题目内容
19.如图所示,竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场,在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球(不计两带电小球之间的电场影响),小球P从紧靠左极板处由静止开始释放,小球Q从两板正中央由静止开始释放,两小球均沿直线运动打到右极板上的同一点,则从开始释放到打到右极板的过程中( )A. | 它们的运动时间之比tP:tQ=2:1 | |
B. | 它们的电荷量之比qP:qQ=2:1 | |
C. | 它们的动能增加量之比△EkP:△EkQ=4:1 | |
D. | 它们的电势能减少量之比△EP:△EQ=2:1 |
分析 两小球在电场中均受到重力和电场力作用,两小球均沿图所示的虚线做初速度为零的匀加速直线运动; 把运动沿水平和竖直方向进行分解,在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向均做初速度为零的匀加速直线运动.因在竖直方向上位移相同,所以两球运动时间相同,从而判断出在水平方向上的加速度的关系和电场力的关系,结合能量的转化和守恒及运动学公式可判断个选项的正误.
解答 解:A、两小球在竖直方向做自由落体运动,水平在电场力作用下做初速度为0的匀加速直线运动,故两小球运动时在竖直方向自由下落的高度相同,由h=$\frac{1}{2}g{t}_{\;}^{2}$可知他们运动时间相等,故A错误;
B、根据分运动的等时性,沿电场方向加速时间也相等,由$s=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$可得P、Q两球的水平加速度为2倍关系;由$a=\frac{qE}{m}$可知,带电量也为2倍关系.故B正确;
CD、可知两球的加速度关系为aP=2aQ,由F=ma可得电场力有关系Fp=2FQ,而水平方向Sp=2SQ,由功的公式知,电场力对两球做功有关系Wp=4WQ,所以电势能变化量之比△EP:△EQ=4:1,
在竖直方向上重力做功相等,所以两球合力做功并不是4倍关系.可知CD错误;
故选:B.
点评 该题考察了带电粒子在平行板电容器中的运动,本题关键将两个小球的运动分解为水平方向和竖直方向的分运动,然后结合运动学公式、牛顿运动定律和能量列式分析.
练习册系列答案
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9.下列说法中正确的是( )
A. | 放射性元素的半衰期与温度、压强无关 | |
B. | 波尔理论认为,原子中的核外电子轨道是量子化的 | |
C. | “原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射实验判定的 | |
D. | 天然放射性元素${\;}_{90}^{232}Th$(钍)共经过4次衰变和6次β衰变变成${\;}_{82}^{208}Pb$(铅) |
7.如图所示,在水平面上质量为m的物体在水平外力F的作用下做匀速直线运动.从静止开始,外力变为2F,经过时间t发生的位移是x,若外力变为3F,从静止开始经过时间2t发生的位移是( )
A. | 4x | B. | 6x | C. | 8x | D. | 12x |
14.如图所示,用同种材料制成的一个轨道ABC,其中AB段为四分之一圆弧.在B点和水平段BC相切,圆弧半径为R.小物块和轨道间摩擦因数为μ,小物块从轨道顶端A由静止开始恰好运动到C点静止,且BC距离也为R,则摩擦系数μ的取值应有( )
A. | 0<μ<0.25 | B. | 0.25<μ<0.5 | C. | 0.5<μ<0.75 | D. | 0.75<μ<1 |
4.在做验证力的平行四边形定则的实验时,先用两个弹簧称拉橡皮条,再用一个弹簧称拉橡皮条,两次必须使橡皮条的结点达到同一位置,这样是为了( )
A. | 便于测量力的大小 | |
B. | 使两个分力和它的合力产生相同的效果 | |
C. | 使两个分力和它的合力有不同的作用点 | |
D. | 便于画出分力的方向 |
11.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. | 物体可能不受弹力作用 | B. | 物体一定受四个力作用 | ||
C. | 物体可能受三个力作用 | D. | 物体可能不受摩擦力作用 |
8.下列说法正确的是( )
A. | 在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长无关 | |
B. | 弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变 | |
C. | 在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小 | |
D. | 系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 | |
E. | 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向 |
9.如图所示,飞船在椭圆轨道上从远地点P向近地点Q运动的过程中( )
A. | 动能减小,机械能减小 | B. | 动能增大,机械能增大 | ||
C. | 动能减小,机械能不变 | D. | 动能增大,机械能不变 |