题目内容

【题目】如图所示,绝缘、光滑的水平面处于水平向右的匀强电场中,带负电物体从A处由静止开始向左运动,与竖直档板P发生碰撞并反弹,第1次反弹后向右运动最远能到达的位置记为Q(图中未标出Q点)。若物体反弹时动能不变,电性不变但带电量变为原来的k倍(k1),则(  )

A.Q点与A重合

B.A点电势小于Q点电势

C.物体在Q点电势能等于出发电势能

D.物体在Q点电势能大于出发时电势能

【答案】C

【解析】

AB.根据动能定理,动能变化相等,而碰撞前电场力大于碰撞后的电场力,因此碰撞后的位移较大,即QA点的右侧,根据沿着电场线方向电势是降低的,则A点的电势高于Q点的,故AB错误;

CD.根据来回动能的变化相同,结合动能定理,则电场力做功绝对值相等,因此从出发点,到Q点,电场力做功为零,则电势能不变,故C正确,D错误。

故选C

练习册系列答案
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【题目】科学精神的核心是对未知的好奇与探究。小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据。她以氦气为研究对象进行了一番探究。经查阅资料得知:第一,理想气体的模型为气体分子可视为质点,分子问除了相互碰撞外,分子间无相互作用力;第二,一定质量的理想气体,其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT,式中n为单位体积内气体的分子数,k为常数。

她猜想氦气分子的平均动能可能跟其压强有关。她尝试从理论上推导氦气的压强,于是建立如下模型:如图所示,正方体容器静止在水平面上,其内密封着理想气体—氦气,假设每个氦气分子的质量为m,氦气分子与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,分子的速度方向都与器壁垂直,且速率不变。请根据上述信息帮助小君完成下列问题:

(1)设单位体积内氦气的分子数为n,且其热运动的平均速率为v

①求一个氦气分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I

②求该正方体容器内氦气的压强p

③请以本题中的氦气为例推导说明:温度是分子平均动能(即)的标志。

(2)小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响,于是进行了大胆设想:如果该正方体容器以水平速度u匀速运动,某时刻突然停下来,若氦气与外界不发生热传递,请你推断该容器中氦气的温度将怎样变化?并求出其温度变化量

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