题目内容

20．如图所示，Q1、Q2为真空中的两等量异种点电荷，Q1带正电，Q2带负电，两点电荷的连线沿水平方向，有一根足够长的光滑绝缘杆位于两电荷连线的正上方，且与连线平行，一带负电的圆环A穿在光滑的杆上，圆环的半径略大于杆，给圆环一初速度，使其自左向右依次通过a、b、c三点，已知ab=bc，且b点位于Q1、Q2连线的中垂线上，a，c两点离电荷Q1，Q2较远，则下列说法正确的是（　　）
A．当圆环位于b点的左侧时，杆对环的弹力方向先是竖直向上后是竖直向下的
B．圆环从a运动至b的过程中，速度先增大后减小
C．圆环经过b点时的动能最小
D．圆环在a点的电势能大于在c点的电势能

分析 在等量异种电荷的电场中，离正电荷近的点电势高，离负电荷近的点电势低，两电荷连线中垂线上各点电势为0，电荷在电场中的电势能Ep=qφ，圆环运动中动能电势能总和不变，可以断定速度变化情况．

解答 解：A、因圆环在b点左侧受重力和静电力方向均有向下作用，杆的弹力方向始终向上，A项错误；
B、因a点离电荷较远，电势较低，杆上ab之间离电荷最近处电势最高，由电势能公式Ep=qφ可知从a向b时圆环电势能先减小后增大，故动能先增大后减小，B项正确；
C、由b向c右运动时动能先减小后增大，C项错误；
D、a点电势为正，c点电势为负，电荷为负电荷，故圆环在c点电势能大于a点，D项错误．
故选：B

点评 重点是熟悉等量异种点电荷的电场中各点的电场强度和电势，再结合受力分析、做功和能量变化知识求解．

练习册系列答案
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10．如图所示，在高h=0.8m的平台上放置一质量为M=0.99kg的小木块（视为质点），小木块距平台右边缘距离d=2m，一质量m=0.01kg的子弹以v0=400m/s的速度沿水平方向射入小木块并留在其中，然后一起向右运动．最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离s=0.8m的地面上，g=10m/s2，求：

（1）小木块滑出平台时的速度v；
（2）子弹射入木块的过程中系统损失的机械能；
（3）木块与平台间的动摩擦因数μ．
11．图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=1s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图象，则下列说法正确的是（　　）
A．该简谐横波的传播速度为4 m/s
B．从此时刻起，经过2s，P质点运动了8m的路程
C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
D．图乙可能是图甲x=4 m处质点的振动图象
8．如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射速率为1.6×106m/s的电子，电子质量为9.1×10-31kg，电荷量为1.6×10-19C，重力忽略不计．一平板MN垂直于纸面，且在纸面内的长度为9.10cm，中点O与S间的距离为4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ；板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2.0×10-4T．设某个电子打在板上可能位置的区域长度为l，则l可能为（　　）
A．13.65cmB．7.50cmC．4.55cmD．3.15cm
15．某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图1所示．在贴有白纸的竖直板上，有一水平细杆MN，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B，传感器与计算机相连接．两条不可伸长的轻质细线AC、BC（AC＞BC）的一端结于C点，另一端分别与传感器A、B相连．结点C下用轻细线悬挂重力为G的钩码D．实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离d，传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图2所示张力F随距离d的变化图线．AB间的距离每增加0.2m，就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置．则在本次实验中，所用钩码的重力G=30.0N；当AB间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA=18.0N；实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳张力的方向．
5．如图所示，左侧为板长L=0.1m、板间距d=$\frac{\sqrt{3}}{30}$m的平行金属板，加上U=
$\frac{1}{3}$×104V 的电压，上极板电势高．现从平行金属板左端沿中心轴线方向射入一个重力不计的带电微粒，微粒质量m=1.0×10-10kg，带电荷量q=+1.0×10-4C，初速度v0=1.0×105m/s．右侧用虚线框表示的正三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，三角形的顶点A与上金属板平齐，底边BC与金属板平行且距A足够远，下金属板的右端点P 恰在AB边上．
（1）求带电微粒从电场中射出时，竖直方向的偏移量y的大小；
（2）带电微粒进入三角形区域后，若垂直AC边射出，则该区域的磁感应强度B是多少．
12．如图所示，在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B，方向垂离子纸面向里的匀强磁场．三个带正电的粒子以相同的速度υ先后从A点沿AD方向射入匀强磁场区域．粒子在运动过程中只受磁场力作用，已知编号为①的粒子恰好从F点飞出磁场区域，编号为②的粒子恰好从E点飞出磁场区域，编号为③的粒子从ED边上的某一点垂 直边界飞出磁场区域．则下列说法正确的是（　　）
A．编号为①的粒子的比荷为$\frac{{\sqrt{3}υ}}{Ba}$
B．编号为②的粒子在磁场区域内运动的时间$t=\frac{πm}{6qB}$
C．编号为③的粒子在ED边上飞出的位置与E点的距离（2$\sqrt{3}$-3）a
D．三个粒子在磁场内运动的时间依次减少并且为4：2：1
9．研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度．如图甲所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为70kg，弹性绳原长为10m．运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度-位移（v-l）图象．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．下列判断正确的是（　　）
A．运动员下落运动轨迹为一条抛物线
B．运动员下落加速度为0时弹性势能为0
C．运动员下落速度最大时绳的弹性势能也为最大
D．运动员下落到最低点时弹性势能为2.1×104J
10．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星（　　）
A．角速度越大
B．向心加速度越小
C．周期越大
D．无论卫星离地面远近，其运行速率不大于7.9km/s

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