电场中图像问题 Ep−x图像 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电场中电势能-位置图像问题，通过15道精选例题系统构建从图像斜率、截距分析电场强度、电势、电场力做功的科学推理体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|含正负电荷、单电场线场景|电势能与电势关系→电场力做功判断→电场强度大小比较| |多选题|8题|涉及匀强/非匀强电场、多电荷系统|图像斜率表征电场强度→电势能变化量计算→粒子运动状态分析|

电场中图像问题-----一图像 一、单选题 1．在某静电场中，取一条与x轴重合的电场线为研究对象，一负电荷在该电场线上的电势能Ep与位置x的关系如图所示，该负电荷仅在电场力作用下运动。下列说法正确的是（　　） A．电场线的方向沿x轴负方向 B．负电荷在x1处受到的电场力大于x2处受到的电场力 C．负电荷从x1处运动到x2处，电场力做正功 D．电场中x1处的电势高于x2处的电势 【答案】D 【详解】A．由图可知，越大，越大；因 ，由得：越大，越小，即沿正方向电势降低，因此电场线方向沿轴正方向，故A错误； B． 图像是直线，斜率恒定，由可知，和处电场力大小相等，故B错误； C．负电荷从运动到，电势能增大，因此电场力做负功，故C错误； D．沿着电场线方向电势逐渐降低，因电场线方向沿轴正方向，则处电势高于处，故D正确。 故选D。 2．如图所示为某一负电荷在电场中的电势能随位置变化的图像，沿轴正方向，电场强度为正，则负电荷从运动到过程中（　　） A．电场力先做负功再做正功 B．处电势能最小 C．处电场强度为负 D．处电势最低 【答案】C 【详解】A．负电荷从运动到过程中，电势能先减小后增加，可知电场力先做正功再做负功，A错误； BD．由图可知，处电势能最小，因电荷带负电，则处电势最高，BD错误； C．因从x1到x2电势能减小，可知电场力做正功，电场力方向沿x轴正向，因电荷带负电，可知处电场强度为负，C正确。 故选C。 3．某电场中有一条沿轴的电场线，将一带负电的试探电荷从处沿轴移动到处，其电势能随变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿轴负方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 【答案】C 【详解】A．沿轴正方向，电势能增大，静电力做负功，又因试探电荷带负电，则电场强度沿轴正方向，A错误； B．由题图可知，根据图像切线斜率的绝对值表示静电力的大小，试探电荷受到的静电力不断减小，所以由处运动到处过程中电场强度不断减小，电场不可能为匀强电场，B错误； C．负电荷在电势越高处电势能越小，故题图中，C正确； D．题图中处的斜率大于处的斜率，即，可知，D错误。 故选C。 4．如图所示为某正试探电荷沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能随位移x的变化规律。已知电场方向沿x轴方向，下列说法正确的是（　　） A．间，电场方向始终沿x轴正方向 B．间，电场方向始终沿x轴负方向 C．间，该电场的电场强度先增大后减小 D．间，该电场的电场强度先减小后增大 【答案】C 【详解】AB．间，正试探电荷的电势能变大，根据可知电势升高，可知场强沿x轴负方向；间，正试探电荷的电势能变小，根据可知电势降低，可知场强沿x轴正方向，故AB错误； CD．间，图像的斜率先增大后减小，根据图像的斜率表示电场力可知该电场的电场强度先增大后减小，故C正确，D错误。 故选C。 5．某电场中有一条沿x轴的电场线，将一带负电的试探电荷从处沿x轴移动到处，其电势能随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿x轴负方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 【答案】C 【详解】A．沿x轴正方向，电势能增大，静电力做负功，又因试探电荷带负电，则电场强度沿x轴正方向，A错误； B．由题图可知，根据图像切线斜率的绝对值表示静电力的大小，试探电荷受到的静电力不断减小，所以由处运动到处过程中电场强度不断减小，电场不可能为匀强电场，B错误； C．负电荷在电势越高处电势能越小，故题图中，C正确； D．题图中处的斜率大于处的斜率，即，可知，D错误。 故选C。 6．如图甲所示，正电荷仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该正电荷的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度大于B点的电场强度 C．正电荷在A点的速度大于在B点的速度 D．正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功 【答案】D 【详解】A C．因正电荷仅在静电力作用下经过A、B、C三点，电势能逐渐减小，说明电场力做正功，动能或者速度增大，正电荷在A点的速度小于在B点的速度；也说明正电荷受电场力方向即场强方向沿x轴正方向，又顺着电场线电势降低，故A点的电势高于B点的电势，故AC错误； B．又 图像的斜率的绝对值表示电场力的大小，又 而图像越来越陡，说明场强增大，即A点的电场强度小于B点的电场强度，故B错误； D．由，由C项分析知，故正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功，故D正确。 故选D。 7．、、为一条在轴上的电场线上的三点，一电子仅在静电力作用下由点经点向点运动，以点为零电势点，该电子运动过程中电势能随位置的变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该电场可能是孤立点电荷形成的电场 B．点的电场强度大小大于点的电场强度大小 C．电子由点运动到点的过程中，静电力对其做负功 D．电子在点的动能小于在点的动能 【答案】C 【详解】AB ．因电场力做的功等于电势能的减少量 又 所以恒定 即为匀强电场的场强，故AB错误； CD．电子由点运动到点的过程中, 电势能增加，则静电力对其做负功，动能减小，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 8．如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿轴正方向运动时，其电势能Ep随位移x变化的关系图像，已知电场方向沿x轴，段为对称曲线，段为直线，下列说法正确的是（　　） A．处电场强度为零 B．段电场强度不变 C．之间，处的电势最低 D．与处的电势差等于与处的电势差 【答案】ABD 【详解】A．根据电场力做功与电势能的关系有 可知，图像的绝对值表示粒子所受电场力的大小，由图像可知，处斜率为零，即粒子所受电场力为零，则电场强度为零，故A正确； B．结合上述可知，与间图像斜率一定，则粒子所受电场力一定，即电场强度不变，故B正确； C．之间，带电粒子在处的电势能最大，根据 由于带电粒子所带电性不确定，所以处的电势无法确定是最高还是最低，故C错误； D．根据 由图像可知 则有，故D正确。 故选ABD。 9．如图甲所示为某电场中沿x轴方向的一根电场线，一不计重力的试探电荷（）在处以初速度向处运动，其电势能随x变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿x轴正方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 【答案】AC 【详解】AC．带负电试探电荷从向处运动过程，根据图乙可知，电势能增大；根据，由于试探电荷带负电，所以处的电势高于处的电势；根据沿电场方向电势逐渐降低，可知电场强度沿x轴正方向，故AC正确； BD．根据功能关系 可知图像的切线斜率绝对值表示电场力大小，则试探电荷在处受到的电场力大于在处受到的电场力，处的电场强度大于处的电场强度，电场不可能为匀强电场，故BD错误。 故选AC。 10．一电荷量为e的质子仅在电场力的作用下从O点沿x轴正方向运动，其电势能随位置坐标x变化的关系图像如图所示，其中图线在时为抛物线，在时为直线，且直线与抛物线在处相切。下列说法正确的是（　　） A．内质子的加速度先减小后增大 B．处的电场强度大小为 C．处的电势为 D．在内电场力对质子做正功，在内电场力对质子做负功 【答案】AC 【详解】A．内图像为抛物线，顶点在处，，斜率的绝对值从最大值逐渐减小到0，因此电场力大小逐渐减小，加速度逐渐减小；，斜率的绝对值从0逐渐增大，电场力大小逐渐增大，加速度逐渐增大。因此加速度（大小）先减小后增大，故A正确； B．图像为直线，斜率 电场强度大小 故B错误； C．由 处 得 故C正确； D．电场力做功满足 和，电势能一直减小，，因此电场力全程做正功，故D错误。 故选AC。 11．如图所示为某带正电的试探电荷沿x轴正方向移动过程中其电势能随位移x的变化关系，图中处的电势能最大，处与处的电势能相等，已知电场方向沿x轴方向。下列说法正确的是（　　） A．0的过程，电场方向始终沿x轴正方向 B．0的过程，该电场的电场强度先增大后减小 C．若将电子从处静止释放，则电子在间往复运动 D．0内，电子在处的电势能最大，电子在处的电势能最小 【答案】BC 【详解】A．图示可知的过程，电势能先增大后减小，根据可知，电势先增大后减小（处电势最高），随着电场线方向电势降低，因此电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，故A错误； B．图像斜率绝对值表示电场力大小，图示可知的过程，图像斜率先增大后减小，可知电场力先增大后减小，因此场强先增大后减小，故B正确； C．若将电子从x=0处静止释放，电子先沿x轴正方向做加速运动，到达处时速度最大，之后做减速运动，因为在处电势能相等，可知电子在处速度减为0，此后负电荷向左运动，即电子在间往复运动，故C正确； D．由A选项可知，在内，处电势最高，处电势最低，因为电子带负电，因此电子在处电势能最低，处电势能最高，故D错误。 故选BC。 12．如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能随位置x的变化图线已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力，下列说法正确的是（　　） A．x正半轴上，处的电势最高 B．点电荷带负电、带正电 C．试探电荷从运动至的过程中，电场力先减小后增大 D．试探电荷从运动至的过程中，电场力先做正功后做负功 【答案】AB 【详解】A．试探电荷带正电，根据可知电势越高，电势能越大，处电势能最大，故处电势最高，A正确； B．沿电场线方向电势逐渐降低，根据可知沿电场线方向，正电荷的电势能逐渐减少，可得从到电场线方向向左，因此点电荷带负电；由图线斜率知处电场强度为0，所以带正电，B正确； C．图线的斜率表示电场力，试探电荷从运动至的过程中，电场力一直减小，C错误； D．试探电荷从运动至的过程中，电势能一直增大，电场力一直做负功，D错误。 故选 AB。 13．两个点电荷、分别固定在x轴上原点O和坐标为的位置。一带正电的粒子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位置x变化的关系如图所示，图线最高点对应横坐标为，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．带负电 B．处的电场强度为零 C．的电荷量比小 D．从到的过程中带电粒子的加速度一直减小 【答案】BD 【详解】A．根据电势能的定义式 结合图像可知处的电势等于零，靠近原点O处电势趋于负无穷，所以原点O处的带负电，处的带正电，故A错误； BC．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，则处的电场力为0。由可知处的电场强度为0，则离更近电荷量更小，故B正确，C错误； D．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，可知从到粒子受到的电场力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知其加速度也逐渐减小，故D正确。 故选BD。 14．绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s²，则（　　） A．电场中x=3m处的电势最高 B．滑块沿x轴正方向运动过程中，运动至x=3m速度最大 C．滑块运动至x=3m处，速度大小为2m/s D．滑块有可能到达x=4m处 【答案】AC 【详解】A．滑块在处电势能最小，根据，且滑块带负电，可知处的电势最高，故A正确； C．滑块从处运动到处，根据功能关系可得 解得滑块运动至处，速度大小为，故C正确； B．根据图像斜率的绝对值 由题图可知，从处到处，滑块受到的电场力逐渐减小，且滑块从处运动到处，电场力做功等于克服摩擦力做功，所以电场力先大于摩擦力后小于摩擦力，则滑块沿x轴正方向运动过程中，合力先做正功，后做负功，根据动能定理可知，滑块的速度先增加后减少，即处速度不是最大，故B错误； D．滑块在处的电势能与在处的电势能相等，滑块从处到处，需要克服摩擦力做功 可知滑块不可能到达处，故D错误。 故选AC。 15．如图甲所示，空间存在一沿x轴方向的电场，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动先后经过A、B、C三点，A、B、C三点间距相等，该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点电势低于B点电势 B．x轴正半轴上的电场强度方向沿x轴正方向 C．质子从A到C的加速度减小 D．质子从A运动到B克服电场力做的功比从B运动到C克服电场力做的功多 【答案】ACD 【详解】A．根据，由于质子带正电，由图乙可知，A点电势低于B点电势，故A正确； B．由图可知质子从A到C电势能增大，故电场力做负功，电场方向沿轴负方向，故B错误； C．根据图像的切线斜率表示电场力，由图乙可知从A到C斜率绝对值变小，则电场力变小，故加速度减小，故C正确； D．根据图像可知，从A到C电场力变小，场强变小；已知A、B、C三点间距相等，由可知，AB间电势差大于BC间电势差，根据，可知质子从A到B克服电场力做的功比B到C克服电场力做的功多，故D正确。 故选ACD。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 电场中图像问题-----一图像 一、单选题 1．在某静电场中，取一条与x轴重合的电场线为研究对象，一负电荷在该电场线上的电势能Ep与位置x的关系如图所示，该负电荷仅在电场力作用下运动。下列说法正确的是（　　） A．电场线的方向沿x轴负方向 B．负电荷在x1处受到的电场力大于x2处受到的电场力 C．负电荷从x1处运动到x2处，电场力做正功 D．电场中x1处的电势高于x2处的电势 2．如图所示为某一负电荷在电场中的电势能随位置变化的图像，沿轴正方向，电场强度为正，则负电荷从运动到过程中（　　） A．电场力先做负功再做正功 B．处电势能最小 C．处电场强度为负 D．处电势最低 3．某电场中有一条沿轴的电场线，将一带负电的试探电荷从处沿轴移动到处，其电势能随变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿轴负方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 4．如图所示为某正试探电荷沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能随位移x的变化规律。已知电场方向沿x轴方向，下列说法正确的是（　　） A．间，电场方向始终沿x轴正方向 B．间，电场方向始终沿x轴负方向 C．间，该电场的电场强度先增大后减小 D．间，该电场的电场强度先减小后增大 5．某电场中有一条沿x轴的电场线，将一带负电的试探电荷从处沿x轴移动到处，其电势能随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿x轴负方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 6．如图甲所示，正电荷仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该正电荷的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度大于B点的电场强度 C．正电荷在A点的速度大于在B点的速度 D．正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功 7．、、为一条在轴上的电场线上的三点，一电子仅在静电力作用下由点经点向点运动，以点为零电势点，该电子运动过程中电势能随位置的变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该电场可能是孤立点电荷形成的电场 B．点的电场强度大小大于点的电场强度大小 C．电子由点运动到点的过程中，静电力对其做负功 D．电子在点的动能小于在点的动能 二、多选题 8．如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿轴正方向运动时，其电势能Ep随位移x变化的关系图像，已知电场方向沿x轴，段为对称曲线，段为直线，下列说法正确的是（　　） A．处电场强度为零 B．段电场强度不变 C．之间，处的电势最低 D．与处的电势差等于与处的电势差 9．如图甲所示为某电场中沿x轴方向的一根电场线，一不计重力的试探电荷（）在处以初速度向处运动，其电势能随x变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电场强度沿x轴正方向 B．电场可能为匀强电场 C．处的电势高于处的电势 D．处的电场强度小于处的电场强度 10．一电荷量为e的质子仅在电场力的作用下从O点沿x轴正方向运动，其电势能随位置坐标x变化的关系图像如图所示，其中图线在时为抛物线，在时为直线，且直线与抛物线在处相切。下列说法正确的是（　　） A．内质子的加速度先减小后增大 B．处的电场强度大小为 C．处的电势为 D．在内电场力对质子做正功，在内电场力对质子做负功 11．如图所示为某带正电的试探电荷沿x轴正方向移动过程中其电势能随位移x的变化关系，图中处的电势能最大，处与处的电势能相等，已知电场方向沿x轴方向。下列说法正确的是（　　） A．0的过程，电场方向始终沿x轴正方向 B．0的过程，该电场的电场强度先增大后减小 C．若将电子从处静止释放，则电子在间往复运动 D．0内，电子在处的电势能最大，电子在处的电势能最小 12．如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能随位置x的变化图线已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力，下列说法正确的是（　　） A．x正半轴上，处的电势最高 B．点电荷带负电、带正电 C．试探电荷从运动至的过程中，电场力先减小后增大 D．试探电荷从运动至的过程中，电场力先做正功后做负功 13．两个点电荷、分别固定在x轴上原点O和坐标为的位置。一带正电的粒子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位置x变化的关系如图所示，图线最高点对应横坐标为，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．带负电 B．处的电场强度为零 C．的电荷量比小 D．从到的过程中带电粒子的加速度一直减小 14．绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s²，则（　　） A．电场中x=3m处的电势最高 B．滑块沿x轴正方向运动过程中，运动至x=3m速度最大 C．滑块运动至x=3m处，速度大小为2m/s D．滑块有可能到达x=4m处 15．如图甲所示，空间存在一沿x轴方向的电场，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动先后经过A、B、C三点，A、B、C三点间距相等，该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点电势低于B点电势 B．x轴正半轴上的电场强度方向沿x轴正方向 C．质子从A到C的加速度减小 D．质子从A运动到B克服电场力做的功比从B运动到C克服电场力做的功多 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $