2026高考物理大一輪復(fù)習(xí)-第九章 第44練 專題強(qiáng)化：電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題 電場(chǎng)中功能關(guān)系的綜合問(wèn)題-專項(xiàng)訓(xùn)練【含答案】

第44練專題強(qiáng)化：電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題電場(chǎng)中功能關(guān)系的綜合問(wèn)題分值：60分1~6題每小題5分，共30分1.(來(lái)自教材改編)(2024·北京市豐臺(tái)區(qū)二模)如圖甲所示，A、B是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一個(gè)電子僅在靜電力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的v－t圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A.該點(diǎn)電荷為正電荷B.電子在A點(diǎn)受到的靜電力小于在B點(diǎn)受到的靜電力C.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)D.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能2.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度v從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為2v，方向與電場(chǎng)方向相反，則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程()A.動(dòng)能增加12mvB.機(jī)械能增加2mv2C.重力勢(shì)能增加32mvD.電勢(shì)能增加2mv23.空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A.O點(diǎn)的電勢(shì)最低B.x2點(diǎn)的電勢(shì)最高C.x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D.－x1和x1兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零4.(2025·湖南永州市一模)假設(shè)某空間有一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ隨x變化情況如圖所示，且?guī)щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)只考慮受靜電力，根據(jù)圖中信息可以確定下列說(shuō)法中正確的是()A.從x2到x3，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均勻增加B.正電荷沿x軸從O運(yùn)動(dòng)到x1的過(guò)程中，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過(guò)程中，靜電力做正功，電勢(shì)能減小D.x2處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2，x4處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E4，則E2>E45.(2024·湖北省騰云聯(lián)盟聯(lián)考)在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸，一個(gè)質(zhì)子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)間距相等的A、B、C三點(diǎn)，該質(zhì)子的電勢(shì)能Ep隨位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示，該質(zhì)子只受靜電力作用。下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.質(zhì)子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率D.C、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA6.(2024·黑吉遼·6)在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球僅在重力和電場(chǎng)力作用下于豎直面(紙面)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如圖，若小球的初速度方向沿虛線，則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，若小球的初速度方向垂直于虛線，則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)等高處的過(guò)程中()A.動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 B.動(dòng)能增大，電勢(shì)能增大C.動(dòng)能減小，電勢(shì)能減小 D.動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小7~9題每小題7分，共21分7.(八省聯(lián)考·內(nèi)蒙古·5)如圖，一帶正電小球甲固定在光滑絕緣斜面上，另一帶正電小球乙在斜面上由靜止釋放。以釋放點(diǎn)為原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向建立x軸。在乙沿x軸加速下滑過(guò)程中，其動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨位置x變化的圖像，可能正確的是()8.(2024·湖南卷·5)真空中有電荷量為＋4q和－q的兩個(gè)點(diǎn)電荷，分別固定在x軸上－1和0處。設(shè)無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，x正半軸上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的圖像正確的是()9.(2024·重慶卷·6)沿空間某直線建立x軸，該直線上的靜電場(chǎng)方向沿x軸，其電勢(shì)φ隨位置x變化的圖像如圖所示，一電荷量為e、帶負(fù)電的試探電荷，經(jīng)過(guò)x2點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為1.5eV，速度沿x軸正方向，若該電荷僅受電場(chǎng)力。則其將()A.不能通過(guò)x3點(diǎn)B.在x3點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)C.能通過(guò)x0點(diǎn)D.在x1點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)(9分)10.(2024·江西省模擬)如圖，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一與斜面平行的輕彈簧一端固定在斜面的頂端，另一端與一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的滑塊相連，滑塊恰好靜止在O點(diǎn)?，F(xiàn)給滑塊沿斜面向上的初速度v0，下列關(guān)于滑塊從O點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，系統(tǒng)的電勢(shì)能、滑塊的加速度a及動(dòng)能Ek隨距離變化的圖像正確的是()

答案精析1.D[電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度增大，則靜電力做正功，靜電力方向由A指向B，電場(chǎng)強(qiáng)度方向由B指向A，從A到B電子加速度減小，電子受到的靜電力減小，從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度減小，可知電子遠(yuǎn)離點(diǎn)電荷，說(shuō)明點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的左側(cè)，可判斷出該點(diǎn)電荷帶負(fù)電，故A、B錯(cuò)誤；電子所受靜電力方向由A指向B，故電場(chǎng)線方向由B指向A，沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，B點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì)，故C錯(cuò)誤；電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度增大，則靜電力做正功，電勢(shì)能減小，即電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，故D正確。]2.B[小球動(dòng)能的增加量為ΔEk＝12m(2v)2－12mv2＝32mv2，A錯(cuò)誤；小球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到N時(shí)豎直方向的速度為零，則M、N兩點(diǎn)之間高度差為h＝v22g，小球重力勢(shì)能的增加量為ΔEp＝mgh＝12mv2，C錯(cuò)誤；靜電力對(duì)小球做正功，則小球的電勢(shì)能減少，由能量守恒定律可知，小球減小的電勢(shì)能等于重力勢(shì)能與動(dòng)能的增加量之和，則電勢(shì)能的減少量為ΔEp'＝32mv2＋12mv2＝2mv2，3.D[由E－x圖像可知，電場(chǎng)方向由O點(diǎn)分別指向x軸正方向和x軸負(fù)方向，根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，可知O點(diǎn)的電勢(shì)最高，x1點(diǎn)的電勢(shì)大于x3點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)對(duì)稱性可知－x1和x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，則－x1和x1兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]4.D[根據(jù)E＝ΔφΔx可知φ－x圖像中圖線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由題圖可知，沿x軸方向，從x2到x3，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小恒定，故A錯(cuò)誤；同理可知O→x1沿x軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，正電荷沿x軸從O運(yùn)動(dòng)到x1的過(guò)程中，沿x軸方向的靜電力為零，一定不做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，x4到x5電勢(shì)降低，根據(jù)Ep＝qφ可知負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過(guò)程中，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)A選項(xiàng)分析可知，x2處圖線斜率絕對(duì)值大于x4處圖線斜率絕對(duì)值，所以E2>E4，故5.D[質(zhì)子電勢(shì)能增大，則靜電力做負(fù)功，靜電力方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反，質(zhì)子帶正電，說(shuō)明電場(chǎng)方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反，即電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，則A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)，A錯(cuò)誤；由Ep－x圖像斜率的絕對(duì)值表示靜電力大小可知，F(xiàn)xA<FxB，說(shuō)明A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；質(zhì)子只受靜電力作用，由功能關(guān)系可知EkA>EkB，質(zhì)子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率，C錯(cuò)誤；根據(jù)U＝Ed定性分析，由A至C電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸變大，A、B、C三點(diǎn)間距相等，則C、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA，D正確。]6.D[根據(jù)題意若小球的初速度方向沿虛線，則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，可知電場(chǎng)力和重力的合力沿著虛線方向，又電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)樗椒较?，根?jù)力的合成可知電場(chǎng)力方向水平向右；若小球的初速度方向垂直于虛線(如題圖)，則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)等高處的過(guò)程中重力對(duì)小球做功為零，電場(chǎng)力的方向與小球的位移方向相同，則電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，故選D。]7.D[設(shè)兩個(gè)帶電小球間距為r，則F合＝mgsinθ－kq在乙沿x軸加速下滑過(guò)程中，兩個(gè)帶電小球的間距r逐漸減小，合外力沿斜面向下逐漸減小，Ek－x圖像的斜率表示合外力，則斜率逐漸減小，故A、B不符合題意；E－x圖像的斜率絕對(duì)值表示庫(kù)侖力的大小，即|k斜|＝kq甲q乙r2，在乙沿x軸加速下滑過(guò)程中，庫(kù)侖力逐漸增大，則E－x圖像的斜率的絕對(duì)值逐漸增大，故8.D[方法一從電場(chǎng)強(qiáng)度方向看電勢(shì)的變化設(shè)x＝x0處電場(chǎng)強(qiáng)度為0，此處E1與E2等大反向k·4q(x0＋1)2＝kqx020<x<1，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左，x增大，φ增大，x>1，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，x增大，φ減小，故D正確。方法二電勢(shì)疊加法根據(jù)點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)公式φ＝kQr設(shè)x＝x'處(x'>0)的電勢(shì)為0，得k4q1＋x'解得x'＝1故可知當(dāng)0<x<13時(shí)，φ<0當(dāng)x＝13時(shí)，φ＝0當(dāng)x>13時(shí)，φ>0，故選D。9.B[帶負(fù)電的試探電荷在x2處動(dòng)能為1.5eV，電勢(shì)能為－1eV，總能量為0.5eV，且試探電荷速度沿x軸正方向，在x2~x3區(qū)域試探電荷受到沿x軸正方向的電場(chǎng)力，做加速運(yùn)動(dòng)，在x3處速度最大，試探電荷繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到x3右側(cè)，做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為零時(shí)，電勢(shì)能為0.5eV，即運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)為－0.5V處減速到零，開(kāi)始向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，后反向回到x2處動(dòng)能仍為1.5eV，繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，在電勢(shì)為－0.5V處減速到零又反向，不會(huì)運(yùn)動(dòng)到x0、x1處，即試探電荷在x3點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。故選B。]10.B[滑塊從O點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力做功為W電＝－qEx，根據(jù)功能關(guān)系有W電＝Ep0－Ep，解得Ep＝Ep0＋qEx，Ep－x圖像斜率為正值，故A錯(cuò)誤；滑塊在O點(diǎn)靜止，根據(jù)平衡條件有kx0＝mgsinθ＋qE，滑塊向