如图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则( )A.α粒子在
题型:不详难度:来源:
如图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则( )
A.α粒子在M点的速率比在Q点的大 | B.三点中,α粒子在N点的电势能最大 | C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低 | D.α粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功 |
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答案
B |
解析
解法一(从等势线分布入手):重核带正电荷,在其周围形成的电场中,离重核越近电势越高,所以φN>φM>φQ,选项C错误;电势越高,正电荷的电势能越大,所以带正电的α粒子在三点处的电势能大小关系是EN>EM>EQ,即N点的电势能最大,Q点的电势能最小,B正确;α粒子仅受电场力的作用,其电势能和动能相互转化,但电势能和动能之和保持不变,根据EN>EM>EQ可知,EkN<EkM<EkQ,α粒子在M点的动能比在Q点的小,所以α粒子在M点的速率比在Q点的小,选项A错误;由EM>EQ可知,α粒子从M点运动到Q点,电势能减小,电场力对它做的总功肯定为正功(电场力做正功,电势能减小,动能增大),选项D错误。 解法二(从电场力做功入手) α粒子受到的电场力始终是斥力,在α粒子从M点运动到N点的过程中,电场力做负功,再从N点运动到Q点时,电场力做正功,已知Q点比M点离核更远可知,正功大于负功,所以整个过程,电场力对它做的总功为正功,D错误;已知从M运动到N,电场力做的总功为正功,可知α粒子的动能变大,速度变大,所以α粒子在M点的速率比在Q点的小,A错误;距离带正电荷的重核越近,电势越高,α粒子的电势能越大,结合三点的位置关系可知,电势关系φN>φM>φQ,电势能关系EN>EM>EQ,B正确,C错误。 考点定位:点电荷周围的场强、等势线分布,电势和电势能的关系,电场力做功与电势能和动能之间转化的关系等。 |
举一反三
如图所示,竖直放置的平行金属板内部有匀强电场,两个带电微粒a、b从两板下端连线的中点向上射入板间,沿不同的轨迹运动,最后都垂直打在金属板上.则可知( )
A.微粒a的入射速度较大 | B.微粒a打到金属板上的速度较大 | C.微粒a、b带异种电荷,电荷量大小一定相等 | D.微粒a、b的质量一定不相等 |
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如图(a)所示,水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m,板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏,现在AB板间加如图(b)所示的方波形电压,已知U0=1.0×102V,在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量m=1.0×10-7kg,电荷量q=1.0×10-2C,速度大小均为v0=1.0×104m/s,带电粒子的重力不计,则:
(1)求电子在电场中的运动时间; (2)求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到O点的距离; (3)请证明粒子离开电场时的速度均相同; (4)若撤去挡板,求荧光屏上出现的光带长度。 |
如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A.a一定带正电,b一定带负电 | B.a电势能减小,b电势能增大 | C.a和b加速度都增大 | D.a和b的动能一定都增大 |
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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力。
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能; (2)若粒子离开电场时动能为Ek’,则电场强度为多大? |
某同学设计了一种静电除尘装置,如图1所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图,上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是
A.只增大电压U | B.只增大长度L | C.只增大高度d | D.只增大尘埃被吸入水平速度v0 |
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