电场中的图像问题 其它图像 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电场图像问题，通过10道精选例题系统覆盖F-q、E-x、v-t等图像类型，强化物理观念与科学思维的综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电场图像综合|10题|涵盖电势能、电势、场强等物理量的图像分析，结合粒子运动过程判断场源电荷性质、电场方向及能量变化|以电场基本概念为起点，通过图像斜率（如F-q图像斜率表场强）、面积（如E-x图像面积表电势差）建立物理量间定量关系，形成"图像→物理量→场性质→粒子运动"的完整推理链条|

电场中的图像问题------其它图像 一、单选题 1．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系，规定沿x轴方向为正方向。a、b两点的电场强度大小分别为、，电势分别为 ，则下列关系正确的是（     ） A．Q一定带负电 B．> C． D．a、b两点电场方向相反 【答案】B 【详解】ABD．静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系，规定沿x轴方向为正方向。由电场强度的定义式 可知图像的斜率绝对值的大小可以表示电场强度的大小，斜率的正负对应电场强度的方向，据此可直接判断a、b两点电场方向均沿x轴正方向，则a、b两点电场方向相同， 由图乙斜率大小可知 根据点电荷电场特点可知Q在a点左侧，一定带正电，故AD错误，B正确； C．根据正的点电荷电势分布可知，故C错误。 故选B。 2．下列图像分别表示电势能、电势、电场强度随位置的变化关系以及电容器的放电电流随时间的变化关系，以下说法正确的是（　　） A．图①中电荷沿轴移动时电场力对其一定做负功 B．图②中电子在处电势能一定比在处电势能大 C．图③中曲线与坐标轴所围面积代表电场中的电势 D．图④中电容器的电容一定比电容器的电容大 【答案】B 【详解】A．根据电场力做功与电势能变化的关系。图①中随增大而增大，只有沿正方向移动时增加，电场力做负功；若沿负方向移动，减小，电场力做正功。选项中“一定做负功”错误，故A错误； B．电子带负电，电势能。图②中，，因此，即电子在处电势能更大，故B正确； C．图中曲线与坐标轴围成的面积是两点间的电势差，不是电势（电势与零势点选取有关），故C错误； D．因未明确两回路电阻是否相同，无法确定电容大小关系，故D错误。 故选B。 3．、是电场中一条电场线上的两点，如图甲所示，时刻，一个质子从点由静止释放，仅在静电力作用下从点运动到点，该过程中其速度随时间的变化图像如图乙所示。关于该电场，下列说法正确的是（　　） A．可以判断出电场线的方向是由到 B．点的电场强度小于点的电场强度 C．点电势低于点的电势 D．该质子在点的电势能小于在点的电势能 【答案】A 【详解】A．质子带正电，，向右做加速运动，说明受电场力向右，场强方向由A到B，故A正确； B．图线的斜率表示加速度，由图乙可知，质子的加速度减小，根据牛顿第二定律可得，即质子受到的电场力减小，根据可知，电场强度减小，即点的电场强度大于点的电场强度，故B错误； C．根据沿着电场线的方向电势降低可知，A点的电势高于B点的电势，故C错误； D．质子速度增大，动能增大，根据动能定理，可知电场力做正功，故质子电势能减小，故该质子在点的电势能大于在点的电势能，故D错误。 故选A。 4．空间存在沿x轴分布的电场线，一带负电粒子在处由静止释放，仅在电场力作用下运动到x0，其电势能Ep随x变化如图。规定x轴正方向为正，则电场中x轴上的电势、电场强度E、带电粒子加速度a、动能Ek随位置坐标x变化图线正确的（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】D．根据图像可知随x变化的函数为（） 令粒子电荷量大小为q，由于 则有 结合上述可知 即图像为一条过原点的倾斜直线，斜率为正值，故D正确； A．根据电场力做功与电势能的变化之间的关系有 则有 可知图像斜率的绝对值表示电场力，根据图像可知图像斜率为一定值，可知，该电场为匀强电场，电场强度为一个定值，图像为一条平行于x轴的直线，故A错误； B．根据上述，电场为匀强电场，根据牛顿第二定律可知，粒子沿x轴正方向做匀加速直线运动，加速度为一个定值，方向与规定正方向相同，可知为正方向上的一条平行于x轴方向的直线，故B错误； C．根据动能定理有 则有 根据上述，电场是匀强电场，则图像是一条倾斜直线，斜率为正值，故C错误。 故选D。 5．某空间区域的水平面内存在电场。以O点为坐标原点，取向右为x轴正方向，一个带电粒子仅在电场力作用下从O点沿x轴正方向运动。粒子的动能与位移x的关系如图所示，不计空气阻力，则在此过程中（　　） A．电势先增大后减小 B．电场强度大小先减小后增大 C．粒子电势能先减小后增大 D．电场强度先向左后向右 【答案】B 【详解】AD．带电粒子电性未知，则电场强度的方向不确定，电势变化情况不确定，故AD错误； B．由图可知，图线斜率等于电场力，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，故B正确； C．动能先减小后增大，根据能量守恒，电势能先增大后减小，故C错误。 故选B。 6．一带负电粒子在电场中的点由静止释放后沿直线运动，该过程粒子速度的平方随位移变化情况如图所示，粒子运动过程仅受电场力作用，则此电场的电场线分布可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】将粒子的图像与匀变速直线运动的图像比对，根据匀变速直线运动，可得图像的斜率恒定。由图中斜率变化可知，粒子的加速度逐渐减小，可知粒子向着场强减小的方向运动，即向着电场线较稀疏的方向运动，又带负电粒子受电场力方向与电场线方向相反，所以D答案符合题意。 故选D。 7．如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其动能Ek随位移x变化的关系图像，其0~x2段为曲线，x2~x3段为直线，则下列说法正确的是（　　） A．x1处电场强度为零 B．x2~x3段电场强度不断增大 C．若0~x2段曲线关于直线x=x1对称，则0点的电势高于x2处的电势 D．粒子在x1~x3段做匀加速直线运动 【答案】A 【详解】A．带电粒子只受电场力作用，根据动能定理可知，图像的切线斜率表示电场力，则x1处粒子所受电场力为0，x1处电场强度为零，故A正确； B．由题意可知，x2~x3段为直线，则粒子所受电场力不变，x2~x3段电场强度不变，故B错误； C．若0~x2段曲线关于直线x=x1对称，则0点的电势等于x2处的电势，故C错误； D．粒子在x1~x2段，图线的切线斜率逐渐增大，所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，故D错误。 故选A。 二、多选题 8．在某电场中沿与电场强度平行的方向建立x轴，如图甲所示，电子在M点处由静止释放，仅在电场力的作用下恰好运动到N点，其速度随时间的变化图像如图乙所示。以MN的中点O为坐标原点，沿直线向右为正方向建立x坐标轴，规定O点为零势能点，沿＋x方向为电场强度及电场力的正方向，则MN之间的电场强度E和电势以及电子受到的电场力F和电势能随x的变化图像中可能正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】AD 【详解】A．图乙是图像，斜率表示加速度，结合图甲可知，从到做加速度在减小的加速运动，到做加速度增大的减速运动，因为电子带负电根据牛顿第二定律，结合电场力公式 可知电场在沿轴负方向向左且减小，在沿轴正方向向右且增大，曲线变化与描述匹配，A正确； B．电势沿电场线方向降低，在：向左，电场线向左，电势升高； 在：电场线向右，电势降低； 因此电势先升高后减小，图像左半段上升，右半段下降，点电势最高，图像与描述不符，B错误； C．根据电子受力情况可知，电子受力与方向相反，：沿轴正方向且减小； ：沿轴负方向且增大； 但图中全沿正方向，与描述不符，C错误； D．电子电势能表达式为 电势与电势能变化趋势相反，因此：电势升高，则电势能降低； ：电势降低，则电势能升高； 点电势能最小； 电子从点由静止开始释放，到达点速度为，根据动能定理 解得 两点电势能相等，图像符合描述，D正确。 故选AD。 9．如图甲所示，、为真空中两固定点电荷，为连线的中点，为连线的中垂线，从上的点由静止释放一个试探电荷，电荷仅在电场力作用下做直线运动，运动过程中的v-t图像如图乙所示，已知图像关于虚线对称，下列说法正确的是（　　） A．、为等量电荷 B．、为异号电荷 C．时刻，试探电荷位于点 D．由点到点，场强逐渐减小 【答案】AC 【详解】ABC．从上的点由静止释放一试探电荷，电荷仅在电场力作用下运动，运动过程中的速度-时间图像如图乙所示，因为图像关于虚线对称，所以可以判断试探电荷在上运动，两电荷对试探电荷同为引力，、为等量同种电荷。根据v-t图像的斜率表示加速度，可知时刻，图像斜率为零，加速度为零，根据可知此时场强为零，故试探电荷位于点。故AC正确，B错误； D．由点到点，图像的斜率先增大后减小，根据可知场强先增大后减小，故D错误。 故选AC。 10．如图甲所示，在某电场中的点先后无初速度释放两个正点电荷Ⅰ和Ⅱ，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能随位移变化的关系如图乙所示。若Ⅰ的电荷量为，则可知（    ） A．电荷Ⅱ的电荷量为 B．电荷Ⅱ受到的电场力大小为 C．此电场一定为匀强电场且场强大小 D．若选点为电势零点，则点的电势为 【答案】BC 【详解】B．由动能定理可知，电荷的动能随位移的变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力，故电荷I和II所受的电场力分别为，，故B正确； C．电场力为恒力，则电场强度大小方向均不变，为匀强电场，根据可知，匀强电场的电场大小，故C正确； A．又 场强相同，所以电荷II的电荷量为，故A错误； D．电荷I由O到A的过程中，根据动能定理有 解得 选O点为电势零点，A点的电势，故D错误。 故选BC。 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 $ 电场中的图像问题------其它图像 一、单选题 1．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系，规定沿x轴方向为正方向。a、b两点的电场强度大小分别为、，电势分别为 ，则下列关系正确的是（     ） A．Q一定带负电 B．> C． D．a、b两点电场方向相反 2．下列图像分别表示电势能、电势、电场强度随位置的变化关系以及电容器的放电电流随时间的变化关系，以下说法正确的是（　　） A．图①中电荷沿轴移动时电场力对其一定做负功 B．图②中电子在处电势能一定比在处电势能大 C．图③中曲线与坐标轴所围面积代表电场中的电势 D．图④中电容器的电容一定比电容器的电容大 3．、是电场中一条电场线上的两点，如图甲所示，时刻，一个质子从点由静止释放，仅在静电力作用下从点运动到点，该过程中其速度随时间的变化图像如图乙所示。关于该电场，下列说法正确的是（　　） A．可以判断出电场线的方向是由到 B．点的电场强度小于点的电场强度 C．点电势低于点的电势 D．该质子在点的电势能小于在点的电势能 4．空间存在沿x轴分布的电场线，一带负电粒子在处由静止释放，仅在电场力作用下运动到x0，其电势能Ep随x变化如图。规定x轴正方向为正，则电场中x轴上的电势、电场强度E、带电粒子加速度a、动能Ek随位置坐标x变化图线正确的（    ） A． B． C． D． 5．某空间区域的水平面内存在电场。以O点为坐标原点，取向右为x轴正方向，一个带电粒子仅在电场力作用下从O点沿x轴正方向运动。粒子的动能与位移x的关系如图所示，不计空气阻力，则在此过程中（　　） A．电势先增大后减小 B．电场强度大小先减小后增大 C．粒子电势能先减小后增大 D．电场强度先向左后向右 6．一带负电粒子在电场中的点由静止释放后沿直线运动，该过程粒子速度的平方随位移变化情况如图所示，粒子运动过程仅受电场力作用，则此电场的电场线分布可能为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其动能Ek随位移x变化的关系图像，其0~x2段为曲线，x2~x3段为直线，则下列说法正确的是（　　） A．x1处电场强度为零 B．x2~x3段电场强度不断增大 C．若0~x2段曲线关于直线x=x1对称，则0点的电势高于x2处的电势 D．粒子在x1~x3段做匀加速直线运动 二、多选题 8．在某电场中沿与电场强度平行的方向建立x轴，如图甲所示，电子在M点处由静止释放，仅在电场力的作用下恰好运动到N点，其速度随时间的变化图像如图乙所示。以MN的中点O为坐标原点，沿直线向右为正方向建立x坐标轴，规定O点为零势能点，沿＋x方向为电场强度及电场力的正方向，则MN之间的电场强度E和电势以及电子受到的电场力F和电势能随x的变化图像中可能正确的是（　　） A．B．C．D． 9．如图甲所示，、为真空中两固定点电荷，为连线的中点，为连线的中垂线，从上的点由静止释放一个试探电荷，电荷仅在电场力作用下做直线运动，运动过程中的v-t图像如图乙所示，已知图像关于虚线对称，下列说法正确的是（　　） A．、为等量电荷 B．、为异号电荷 C．时刻，试探电荷位于点 D．由点到点，场强逐渐减小 10．如图甲所示，在某电场中的点先后无初速度释放两个正点电荷Ⅰ和Ⅱ，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能随位移变化的关系如图乙所示。若Ⅰ的电荷量为，则可知（    ） A．电荷Ⅱ的电荷量为 B．电荷Ⅱ受到的电场力大小为 C．此电场一定为匀强电场且场强大小 D．若选点为电势零点，则点的电势为 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 $