量为-q的粒子只在电场力的作用下,以初速度v0从x=0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动,则下列关于该粒子运动的说法中正确的是(　　) A.粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动能逐渐增大 B.粒子在x=x3处所受电场力最大 C.若v0=2,粒子运动到x1处的速度为 D.欲使粒子能够到达x=x4处,则粒子从x=0处出发时的最小速度应为2 答案与分层梯度式解析 专题强化练3　电场中的图像问题 1.A 2.BC 3.BD 4.D 5.D 6.D 7.BD 8.C 1.A　由于x轴正方向为场强正方向,由题图可知,在0~3a内,x=2a处场强为零,x=2a左侧场强沿x轴正方向,x=2a右侧场强沿x轴负方向,结合点电荷的场强特点可知,点电荷M、N均为正电荷;两点电荷在x=2a处的场强大小满足k=k,解得=,故A正确,B错误。由题图可知,位置x=a右侧场强先减小后反向增大,故把一个正检验电荷由x=a静止释放,根据牛顿第二定律可得a=,可知加速度先减小后增大,故C错误。把一个正检验电荷由x=a静止释放,沿x轴正方向运动过程电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故D错误。 2.BC　v-t图像中图线的斜率表示加速度,根据静电场的叠加原理可知,P、O间的电场强度可能一直减小,也可能先增大后减小,根据a==,可知如果电场强度一直减小,则电场力一直减小,加速度一直减小,则v-t图线的斜率一直减少,如果电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,加速度先增大后减小,则v-t图线的斜率先增大后减小,故A错误,B正确;根据电场力做功与电势能变化的关系W电=qEx=-ΔEp,可知Ep-x图像中图线的斜率的绝对值表示电场力大小,由前面分析可知,电场力可能一直减小,也可能先增大后减小,故C正确,D错误。 3.BD　正电荷周围的电势为正,负电荷周围的电势为负,因此由题图可知,两点电荷均为正电荷,故A错误。在x=L处电势最低,此处图线的斜率为0,即该点的合场强为0,设坐标为-3L处电荷的电荷量大小为Q',则有-=0,解得Q'=4Q,故C错误,D正确。在x轴上坐标为-3L和3L两点固定的电荷均为正电荷,在M点处的合场强大小为E1=-=,在N点处的合场强大小为E2=-=,由F=Eq可知同一检验电荷在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力,故B正确。 4.D　从O'点到C点,电场强度方向保持不变,由于场强方向沿x轴正方向,根据沿电场线方向电势逐渐降低,可知从O'点到C点,电势逐渐降低,故A错误;由题图可知场强先增大后减小,则电场力也是先增大后减小,所以粒子的加速度先增大后减小,粒子一直做变加速运动,故B错误;由于粒子从O'点到C点,受到的电场力一直沿x轴正方向,电场力一直做正功,粒子的动能一直在增大,所以粒子运动到A点时动能不是最大,故C错误;由题图可知AB段图线与横轴围成的面积大于BC段图线与横轴围成的面积,根据U=Ex可知UAB>UBC,根据W=qU,可知在AB段电场力做的正功大于在BC段电场力做的正功,则粒子在AB段的电势能减少量大于在BC段的电势能减少量,故D正确。 5.D　根据电势能定义式结合图1可知,检验电荷在O点的电势能为零,即甲电场中O点的电势为零,Ep-x图线的斜率的绝对值表示电场力大小,检验电荷在O点受到的电场力不为零,故A错误;在图1中沿x轴正方向负检验电荷的电势能在增大,可知沿x轴正方向电势降低,所以场强可能沿x轴正方向,也可能与x轴正方向成锐角,故B错误;Ep=-W=qU=qEx,检验电荷电荷量一定,由图2可知,x1处的电场强度大于x2处的电场强度,故C错误;因为检验电荷为负电荷,所以图2中电势能越小的位置电势越高,故x1处的电势高于x2处的电势,故D正确。 6.D　Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,所以滑块在x=1 m处所受电场力大小为F=E|q|==1 N,解得电场强度大小E=10 V/m,故A错误;滑块向右运动时,电场力先减小后增大,所以加速度先减小后增大,故B错误;滑块从x=1 m到x=3 m过程中电势能减小,电场力做功W电=-ΔEp=-(1-2) J=1 J,由动能定理得W电=mv2-m,解得滑块运动至x=3 m处时的速度大小为v=2 m/s,故C错误;若滑块恰好到达x=5 m处,则滑块到达x=5 m处时速度v'=0,滑块从x=1 m到x=5 m过程中W电'=-(Ep2-Ep1)=0-m,将Ep1=2 J代入解得滑块到达x=5 m处的电势能Ep2=5 J,x=5 m处的电势为φ== V=-50 V,故D正确。 7.BD　带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,带电粒子沿x轴运动,则电场力方向沿x轴正方向,电场线方向沿x轴正方向,沿电场线方向电势降低,A错误;沿x轴正方向,电场力做正功,带电粒子动能增加,电势能减小,C错误;由Ek-x图像中图线斜率的绝对值代表电场力大小,斜率正负代表电场力方向,由图可知,场强先减小后增大,方向一直沿x轴正方向,电场力F先减小后增大,方向一直沿x轴正方向,B正确;E0=Ek+Ep,由能量守恒可得动能与电势能之和E0不变,D正确。 8.C　x=0处的电势大于x=x1处的电势,粒子带负电,在高电势处电势能小,在低电势处电势能大,故从x=0处运动到x=x1过程中电势能增大,电场力做负功,动能减小,故A错误;φ-x图像中图线斜率的绝对值表示电场强度的大小,可知在x=x3处电场强度为零,根据F=qE可知粒子在x=x3处所受电场力为零,故B错误;若v0=2,根据动能定理有-q[0-(-φ0)]=mv2-m,解得粒子运动到x1处的速度v=,故C正确;根据电场力和运动的对称性可知,粒子若能运动到x1处,就能到达x4处,当粒子恰好运动到x1处时,由动能定理得-q=0-m,解得v0=,即粒子从x=0处出发的最小速度应为,故D错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $