Question

【題目】一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過(guò)的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無(wú)電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無(wú)限長(zhǎng)．已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過(guò)每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同

C. 若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過(guò)每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同

D. 無(wú)論場(chǎng)強(qiáng)大小如何，小球通過(guò)所有無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同

Answer 1

【答案】AC

【解析】

試題將小球的運(yùn)動(dòng)沿著水平方向和豎直方向正交分解水平方向不受外力，以v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；豎直方向，在無(wú)電場(chǎng)區(qū)只受重力，加速度為g，豎直向下，有電場(chǎng)區(qū)除重力外，還受到向上的恒定的電場(chǎng)力作用，加速度的大小和方向取決于合力的大小和方向當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于時(shí)，電場(chǎng)力等于mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力為零，在無(wú)電場(chǎng)區(qū)小球勻加速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)過(guò)每個(gè)電場(chǎng)區(qū)，小球的速度均不等，因而小球經(jīng)過(guò)每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均不相等，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于時(shí)，電場(chǎng)力等于2mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有：經(jīng)過(guò)第一個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)y=gt12，v1=gt1，經(jīng)過(guò)第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)，y=v1t2-gt22，v2=v1-gt2，聯(lián)立解得t1=t2，v2=0。接下來(lái)小球的運(yùn)動(dòng)重復(fù)前面的過(guò)程，即每次通過(guò)無(wú)電場(chǎng)區(qū)都是自由落體運(yùn)動(dòng)，每次通過(guò)電場(chǎng)區(qū)都是末速度為零勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；通過(guò)前面的分析可知，物體通過(guò)每個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)的初速度不一定相同，所以，通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間不同；故D錯(cuò)誤。