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4.在地面附近,存在著一個(gè)有界電場,邊界MN將空間分成上下兩個(gè)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,在區(qū)域Ⅱ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域Ⅰ中離邊界高度為H處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球A,如圖所示,若區(qū)域Ⅱ中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=2mg/q,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則(  )
A.小球在區(qū)域Ⅰ的加速度大小大于在區(qū)域Ⅱ的加速度大小
B.取釋放小球時(shí)刻為t=0,當(dāng)t=8Hg時(shí)小球第二次經(jīng)過邊界MN
C.從小球向下開始運(yùn)動到速度減小到零的整個(gè)過程中,重力做的功大于電場力做功
D.小球能返回A點(diǎn)

分析 分別對兩種情況下的小球進(jìn)行受力分析,結(jié)合牛頓第二定律即可求出加速度;結(jié)合運(yùn)動學(xué)的公式即可求出小球第二次經(jīng)過邊界MN的時(shí)間;根據(jù)動能定理即可分析兩個(gè)力做功的情況.

解答 解:A.小球在復(fù)合場中受到重力和電場力的作用,電場力的方向向上,則受到的合力:F=qEmg=q2mgqmg=mg
所以小球的加速度:a=mgm=g.所以小球在區(qū)域Ⅰ的加速度大小等于在區(qū)域Ⅱ的加速度大小.故A錯(cuò)誤;
B、小球到達(dá)邊界的時(shí)間:t1=2Hg,由于小球在復(fù)合場中的加速度的大小也是g,方向向上,所以小球的速度減小為0的時(shí)間:t2=t1=2Hg;
由一定的對稱性可知,小球從最低點(diǎn)返回界面的時(shí)間與小球在復(fù)合場中向下運(yùn)動的時(shí)間是相等的,即:t3=t2=2Hg
取釋放小球時(shí)刻為t=0,小球第二次經(jīng)過邊界MN的時(shí)間:t=t1+t2+t3=3t1=32Hg.故B錯(cuò)誤;
C、從小球向下開始運(yùn)動到速度減小到零的整個(gè)過程中,根據(jù)動能定理可得:WG-WE=0-0,所以重力做的功大小等于電場力做功.故C錯(cuò)誤;
D、整個(gè)運(yùn)動的過程中小球的重力勢能、動能和電勢能之間相互轉(zhuǎn)化,總能量是守恒的,所以小球能返回A點(diǎn).
故選:D

點(diǎn)評 本題一要能正確分析小球的運(yùn)動情況,抓住小球在電場中的加速度等于重力加速度是關(guān)鍵;二要運(yùn)用牛頓第二定律和動能定理分別研究小球的受力情況和外力做功關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.下列說法正確的是(  )
A.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能不一定增加
B.液體表面層里的分子距離比液體內(nèi)部的要大些,分子力表現(xiàn)為引力
C.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí),分子勢能為零
D.空氣相對濕度越大時(shí),空氣中水蒸汽壓強(qiáng)越遠(yuǎn)離飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢
E.第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形ABC,通過A、B、C三點(diǎn)的支點(diǎn)把它凌空固定于水平面上,∠ABC=60°.在AB及AC兩邊上分別套有質(zhì)量均為m并用輕質(zhì)細(xì)線系著的兩銅環(huán),細(xì)線長度小于BC邊長.當(dāng)用平行于AC邊的水平力F作用于右邊小環(huán)時(shí),兩小環(huán)都靜止.則此時(shí)細(xì)線上的拉力大小為( �。�
A.mgB.3FC.FD.32F

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,兩個(gè)相隔一定距離的同軸放置的分別帶有等量異種電荷的相同固定細(xì)導(dǎo)體圓環(huán),O1、O2分別為兩環(huán)的圓心,一個(gè)質(zhì)子從很遠(yuǎn)處沿軸線向左運(yùn)動并先后穿過兩環(huán).則在質(zhì)子運(yùn)動的過程中( �。�
A.在O1和O2處質(zhì)子的加速度大小相等且方向相反
B.在O1和O2連線的中點(diǎn),質(zhì)子的動能最小
C.從O1到O2,質(zhì)子的電勢能一直增加
D.軸線上O1點(diǎn)右側(cè)、O2點(diǎn)左側(cè)都存在電場強(qiáng)度大小為零的點(diǎn),且這兩點(diǎn)關(guān)于O1、O2連線的中點(diǎn)對稱

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.下列宏觀過程中不能用熱力學(xué)第二定律解釋的是( �。�
A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中,而經(jīng)過一段時(shí)間大米、小米不會自動分開
B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中,會均勻擴(kuò)散到整杯水中,經(jīng)過一段時(shí)間,墨水和清水不會自動分開
C.冬季的夜晚,放在室外的物體隨氣溫的降低,不會由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來
D.隨著節(jié)能減排措施的不斷完善,最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.一學(xué)生利用一彈簧測力計(jì)把質(zhì)量為m=1kg的物體懸吊在豎直電梯的天花板下,測力計(jì)的示數(shù)隨時(shí)間變化如圖所示,t=0時(shí)電梯靜止,取g=10m/s2,他想通過測力計(jì)的示數(shù)來判斷電梯的運(yùn)動情況,下列說法正確的是(  )
A.電梯全程處于上行狀態(tài)B.電梯全程處于下行狀態(tài)
C.電梯先向下后向上運(yùn)動D.電梯先減速接著勻速最后加速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的電子流,一電子的電荷量為1.6×10-19C、質(zhì)量為9.1×10-31kg.若加在陰極射線管內(nèi)兩個(gè)電極上的電壓為2.84×102V,電子離開陰極表面時(shí)的速度為零,求:(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(1)電子在從離開陰極到到達(dá)陽極的過程中電場力所做的功;
(2)電子到達(dá)陽極時(shí)的速度大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.甲、乙兩人同時(shí)同地出發(fā)騎自行車做直線運(yùn)動,前1小時(shí)內(nèi)的位移-時(shí)間圖象如圖所示.下列表述正確的是(  )
A.0.2-0.5小時(shí)內(nèi),甲的加速度比乙的大
B.0.2-0.5小時(shí)內(nèi),甲的速度比乙的大
C.0.6-0.8小時(shí)內(nèi),甲的位移比乙的小
D.0.8小時(shí)內(nèi),甲、乙騎行的路程相等

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.將多個(gè)小球同時(shí)以相同的速率在豎直平面內(nèi)向各個(gè)方向拋出,經(jīng)過一段時(shí)間后,小球落地前在空中組成的形狀是( �。�
A.正方形B.菱形C.圓形D.球形

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