高考物理电场精讲精练静电场中的三类图象问题

静电场中的三类图象问题考向1: v ­t图象根据v ­t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化．[典例2] (多选)如图(a)，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v ­t图线如图(b)所示．设a、b两点的电势分别为φa、φb，电场强度大小分别为E a、E b，粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b，不计重力，则有( ) A．φa＞φb B．E a＞E bC．E a＜E b D．W a＞W b解析由v ­t 图象的斜率减小可知由a到b的过程中，粒子的加速度减小，所以电场强度变小，E a＞E b；根据动能定理，速度增大，可知电势能减小，W a＞W b，可得选项B、D正确．答案BD考向2：φ ­x图象(1)电场强度的大小等于φ ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ ­x图线存在极值，其切线的斜率为零．(2)在φ ­x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．(3)在φ ­x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断．[典例3] 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在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A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则( )A．N点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间电场强度方向指向x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功解析A、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项A、B错误；从N到C电势升高，NC间电场强度方向指向x轴负方向，选项C错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，选项D正确．答案 D考向3：E­x图象在给定了电场的E­x图象后，可以由图线确定电场强度的变化情况，电势的变化情况，E­x图线与x 轴所围图形“面积”表示电势差．在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况．在这类题目中，还可以由E­x图象假设某一种符合E­x图线的电场，利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题．[典例4] (多选) 静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，x轴正向为电场强度正方向，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解析由图象可知，正电荷从x2移动到x4的过程电场力做功不为零，两点电势能不相等，A项错误；从x1移动到x3的过程电场力沿x轴负方向，电场力做负功，电势能增大，B项正确；从x1到x4的过程电场强度先增大，后减小，所以电场力先增大后减小，C项正确，D项错误．答案BC过关检测1．两电荷量分别为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解析：选C.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E p＝qφ知，电势能先减小后增大，D错．2、一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能E p与位移x的关系如图所示，下列图象中合理的是( )解析：选D.带电粒子在电场中运动时，其电势能的变化规律是非线性的．由E p ­x 图象知，带电粒子的电势能不是均匀变化的，静电力不能为恒力，故选项A 错误；带电粒子仅受静电力作用，故电势能和动能相互转化，电势能的减少量等于动能的增加量，即动能增加得越来越慢，故选项B 错误；由于静电力不是恒力，加速度a 应该越来越小，故选项C 错误，选项D 正确．3．(多选)如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合．一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m ＝10 g 的带正电的小球，小球所带电荷量q ＝5.0×10－4C.小球从C 点由静止释放，其沿细杆由C 经B 向A 运动的v ­t 图象如图乙所示．小球运动到B 点时，速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A ．在O 点右侧杆上，B 点场强最大，场强大小为E ＝1.2 V/mB ．由C 到A 的过程中，小球的电势能先减小后增大C ．由C 到A 电势逐渐降低D ．C 、B 两点间的电势差U CB ＝0.9 V解析：选ACD.由题图乙可知，小球在B 点的加速度最大，故受力最大，加速度由电场力提供，故B点的电场强度最大，a ＝Δv Δt ＝Eq m，解得E ＝1.2 V/m ，选项A 正确；从C 到A ，电场力一直做正功，故电势能一直减小，选项B 错误，C 正确；由C 到B ，电场力做功为W ＝12mv 2B －0，C 、B 间电势差为U CB ＝W q＝0.9 V ，选项D 正确．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1．在光滑水平面上，a、b两小球沿水平面相向运动，当小球间距小于或等于L时，受到大小相等，方向相反的相互排斥恒力作用，小球间距大于L时，相互排斥力为零。

小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度v随时间t的变化关系图象如图所示，由图可知A．a球质量小于b球质量B．在0~t2时间内两小球间距逐渐减小C．在t1时刻两小球间距最小D．在0~t3时间内b球所受排斥力方向始终与运动方向相反2．高铁列车行驶时受到的总阻力包括摩擦阻力和空气阻力。

某一列高铁列车以180 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时，空气阻力约占总阻力的50 %，牵引力的功率约为2000 kW。

假设摩擦阻力恒定，空气阻力与列车行驶速度的平方成正比，则该列车以360 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时牵引力的功率约为A．4000 kW B．8000 kWC．10000 kW D．16000 kW3．如图所示为甲、乙两物体从同一位置出发沿同一方向做直线运动的v﹣t图象，其中t2=2t1，则下列判断正确的是（）A．甲的加速度比乙的大B．t1时刻甲、乙两物体相遇C．t2时刻甲、乙两物体相遇D．0～t1时间内，甲、乙两物体之间的距离逐渐减小4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝。

为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（）A．2.2ΩB．ΩC．22ΩD．Ω5．如图所示，地月拉格朗日点L1和L2位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.假设在地月拉格朗日点L1和L2分别建立了空间站P和Q,使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2、a3分别表示空间站P、月球、空间站Q的向心加速度的大小，则以下判断正确的是A．a1>a2>a3B．a1=a2=a3C．a1<a2<a3D．a1 =a3≠a26．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）A．B．C．D．\二、多项选择题7．正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术．放射性同位素在衰变过程中会释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭，产生方向相反的一对光子．已知电子的质量为m，光速为c，则一对静止的正、负电子湮灭过程中产生的一个光子能量是____，湮灭的反应方程式为____．8．如图所示，半圆柱体放在水平地面上，表面光滑的圆柱体放在和墙壁之间，的轴线与墙壁之间的距离为，已知与地面间的动摩擦因数，横截面半径均为R，P的质量是的2倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

均处于静止状态，则A．L越大，间的作用力越大B．越大，对墙壁的压力越小C．L越大，受到地面的摩擦力越小D．的取值不能超过9．如图所示，劲度系数为k的竖直弹簧下端固定于水平地面上，质量为m的小球从弹簧的正上方高为h 的地方自由下落到弹簧上端，经几次反弹后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，在以上三个量中只改变其中一个量的情况下，下列说法正确的是A．无论三个量中的一个怎样改变，小球与弹簧的系统机械能守恒B．无论h怎样变化，小球在A点的弹簧压缩量与h无关C．小球的质量m愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D．无论劲度系数k为多大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能都相等10．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。

某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。

不考虑摩擦阻力和空气阻力。

对于第①次和第②次提升过程，A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:5三、实验题11．如图所示，光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A，用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m 的木块B．一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块（时间极短），在以后的运动过程中，摆线离开竖直方向的最大角度小于90°，（不计空气阻力）试求 :(1)子弹射入木块时产生的热量;(2)木块能摆起的最大高度;(3)小车A运动过程的最大速度.12．某校同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。