专题02+电场中“四类”典型图象问题的突破（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

专题02+电场中“四类”典型图象问题的突破（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

‎1．如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象是选项中的 ‎【答案】B ‎2．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示。下列说法中正确的是 A．O点的电势最低 B．x2点的电势最高 C．x1和－x1两点的电势相等 D．x1和x3两点的电势相等 ‎【答案】C ‎【解析】由题图知，O点两侧电场强度方向相反，因电场强度的方向沿x轴，故O点可能电势最低，也可能电势最高，A不正确；x1、x2、x3三点在同一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左，x2点电势都不是最高，x1、x3两点的电势也不相等，故B、D不正确；由题图知，电场强度在O点两侧对称，故x1、－x1两点电势相等，C正确。 ‎ ‎4．某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。‎ 在O点到A点的运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上的电势φ随位移x的变化图线可能正确的是 ‎【答案】B ‎5．如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是 ‎【答案】A ‎6．如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则 A．x2处场强大小为 ‎ B．球内部电场为匀强电场 C．x1、x2两点处的电势相同 D．假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处和从R移到x1处电场力做功相同 ‎【答案】A ‎【解析】引入带正电的试探电荷q，所受的库仑力F＝k，根据场强定义式E＝，求得x2处的场强为E＝，选项A正确；由图乙知球内部随着x的增加场强逐渐增大，选项B错误；引入带正电的试探电荷q，由图乙知在x1处受到的电场力沿着x轴正方向，在向x2运动过程中，电场力做正功，电势能减小，电势减小，选项C错误；将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处电场力做正功，而从R移到x1处电场力做负功，选项D错误。 ‎ ‎7．（多选）一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v−t图像如图所示，则下列说法中正确的是 A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度 B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C．C、D间各点电场强度和电势都为零 D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差 ‎【答案】AB ‎【解析】由图线可看出，过A点的切线的斜率大于B点，即粒子在A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；粒子在B点的速度大于A点，故从A点到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故C、D间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项C错误；从A到B和从C到B 粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即A、B两点间的电势差等于C、B两点间的电势差，选项D错误。‎ ‎8．某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为EpA、EpO、EpB。下列判断正确的是 A．φO＞φB＞φA　　　 B．EOx＞EBx＞EAx ‎ C．EpO＜EpB＜EpA D．EpO－EpA＞EpO－EpB ‎【答案】D ‎9．（多选）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷 A．在x2和x4处电势能相等 ‎ B．由x1运动到x3的过程中电势能增大 C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 ‎【答案】BC ‎10．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是 A．q1、q2为等量异种电荷 ‎ B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，A错。N、C间的电场方向沿x轴正方向，C点场强为0，B错．根据ND段图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，C正确；正电荷从N移到D，由Ep＝qφ知，电势能先减小后增大，D错。‎ ‎11．某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图所示，由此可以判断 A．小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向下 B．小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下 C．小球可能先做加速运动，后做匀速运动 ‎ D．小球一定做加速运动，且加速度不断增大 ‎【答案】D ‎【解析】小球的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向向上，再根据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故A、B错误；根据牛顿第二定律可知，小球受重力与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，故C错误，D正确。‎ ‎12．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是 A．O点的电势最低 ‎ B．x1和x3两点的电势相等 C．x2和－x2两点的电势相等 ‎ D．x2的电势最高 ‎【答案】C ‎13．（多选）直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度释放一电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则 A．Ea>Eb　　　　　B．Eaφb ‎【答案】AC　‎ ‎14．（多选）a、b是位于x轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远电势为零），M、N、P为x轴上的三点，P点对应图线的最低点，a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发，仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点，下列说法正确是 A．P点处的电场强度为0‎ B．a和b一定是等量同种电荷 C．质子在运动过程中速率先增大后减小 D．质子在运动过程中加速度先增大后减小 ‎【答案】AC　‎ ‎【解析】由电势图线知两电荷均带正电，但电荷量Q1>Q2，选项B错误；由沿电场线方向电势降低知，在P点场强方向改变，所以P点处的电场强度为0，选项A正确；质子从M点运动到N点，加速度先减小后增大，速率先增大后减小，选项C正确，D错误。‎ ‎15．如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示。EA、EB表示A、B两点的电场强度，φA、φB表示A、B两点的电势。以下判断正确的是 A．EAEB C．φA>φB D．φA<φB ‎【答案】D　‎ ‎16．（多选）如图甲所示，a、b是某电场中一条电场线上的两点，若在a点释放一初速度为零的带负电的粒子，粒子仅在电场力作用下沿电场线由a运动到b，其电势能W随位移x变化的规律如图乙所示。设a、b两点的电势分别为φa和φb，电场强度的大小分别为Ea和Eb。则下列判断正确的是 A．φa>φb　　　　　　　　　 B．φa<φb C．EaBD），取无穷远处电势为零，由图可知 A．B点电场强度为零 B．Q1为负电荷，Q2为正电荷 C．Q1的带电量一定大于Q2的带电量 D．将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做正功 ‎【答案】BCD　‎ ‎22．如图甲所示，电荷量为q＝1×10－4 C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，求：‎ ‎（1）前2 s内电场力做的功；‎ ‎（2）物块的质量；‎ ‎（3）物块与水平面的动摩擦因数。‎ ‎【答案】（1）6 J　（2）1 kg　（3）0.2‎ ‎【解析】（1）由题意可得，在匀强电场中电场力为：F＝qE，‎ 由题图乙得前2秒内的位移为：s＝×2×2 m＝2 m，‎ 则电场力做的功为：W＝Fs，‎ 代入数据解得：W＝6 J。‎