题目内容
【题目】一个正点电荷Q静止在正方形的一个项点上,另一个带电质点q射入该区域时,仅受电场力的作用,恰好能依次经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则有( )
A.质点由a到c电势能先减小后增大
B.质点在a、b、c三处的加速度大小之比是
C.a、b、c三点电势高低及电场强度大小的关系是,
D.若改变带电质点q在a处的速度大小和方向,则质点q可能做类平抛运动
【答案】BC
【解析】
A.带电质点q受到的电场力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向可知,质点q与点电荷Q是异种电荷,它们之间存在引力,所以质点由a到b电场力做负功,电势能增加;由b到c电场力做正功,电势能减小,即质点由a到c电势能先增大后减小,故A错误;
B.a、b、c三点到Q的距离关系为
由库仑定律
可得:质点在a、b、c三处所受的库仑力大小之比
由牛顿第二定律
知加速度之比应为;故B正确;
C.根据点电荷电场线的特点,Q与a、c距离相等,都小于b,故b点的电势低于a、c两点的电势,即有
由
知
故C正确;
D.由于点电荷的电场是非匀强电场,质点q所受的电场力是变力,不可能做类平抛运动。故D错误。
故选BC。
【题目】对于不同类型的物体和运动情况,测量速率的方法往往是不同的,当然测量速度的方法也受到历史的局限性和实验室提供的仪器的限制。
(1)历史上,由于测量条件的限制,伽利略无法用直接测量运动速度的方法来寻找自由落体的运动规律。因此他设想用斜面来“冲淡”重力,“放慢”运动,而且把速度的测量转化为对路程和时间的测量,并把自由落体运动看成为沿倾角为90°的斜面下滑运动的外推。假设一个时间单位为T,一个长度单位d,实验中记录了小球沿光滑斜面在不同时间内相对于起始点的距离,如下表所示,则分析表中数据可知,小球在t=3T时刻的瞬时速度等于多少?(用已知量T、d表示即可)
时间 | 0 | T | 2T | 3T | 4T | 5T | 6T |
距离 | 0 | d | 4d | 9d | 16d | 25d | 36d |
(2)带电粒子的速度可以利用速度选择器进行测量。如下图所示,真空环境中平行放置的金属板间距为d,两板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电粒子以某一速度两金属板的左侧中间沿平行于金属板面的方向射入两板间,当板间电压为U时,带电粒子恰好沿直线(图中虚线)穿越两板,不计带电粒子的重力,求它的速度大小?
(3)由于中子不带电,因此中子的速度无法直接使用速度选择器进行测量,可以采用碰撞的方法进行间接测量。低速中子与静止的原子核发生相互作用,有一定概率会与原子核发生弹性正碰。假设一群低速中子的速度大小相同,甲、乙原子核质量分别为M1、M2,这群中子中的两个中子分别与静止的甲、乙两原子核发生弹性正碰后,利用电偏转或磁偏转的方法测量得甲、乙原子核被碰后的速度大小分别为v1、v2,求这群中子的速度大小?