Question

如圖所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，、、是該電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的距離為，其中為零勢(shì)面。一個(gè)質(zhì)量為，電量為的粒子沿方向以初動(dòng)能自圖中的P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，剛好從點(diǎn)離開電場(chǎng)。已知，粒子的重力忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（    ）

A．該粒子通過(guò)零勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能是

B．該粒子在P點(diǎn)的電勢(shì)能是

C．該粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是

D．該粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能是

Answer 1

C

試題分析：根據(jù)等勢(shì)面的分布情況和粒子的軌跡分析可知：粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．粒子從A到C，水平位移為x=2cm，豎直位移為y=1cm，由，求出，由速度的合成求出v，再求出該粒子到達(dá)C′點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．粒子運(yùn)動(dòng)中電勢(shì)能和動(dòng)能總和不變，根據(jù)能量守恒定律確定粒子的總能量，再求出粒子經(jīng)過(guò)P、點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能。
粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)有，由題知x=2y，可得，到達(dá)點(diǎn)的速度為，則到達(dá)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為：，由于相鄰等勢(shì)面間的距離相等，電勢(shì)差相等，動(dòng)能的增量相等，則該粒子通過(guò)等勢(shì)面BB'時(shí)的動(dòng)能是；C對(duì)；BB'為零勢(shì)能面，由上可知，粒子經(jīng)過(guò)等勢(shì)面BB'時(shí)總能量為是，該粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能是；B錯(cuò)；根據(jù)能量守恒得，該粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D錯(cuò)；故選B
點(diǎn)評(píng)：難度較大，本題首先要分析出粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是研究粒子經(jīng)過(guò)BB'面時(shí)總能量，根據(jù)能量守恒研究經(jīng)過(guò)其他等勢(shì)面時(shí)的電勢(shì)能