3.如圖所示,M,N是在真空中豎直放置的兩塊金屬板.質(zhì)量為m,電量為-q的帶電粒子,以初速度v0由小孔進入電場,當(dāng)M,N間電壓為U時,粒子剛好能到達N板,不計帶電粒子所受重力,如果要使這個帶電粒子能到達M,N兩板間的$\frac{1}{2}$處返回,則下述措施能滿足要求是( 。
A.使初速度減半為原來的一半B.使M、N間電壓提高到原來的4倍
C.使M、N間電壓加倍D.使初速度和M、N間的電壓都加倍

分析 由題意知粒子射入電場后,電場力做負功,動能減小,根據(jù)動能定理列出方程.要使粒子剛好達到兩板間距離的一半處,根據(jù)勻強電場沿電場線方向兩點間電勢差與距離成正比,再運用數(shù)學(xué)知識進行討論,選擇題意的選項.

解答 解:粒子剛好能達到B金屬板時,根據(jù)動能定理得,-qU=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,現(xiàn)在使帶電粒子能到達MN板間距的$\frac{1}{2}$處返回,則電場力做功等于-$\frac{1}{2}$qU.
A、初速度減半,U不變,則帶電粒子動能的變化$△{E}_{k}=0-\frac{1}{2}m(\frac{{v}_{0}}{2})^{2}=0-\frac{1}{8}m{v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{4}$qU,這個帶電粒子能到達M,N兩板間的$\frac{1}{4}$處返回.故A錯誤.
B、電壓提高到原來的4倍,則帶電粒子運動到MN板中點時電場力做功W=$-\frac{1}{2}q(4U)=-2qU$,與粒子的動能變化不相等.故B錯誤.
C、電壓提高到原來的2倍,則帶電粒子運動到MN板中點時電場力做功W=$-\frac{1}{2}q(2U)=-qU$,與粒子的動能變化相等.故C正確.
D、初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則運動到MN板間中點返回時,電場力做功為-qU,動能的變化量為原來的4倍,即4qU,二者矛盾,故D錯誤.
故選:C.

點評 本題根據(jù)動能定理研究帶電粒子在電場中加速的問題,是常用的方法.比較簡單.

練習(xí)冊系列答案
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6.有一個勻加速直線運動的質(zhì)點,它在兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)通過的位移是24m和64m,每個時間間隔都是4s,則質(zhì)點運動的加速度為(  )
A.5m/s2B.4m/s2C.2.5m/s2D.10m/s2

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7.如圖所示,在2012年倫敦奧運會上的足球賽場上,一足球運動員踢一個質(zhì)量為0.4kg的足球.
(1)若開始時足球的速度是4m/s.方向向右,踢球后,求的速度為10m/s,方向向右(如圖甲),求足球的初動量、末動量以及踢球過程中動量的改變量.
(2)若足球以10m/s的速度撞向球門門柱,然后以3m/s速度反向彈回(如圖乙),求這一過程中足球的動量改變.

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4.如圖所示,斜面光滑,傾角為θ,木塊從靜止開始沿斜面下滑,求木塊下滑的加速度?

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11.如圖為橫軸建立直角坐標系,根據(jù)計算的(v,t)數(shù)據(jù)推出各點,如圖3所示.

(1)由于某種原因,該同學(xué)遺漏了E點的計算,請你幫他求出E點瞬時速度的大小1.92m/s2
(2)請你在v-t圖上描出該點,并畫出v-t圖線.
(3)根據(jù)你幫他對實驗數(shù)據(jù)的處理,小車加速度的大小是3.94m/s2

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8.如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖,其中D是直流電動機.P是一個質(zhì)量為m的重物,將重物用細繩拴在電動機的軸上.閉合開關(guān)S,重物P以速度v勻速上升,這時電流表和電壓表的示數(shù)分別是I=5.0A和U=110V,重物P上升的速度v=1.50m/s.已知電動機損失的能量全部轉(zhuǎn)化為電動機線圈的電熱,重物的質(zhì)量m=30kg.(g取10m/s2
求:(1)電動機的功率P;
(2)電動機的輸出功率P
(3)電動機線圈的電阻t.

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15.動車把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上,使其既具有牽引動力,又可以載客,而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車輛(動車)加幾節(jié)不帶動力的車輛(也叫拖車)編成的一組,若動車組在勻加速運動過程中,通過第一個60m所用時間是10s,通過第二個60m所用時間為6s,則( 。
A.動車組的加速度為1m/s2B.動車組的加速度為0.5m/s2
C.動車組接下來的6s內(nèi)的位移為78mD.動車組接下來的6s內(nèi)的位移為96m

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12.圖為一空間探測器的示意圖,P1、P2、P3、P4是四個噴氣發(fā)動機,每臺發(fā)動機開動時,都能向探測器提供推力,但不會使探測器轉(zhuǎn)動,開始時,探測器以恒定速率v0向+x方向平動,要使探測器改為向+x偏-y60°的方向以原來的速率平動,則可( 。
A.先開動P1適當(dāng)時間,再開動P4適當(dāng)時間
B.先開動P3適當(dāng)時間,再開動P2適當(dāng)時間
C.開動P4適當(dāng)時間
D.先開動P3適當(dāng)時間,再開動P4適當(dāng)時間

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13.如圖所示線圈兩端接在電流表上組成閉合電路,在下列情況中電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的( 。
A.線圈不動,磁鐵插入線圈時B.線圈不動,磁鐵拔出線圈時
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