1.如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,圓軌道半徑為R,AB為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為$\frac{1}{4}$圓。粋(gè)質(zhì)量為m電荷量為-q的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道.不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.小球一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道
B.小球在AC部分不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零
D.若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),上升的高度一定小于H

分析 當(dāng)小球的重力與電場(chǎng)力平衡,小球進(jìn)入軌道,靠彈力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)動(dòng)能定律判斷上升的高度與H的關(guān)系.通過(guò)假設(shè)法判斷小球到達(dá)C點(diǎn)的速度能否為零,若能為零,根據(jù)動(dòng)能定理知,電場(chǎng)力做功做功等于重力做功,則電場(chǎng)力大于重力,無(wú)法做圓周運(yùn)動(dòng).

解答 解:A、小球進(jìn)入圓軌道后,受到豎直向下的重力、豎直向上的電場(chǎng)力和沿半徑方向的軌道的彈力.電場(chǎng)力做負(fù)功,重力做正功,由于題中沒(méi)有給出H與R、E的關(guān)系,所以小球不一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道,故A錯(cuò)誤;
B、若重力大小等于電場(chǎng)力,小球在AC部分做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤.
C、若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零,則電場(chǎng)力大于重力,則小球不可能沿半圓軌道運(yùn)動(dòng),所以小球到達(dá)C點(diǎn)的速度不可能為零.故C錯(cuò)誤.
D、由于小球在AC部分運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,所以若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),上升的高度一定小于H,故D正確;
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電小球在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),綜合運(yùn)用了動(dòng)能定理、牛頓第二定律等知識(shí),綜合性強(qiáng),要做好受力分析和過(guò)程分析,才能準(zhǔn)確選擇物理規(guī)律求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)求粒子沿電場(chǎng)中心線RD垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)的速度v0;
(2)在AB板間加U0=300V的恒定電壓,求粒子穿過(guò)界面MN打到界面PS上的點(diǎn)到D點(diǎn)的距離y1;
(3)若在AB板間加如圖b所示的方波電壓,U0=300V,求t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子穿過(guò)界面MN打到界面PS上的點(diǎn)到D點(diǎn)的距離y2

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9.一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖(a)所示,x=0.30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖(b)所示,該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正向(填“正向”或“負(fù)向”).已知該波的波長(zhǎng)大于0.30m,則該波的波長(zhǎng)為0.8m.

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(1)水平拉力的大。
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10.如圖(a)所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入,A、B板長(zhǎng)l=0.20m,板間距離d=0.02m.加在A、B兩板間的電壓“隨時(shí)間變化的u-t圖線如圖(b)所示.設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng),在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的.兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒的左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子,以t-0時(shí)(見(jiàn)圖(b),此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為y坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上.試計(jì)算

(1)電子能穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值為多少?
(2)電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的Y.

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11.如圖所示的直角坐標(biāo)系中,第一象限內(nèi)分布著均勻輻射的電場(chǎng).坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U;第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,大量電荷量為-q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子,某時(shí)刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限,其它粒子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)走并不影響原來(lái)的電場(chǎng)分布,不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.能進(jìn)入第一象限的粒子,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條直線上
B.到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度越大,到達(dá)O點(diǎn)的速度方向與y軸的夾角θ越大
C.能打到熒光屏的粒子,進(jìn)入O點(diǎn)的動(dòng)能必須大于qU
D.若U<$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{2q}$,熒光屏各處均有粒子到達(dá)而被完全點(diǎn)亮

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