高一物理下學(xué)期期末考試分類匯編電場中的圖像問題新人教版

專題10電場中的圖像問題一、電場中的E-x圖像1．某空間存在一條沿x軸方向的電場線，電場強(qiáng)度E隨x變化的規(guī)律如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點中心對稱，則（）A．x1、x2處的電場方向相同B．電勢差C．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點處電勢也為零D．若將一試探電荷于x2處由靜止釋放，該電荷可能經(jīng)過x1處【答案】B【詳解】A．根據(jù)場強(qiáng)的正負(fù)反映場強(qiáng)的方向，可知x1、x2處的電場方向相反，故A錯誤；B．根據(jù)圖象與x軸圍成的面積分析電勢差的大小，可知電勢差故B正確；C．根據(jù)場強(qiáng)的正負(fù)反映場強(qiáng)的方向可知x軸正半軸場強(qiáng)向右，x軸負(fù)半軸場強(qiáng)向左，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點處電勢大于零，故C錯誤；D．由圖可知，場強(qiáng)對稱分布，根據(jù)電場力做功可知，若將一帶負(fù)電的試探電荷于x2處由靜止釋放，即使該電荷受力向左，向x軸負(fù)半軸運動，最遠(yuǎn)也只能運動到與x2對稱的-x2處，不可能經(jīng)過x1處，故D錯誤。故選B。二、電場中的φ-x圖像2．在x軸上有兩個點電荷q1、q2，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有（）A．q1和q2帶有同種電荷B．x1處的電場強(qiáng)度為零C．負(fù)電荷從x1移到x2，電勢能減小D．正電荷從x1移到x2，受到的電場力增大【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖像，電勢有正值也有負(fù)值，所以q1和q2帶有異種電荷，A錯誤；B．x1處的斜率最大，電場強(qiáng)度最大，電場強(qiáng)度不等于零，B錯誤；C．從x1移到x2，電勢升高，所以電場強(qiáng)度向左，負(fù)電荷所受電場力向右，負(fù)電荷從x1移到x2，電場力做正功，電勢能減小，C正確；D．在x1處斜率最大，電場強(qiáng)度最大，正電荷所愛電場力最大，在x2處斜率等于零，電場強(qiáng)度等于零，正電荷所受電場力等于零，正電荷從x1移到x2，受到的電場力減小，D錯誤。故選C。三、電場中的Ep-x圖像3．在甲、乙電場中，試探電荷具有的電勢能沿x方向的變化分別如圖甲、乙所示，則下列說法正確的是（）A．圖甲中，試探電荷在O點受到的電場力為零B．圖甲中，電場強(qiáng)度沿x軸正方向C．圖乙中，處的電場強(qiáng)度小于處的電場強(qiáng)度D．圖乙中，處的電勢高于處的電勢【答案】D【詳解】AB．根據(jù)可知圖象斜率的絕對值表示電場力的大小，故圖甲中，試探電荷在O點受到的電場力不為零，沿x軸正方向電勢能增大，則電場力做負(fù)功，可知電場力有沿x軸負(fù)方向的分量，試探電荷帶負(fù)電，則電場強(qiáng)度有沿x軸正方向的分量，故AB錯誤；C．根據(jù)圖象斜率的絕對值表示電場力的大小，結(jié)合可知處的電場強(qiáng)度大于處的電場強(qiáng)度，故C錯誤；D．處的電勢能低于處的電勢能，試探電荷帶負(fù)電，根據(jù)，可知處的電勢高于處的電勢，故D正確。故選D。四、電場中的v-t圖像4．一帶正電的粒子在電場中做直線運動的v-t圖象如圖所示，t1、t2時刻分別經(jīng)過M、N兩點，已知運動過程中粒子僅受電場力作用，則下列判斷正確的是（）A．該電場可能是由某正點電荷形成的B．M點的電勢低于N點的電勢C．帶電粒子從M點到N點的過程中，電勢能逐漸減小D．帶電粒子在M點所受電場力大于在N點所受電場力【答案】B【詳解】AD．由v-t圖像可知粒子做勻減速直線運動，其所受電場力恒定，則該電場一定是勻強(qiáng)電場，不可能是由某正點電荷形成的，故AD錯誤；BC．粒子從M點到N點的過程中，動能減小，電場力做負(fù)功，電勢能逐漸增大，即粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能，再根據(jù)可知M點的電勢低于N點的電勢，故B正確，C錯誤。故選B。5．空間中僅有在x軸上的關(guān)于原點O對稱的M、N兩點上有兩個場源點電荷、，空間中產(chǎn)生電場。以x軸正方向為沿x軸上的電場強(qiáng)度的正方向，與x的關(guān)系如圖所示．x軸上任意關(guān)于O點對稱的兩點的相同．P、Q兩點關(guān)于M點對稱。以下說法正確的是（）A．與的電荷量大小相等B．為負(fù)電荷，為正電荷C．兩點間電勢差小于兩點間電勢差D．將一負(fù)檢驗電荷從P點移動到Q點，電場力對其所做總功為正【答案】AC【詳解】AB．該電場是等量異種電荷在空間中產(chǎn)生的電場，其中，為正電荷，為負(fù)電荷，A正確，B錯誤；C．正電荷在和區(qū)間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的平均值大小相同有，負(fù)電荷在和區(qū)間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的平均值大小不同有，區(qū)間與方向相反，區(qū)間與方向相同，則合場強(qiáng)，根據(jù)，有，C正確；D．將負(fù)檢驗電荷從P點移動到Q點，正電荷對檢驗電荷做功為零，負(fù)電荷對檢驗電荷做功為負(fù)功，故電場力對該檢驗電荷所做總功為負(fù)，D錯誤。故選AC。6．真空中兩個點電荷分別固定于x軸上和的兩點，在它們的連線上場強(qiáng)E與x關(guān)系如圖所示（取x軸正方向為場強(qiáng)正方向，無窮遠(yuǎn)處電勢為零），以下判斷正確的是（）A．帶正電、帶負(fù)電B．的電荷量是的9倍C．x軸上處的電勢為零D．正點電荷q在x軸上a處的電勢能比在處的大【答案】BD【詳解】A．由圖象可知，處場強(qiáng)沿正方向，帶正電；處場強(qiáng)沿負(fù)方向，產(chǎn)生的場強(qiáng)往外指，帶正電，故A錯誤；B．x軸上3a處的合場強(qiáng)為零，根據(jù)點電荷場強(qiáng)公式可得的電荷量是的9倍，故B正確；C．3a處的場強(qiáng)為零，但是帶正電，帶正電，所以電勢大于零，故C錯誤；D．場強(qiáng)從a處指向2a處，電勢越來越低，所以正點電荷q在x軸上a處的電勢能比在處的大，故D正確。故選BD。7．通常把離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零，已知場源電荷Q的電場中某點電勢的表達(dá)式為（式中k為靜電力常量，r為該點到場源電荷間的距離）。真空中有兩個點電荷Q1、Q2，分別固定在x坐標(biāo)軸的和的位置上。x軸上各點的電勢隨x的變化關(guān)系如圖所示。A、B是圖線與x軸的交點，A點的x坐標(biāo)是6.4cm，圖線上C點的切線水平。下列說法正確的是（）A．電荷Q1、Q2的電性相同B．電荷Q1、Q2的電荷量之比為4:1C．B點的x坐標(biāo)是10.4cmD．C點的x坐標(biāo)是16cm【答案】BD【詳解】A．根據(jù)結(jié)合圖象可知場源電荷附近電勢正負(fù)和場源電荷正負(fù)一致，故由圖可得原點處電荷帶正電，處電荷帶負(fù)電，故A錯誤；B．A點處電勢為零，故有所以，電荷、的電荷量之比故B正確；C．B點處電勢為零，根據(jù)電勢為零可得可得解得故C錯誤；D．C點電勢變化為零，故C點場強(qiáng)為零，根據(jù)疊加定理可得兩場源電荷在C點場強(qiáng)大小相等，故有解得故D正確。故選BD。8．如圖甲所示，在x軸上有O、A、B、C、D五點，坐標(biāo)分別為0、、、、，靜電場的電場強(qiáng)度方向與x軸平行，電勢隨x的分布如圖乙所示。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子，以初速度從O點沿x軸正方向進(jìn)入電場，不計粒子重力，下列說法正確的是（）A．若粒子能運動到A處，至少為B．若粒子能運動到A處，粒子一定能運動到D處C．若粒子能運動到B處，粒子在A、B間做勻速直線運動D．若粒子能運動到C處，粒子在C處的速度為【答案】CD【詳解】A．從O到A根據(jù)動能定理解得故A錯誤；B．粒子在從O到A做減速運動，若粒子運動到A點速度剛好為零，則該粒子不能運動到D處，故B錯誤；C．若粒子能運動到B處，因為A、B為等勢面，所以粒子在A、B間運動時電場力不做功，即粒子在A、B間做勻速直線運動，故C正確；D．從O到C根據(jù)動能定理解得故D正確。故選CD。9．空間存在一沿x軸方向的靜電場，一正電荷由O點開始僅在電場力的作用下沿x軸的正方向運動，該過程中電荷的電勢能關(guān)于位移x的變化規(guī)律如圖所示，電荷運動到x3處時速度為0。其中圖像0~x2為頂點在x的開口向上的拋物線，x2以后的圖線為傾斜的直線。則下列說法正確的是（）A．電荷由x2位置運動到x3的位置做勻加速直線運動B．x1處的電勢最低、x3處的電勢最高C．電荷的初動能為EP3-EP2D．該電場沿x軸的正方向【答案】BC【詳解】A．因EP-x圖像的斜率等于電場力，因x2~x3段圖像的斜率不變，則電荷受的電場力不變，加速度不變，則該過程電荷做勻變速直線運動，但該電荷在x2~x3段電勢能增加，動能減小，即電荷做勻減速運動，選項A錯誤；B．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系可知x1處的電勢最低、x3處的電勢最高，選項B正確；C．由于電荷只受電場力，電荷運動過程中動能與電勢能之和不變，則則則選項C正確；D．由以上分析可知，x1左側(cè)電荷的電勢能減小，電場力做正功，則電場沿x軸的正方向，同理可知x1右側(cè)的電場沿x軸的負(fù)方向，選項D錯誤。故選BC。10．一個帶電粒子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能隨x軸上位置變化如圖所示，則在粒子沿x軸正方向運動過程中，下列說法正確的是（）A．粒子在x軸負(fù)半軸運動過程中，速度先減小后增大B．粒子在x軸負(fù)半軸運動過程中，加速度大小不變C．粒子在x軸正半軸運動過程中，動能不斷增大D．粒子在和兩個位置的速度相同【答案】CD【詳解】A．粒子在x軸負(fù)半軸運動過程中，電勢能不斷增大，則動能不斷減小，速度不斷減小，A錯誤；B．圖像的切線斜率為電場力，則粒子在x軸負(fù)半軸運動過程中，斜率越來越小，電場力越來越小，加速度越來越小，B錯誤；C．粒子在x軸正半軸運動過程中，電勢能越來越小，則動能不斷增大，C正確；D．粒子在和兩個位置的電勢能相同，則動能相同，由于均沿x軸正方向運動，速度相同，D正確；故選CD。11．光滑絕緣水平面上固定兩個等量正電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點，如圖甲所示。一質(zhì)量m=1kg，電量q=0.01C的帶正電小物塊由A點靜止釋放，并以此時為計時起點，并沿光滑水平面經(jīng)過B、C兩點，其運動過程的v﹣t圖像如圖乙所示，其中圖線在B點位置時斜率最大且過B點的切線已畫出，則根據(jù)圖線可以確定（）A．A、B兩點間的位移大小B．中垂線上B點電場強(qiáng)度的大小C．B、C兩點間的電勢差D．A、C兩點間的電勢能的變化大小【答案】BCD【詳解】A．物塊從A運動到B，由圖可讀出A、B兩點的速度，但無法根據(jù)圖像與x軸圍成的圖形面積計算A、B間的位移，同時由于已知物塊的質(zhì)量m、電量q，根據(jù)動能定理得可求得UAB，但由于A、B間的各點電場強(qiáng)度大小不相等，所以根據(jù)公式也無法求A、B間的位移大小，故A錯誤；B．根據(jù)v-t圖象的斜率等于加速度，可以求出物塊在B點的加速度，根據(jù)牛頓第二定律得qE=ma由于物塊的電荷量q已知，所以能求出B點的電場強(qiáng)度E，故B正確；C．由圖可讀出B、C兩點的速度，已知物塊的質(zhì)量m、電量q，根據(jù)動能定理得可求得UBC，故C正確；D．根據(jù)能量守恒定律知由于質(zhì)量m已知，又從圖像中可知A、C兩點的速度，所以可以求出A、C兩點間的勢能的變化量，故D正確。故選BCD。12．一帶電粒子僅在電場力作用下從A點開始以初速度為-v0做直線運動，其v-t圖像如圖所示。粒子在t時刻運動到B點，3t時刻運動到C點，以下判斷正確的是（）A．A、B、C三點中B點的場強(qiáng)最大B．