18.如圖所示,圖中帶箭頭的直線為勻強電場的電場線,虛線為電場中與場強方向垂直的等間距平行直線,兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電量數(shù)值也相等,現(xiàn)將M、N從虛線上O點以相同速率射出,兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示.點a、b、c為實線與虛線的交點,若不計粒子間的庫侖力和重力,則( 。
A.M帶負電荷,N帶正電荷
B.M和N兩粒子在電場中運動的加速度相同
C.N從O點運動至a點的過程中電場力做負功
D.N在a點的速度與M在c點的速度大小相同

分析 根據(jù)粒子的軌跡可判斷粒子的電場力方向,O點電勢高于c點,根據(jù)電場線與等勢線垂直,而且由高電勢指向低電勢,可判斷出電場方向,從而確定出粒子的電性.由動能定理可知,N在a點的速度與M在c點的速度大小相等,但方向不同.N從O點運動至a點的過程中電場力做正功.

解答 解:A、由O點電勢高于c點可知,勻強電場的場強方向為豎直向下.帶電粒子M軌跡向下彎曲可知M所受電場力向下,M帶正電;帶電粒子N軌跡向上彎曲可知N所受電場力向上,N帶負電,選項A錯誤.
B、M和N兩粒子在電場中運動所受電場力大小相同,方向相反;故加速度大小相等,方向相反;故B錯誤;
C、根據(jù)電場力的方向與速度方向夾角小于90°;故從O點運動至a點的過程中電場力做正功,故C錯誤;
D、由于在勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線為等差等勢面,O點至a點和O點至c點的電勢差大小相等,由動能定理可知,N在a點的動能與M在c點的動能相同,N在a點的速度與M在c點的速度大小相同,選項D正確.
故選:D.

點評 本題要根據(jù)粒子的軌跡判定電場力方向,根據(jù)電場線與等勢線垂直的特點,分析能否判定電性.由動能定理分析電場力做功是常用的方法.

練習(xí)冊系列答案
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6.中國計劃在2017年實現(xiàn)返回式月球軟著陸器對月球進行科學(xué)探測,宇航員在月球上著陸后,將一個小球從距月球表面高度h處自由釋放,測得小球從靜止落到月球上的時間為t,不計阻力.已知月球半徑為R,萬有引力常量為G.求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的質(zhì)量M
(3)如果要在月球上發(fā)射一顆繞月球運行的衛(wèi)星,所需的最小發(fā)射速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

13.某同學(xué)用圖1中所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材.
b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動,重復(fù)幾次.選出一條點跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點跡,從便于測量的點開始,每兩個打點間隔取一個計數(shù)點,如圖2中0、1、2…、6點所示.
c.測量1、2、3、…、6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離,分別記作:S1、S2、S3、…、S6
d.通過測量和計算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運動.
e.分別計算出S1、S2、S3、…、S6與對應(yīng)時間的比值$\frac{{S}_{1}}{{t}_{1}}$、$\frac{{S}_{2}}{{t}_{2}}$、$\frac{{S}_{3}}{{t}_{3}}$、…、$\frac{{S}_{6}}{{t}_{6}}$.
f.以$\frac{S}{t}$為縱坐標、t為橫坐標,標出$\frac{S}{t}$與對應(yīng)時間t的坐標點,畫出$\frac{S}{t}$-t圖線.
結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(wù):
①實驗中,除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有A和C.(填選項代號)
A.電壓合適的50Hz交流電源      B.電壓可調(diào)的直流電源       C.刻度尺         D.秒表        E.天平            F.重錘
②將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊,0、1、2、5計數(shù)點所在位置如圖3所示,則S2=2.98cm,S5=13.20cm.(結(jié)果保留兩位小數(shù))
③該同學(xué)在圖4中已標出1、3、4、6計數(shù)點對應(yīng)的坐標,請你在該圖中標出與2、5兩個計數(shù)點對應(yīng)的坐標點,并畫出$\frac{S}{t}$-t圖.
④根據(jù)$\frac{S}{t}$-t圖線判斷,在打0計數(shù)點時,小車的速度v0=0.18m/s,它在斜面上運動的加速度a=4.8m/s2.(結(jié)果保留兩位小數(shù))

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3.如圖所示,水平傳送帶由電動機帶動,并始終保持以速度v勻速運動.現(xiàn)將質(zhì)量為m的某物塊無初速地放在傳送帶的左端,經(jīng)過時間f物塊保持與傳送帶相對靜止.設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,對于這一過程,下列說法正確的是(  )
A.系統(tǒng)摩擦生熱為mv2B.電動機多做的功為$\frac{1}{2}$mv2
C.摩擦力對物塊做的功為$\frac{1}{2}$mv2D.傳送帶克服摩擦力做的功為mv2

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10.宇航員在月球表面附近高h處釋放一個物體,經(jīng)時間t后落回月球表面,月球半徑為R,在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的宇宙飛船速率為( 。
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6.如圖所示,水平面上方被豎直線MN分隔成兩部分,M點左側(cè)地面粗糙,與B球間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,右側(cè)光滑.MN右側(cè)空間有一范圍足夠大的勻強電場.在O點用長為R=5m的輕質(zhì)絕緣細繩系一質(zhì)量為mA=0.04kg、帶電量為q=+2×10-4C的小球A,使其在豎直平面內(nèi)以v=10m/s的速度做順時針勻速圓周運動,小球A運動到最低點時與地面剛好不接觸.處于原長狀態(tài)的彈簧左端連在墻上,右端與不帶電的小球B接觸但不粘連,B球的質(zhì)量mB=0.02kg,此時B球剛好位于M點.現(xiàn)用水平向左的推力將B球緩慢壓至P點(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),M、P之間的距離為L=10cm,推力所做的功是W=0.27J.當撤去推力后,B球沿地面向右滑動,恰好能和A球在最低點處發(fā)生正碰,并瞬間成為一個整體C(A、B、C均可視為質(zhì)點).碰撞前后電荷量保持不變,碰后瞬間立即把勻強電場的場強大小變?yōu)镋'=6×103N/C,電場方向不變.取g=10m/s2,求:
(1)在A、B兩球碰撞前勻強電場的大小和方向;
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5.一輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k,現(xiàn)將其拉長或壓縮△x(彈簧的形變在其彈性限度內(nèi)),關(guān)于彈力做功和彈性勢能變化的說法,錯誤的是(  )
A.拉長時彈力做正功,彈性勢能增加;壓縮時彈力做負功,彈性勢能減小
B.拉長和壓縮時彈性勢能均增加
C.拉長或壓縮△x時,彈性勢能的改變量相同
D.兩個不同的彈簧,形變量相同時,彈性勢能與勁度系數(shù)k有關(guān)

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