高一物理下學(xué)期期末考試分類匯編電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題新人教版

專題10電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題一、電場(chǎng)中的E-x圖像1．某空間存在一條沿x軸方向的電場(chǎng)線，電場(chǎng)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(diǎn)中心對(duì)稱，則（）A．x1、x2處的電場(chǎng)方向相同B．電勢(shì)差C．取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)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(guò)x1處【答案】B【詳解】A．根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的正負(fù)反映場(chǎng)強(qiáng)的方向，可知x1、x2處的電場(chǎng)方向相反，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖象與x軸圍成的面積分析電勢(shì)差的大小，可知電勢(shì)差故B正確；C．根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的正負(fù)反映場(chǎng)強(qiáng)的方向可知x軸正半軸場(chǎng)強(qiáng)向右，x軸負(fù)半軸場(chǎng)強(qiáng)向左，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)大于零，故C錯(cuò)誤；D．由圖可知，場(chǎng)強(qiáng)對(duì)稱分布，根據(jù)電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)也只能運(yùn)動(dòng)到與x2對(duì)稱的-x2處，不可能經(jīng)過(guò)x1處，故D錯(cuò)誤。故選B。二、電場(chǎng)中的φ-x圖像2．在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的有（）A．q1和q2帶有同種電荷B．x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小D．正電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖像，電勢(shì)有正值也有負(fù)值，所以q1和q2帶有異種電荷，A錯(cuò)誤；B．x1處的斜率最大，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零，B錯(cuò)誤；C．從x1移到x2，電勢(shì)升高，所以電場(chǎng)強(qiáng)度向左，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力向右，負(fù)電荷從x1移到x2，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C正確；D．在x1處斜率最大，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，正電荷所愛(ài)電場(chǎng)力最大，在x2處斜率等于零，電場(chǎng)強(qiáng)度等于零，正電荷所受電場(chǎng)力等于零，正電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力減小，D錯(cuò)誤。故選C。三、電場(chǎng)中的Ep-x圖像3．在甲、乙電場(chǎng)中，試探電荷具有的電勢(shì)能沿x方向的變化分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零B．圖甲中，電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向C．圖乙中，處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于處的電場(chǎng)強(qiáng)度D．圖乙中，處的電勢(shì)高于處的電勢(shì)【答案】D【詳解】AB．根據(jù)可知圖象斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大小，故圖甲中，試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力不為零，沿x軸正方向電勢(shì)能增大，則電場(chǎng)力做負(fù)功，可知電場(chǎng)力有沿x軸負(fù)方向的分量，試探電荷帶負(fù)電，則電場(chǎng)強(qiáng)度有沿x軸正方向的分量，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖象斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大小，結(jié)合可知處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；D．處的電勢(shì)能低于處的電勢(shì)能，試探電荷帶負(fù)電，根據(jù)，可知處的電勢(shì)高于處的電勢(shì)，故D正確。故選D。四、電場(chǎng)中的v-t圖像4．一帶正電的粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，t1、t2時(shí)刻分別經(jīng)過(guò)M、N兩點(diǎn)，已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子僅受電場(chǎng)力作用，則下列判斷正確的是（）A．該電場(chǎng)可能是由某正點(diǎn)電荷形成的B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)C．帶電粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸減小D．帶電粒子在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力【答案】B【詳解】AD．由v-t圖像可知粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)力恒定，則該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，不可能是由某正點(diǎn)電荷形成的，故AD錯(cuò)誤；BC．粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能逐漸增大，即粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能，再根據(jù)可知M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，故B正確，C錯(cuò)誤。故選B。5．空間中僅有在x軸上的關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的M、N兩點(diǎn)上有兩個(gè)場(chǎng)源點(diǎn)電荷、，空間中產(chǎn)生電場(chǎng)。以x軸正方向?yàn)檠豿軸上的電場(chǎng)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(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)的相同．P、Q兩點(diǎn)關(guān)于M點(diǎn)對(duì)稱。以下說(shuō)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(diǎn)間電勢(shì)差小于兩點(diǎn)間電勢(shì)差D．將一負(fù)檢驗(yàn)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其所做總功為正【答案】AC【詳解】AB．該電場(chǎng)是等量異種電荷在空間中產(chǎn)生的電場(chǎng)，其中，為正電荷，為負(fù)電荷，A正確，B錯(cuò)誤；C．正電荷在和區(qū)間產(chǎn)生的電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)，有，C正確；D．將負(fù)檢驗(yàn)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，正電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷做功為零，負(fù)電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷做功為負(fù)功，故電場(chǎng)力對(duì)該檢驗(yàn)電荷所做總功為負(fù)，D錯(cuò)誤。故選AC。6．真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于x軸上和的兩點(diǎn)，在它們的連線上場(chǎng)強(qiáng)E與x關(guān)系如圖所示（取x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)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(shì)為零D．正點(diǎn)電荷q在x軸上a處的電勢(shì)能比在處的大【答案】BD【詳解】A．由圖象可知，處場(chǎng)強(qiáng)沿正方向，帶正電；處場(chǎng)強(qiáng)沿負(fù)方向，產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)往外指，帶正電，故A錯(cuò)誤；B．x軸上3a處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得的電荷量是的9倍，故B正確；C．3a處的場(chǎng)強(qiáng)為零，但是帶正電，帶正電，所以電勢(shì)大于零，故C錯(cuò)誤；D．場(chǎng)強(qiáng)從a處指向2a處，電勢(shì)越來(lái)越低，所以正點(diǎn)電荷q在x軸上a處的電勢(shì)能比在處的大，故D正確。故選BD。7．通常把離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零，已知場(chǎng)源電荷Q的電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的表達(dá)式為（式中k為靜電力常量，r為該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷間的距離）。真空中有兩個(gè)點(diǎn)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(diǎn)的電勢(shì)隨x的變化關(guān)系如圖所示。A、B是圖線與x軸的交點(diǎn)，A點(diǎn)的x坐標(biāo)是6.4cm，圖線上C點(diǎn)的切線水平。下列說(shuō)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(diǎn)的x坐標(biāo)是10.4cmD．C點(diǎn)的x坐標(biāo)是16cm【答案】BD【詳解】A．根據(jù)結(jié)合圖象可知場(chǎng)源電荷附近電勢(shì)正負(fù)和場(chǎng)源電荷正負(fù)一致，故由圖可得原點(diǎn)處電荷帶正電，處電荷帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；B．A點(diǎn)處電勢(shì)為零，故有所以，電荷、的電荷量之比故B正確；C．B點(diǎn)處電勢(shì)為零，根據(jù)電勢(shì)為零可得可得解得故C錯(cuò)誤；D．C點(diǎn)電勢(shì)變化為零，故C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)疊加定理可得兩場(chǎng)源電荷在C點(diǎn)場(chǎng)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(diǎn)，坐標(biāo)分別為0、、、、，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與x軸平行，電勢(shì)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(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）A．若粒子能運(yùn)動(dòng)到A處，至少為B．若粒子能運(yùn)動(dòng)到A處，粒子一定能運(yùn)動(dòng)到D處C．若粒子能運(yùn)動(dòng)到B處，粒子在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．若粒子能運(yùn)動(dòng)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(dòng)能定理解得故A錯(cuò)誤；B．粒子在從O到A做減速運(yùn)動(dòng)，若粒子運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)速度剛好為零，則該粒子不能運(yùn)動(dòng)到D處，故B錯(cuò)誤；C．若粒子能運(yùn)動(dòng)到B處，因?yàn)锳、B為等勢(shì)面，所以粒子在A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功，即粒子在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．從O到C根據(jù)動(dòng)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(chǎng)，一正電荷由O點(diǎn)開(kāi)始僅在電場(chǎng)力的作用下沿x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中電荷的電勢(shì)能關(guān)于位移x的變化規(guī)律如圖所示，電荷運(yùn)動(dòng)到x3處時(shí)速度為0。其中圖像0~x2為頂點(diǎn)在x的開(kāi)口向上的拋物線，x2以后的圖線為傾斜的直線。則下列說(shuō)法正確的是（）A．電荷由x2位置運(yùn)動(dòng)到x3的位置做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．x1處的電勢(shì)最低、x3處的電勢(shì)最高C．電荷的初動(dòng)能為EP3-EP2D．該電場(chǎng)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(chǎng)力，因x2~x3段圖像的斜率不變，則電荷受的電場(chǎng)力不變，加速度不變，則該過(guò)程電荷做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但該電荷在x2~x3段電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，即電荷做勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系可知x1處的電勢(shì)最低、x3處的電勢(shì)最高，選項(xiàng)B正確；C．由于電荷只受電場(chǎng)力，電荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變，則則則選項(xiàng)C正確；D．由以上分析可知，x1左側(cè)電荷的電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，則電場(chǎng)沿x軸的正方向，同理可知x1右側(cè)的電場(chǎng)沿x軸的負(fù)方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。10．一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能隨x軸上位置變化如圖所示，則在粒子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．粒子在x軸負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度先減小后增大B．粒子在x軸負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度大小不變C．粒子在x軸正半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能不斷增大D．粒子在和兩個(gè)位置的速度相同【答案】CD【詳解】A．粒子在x軸負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電勢(shì)能不斷增大，則動(dòng)能不斷減小，速度不斷減小，A錯(cuò)誤；B．圖像的切線斜率為電場(chǎng)力，則粒子在x軸負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，斜率越來(lái)越小，電場(chǎng)力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，B錯(cuò)誤；C．粒子在x軸正半軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電勢(shì)能越來(lái)越小，則動(dòng)能不斷增大，C正確；D．粒子在和兩個(gè)位置的電勢(shì)能相同，則動(dòng)能相同，由于均沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，速度相同，D正確；故選CD。11．光滑絕緣水平面上固定兩個(gè)等量正電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，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(diǎn)靜止釋放，并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并沿光滑水平面經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v﹣t圖像如圖乙所示，其中圖線在B點(diǎn)位置時(shí)斜率最大且過(guò)B點(diǎn)的切線已畫(huà)出，則根據(jù)圖線可以確定（）A．A、B兩點(diǎn)間的位移大小B．中垂線上B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小C．B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)能的變化大小【答案】BCD【詳解】A．物塊從A運(yùn)動(dòng)到B，由圖可讀出A、B兩點(diǎn)的速度，但無(wú)法根據(jù)圖像與x軸圍成的圖形面積計(jì)算A、B間的位移，同時(shí)由于已知物塊的質(zhì)量m、電量q，根據(jù)動(dòng)能定理得可求得UAB，但由于A、B間的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等，所以根據(jù)公式也無(wú)法求A、B間的位移大小，故A錯(cuò)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(diǎn)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(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E，故B正確；C．由圖可讀出B、C兩點(diǎn)的速度，已知物塊的質(zhì)量m、電量q，根據(jù)動(dòng)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(diǎn)的速度，所以可以求出A、C兩點(diǎn)間的勢(shì)能的變化量，故D正確。故選BCD。12．一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)開(kāi)始以初速度為-v0做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。粒子在t時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，3t時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，以下判斷正確的是（）A．A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大B．