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4.如图甲所示,Q1、Q2是两个固定的点电荷,一带负电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v0沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动,其v-t图象如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.t2时刻试探电荷的电势能最大
B.两点电荷一定都带负电,且电量不一定相等
C.两点电荷一定都带正电,但电量不相等
D.t1、t3两时刻试探电荷在同一位置

分析 根据速度图象明确试探电荷的运动情况,再根据受力分析即可明确试探电荷的受力情况,从而判断电场分布;则可得出两点电荷的带电情况,由能量守恒定律分析电势能最大的位置.

解答 解:A、由图乙可知,试探电荷先向上做减速运动,再反向向下做加速运动,t2时刻试探电荷的动能最小,电势能最大.故A正确;
B、C、由图乙可知,试探电荷先向上做减速运动,再反向向下做加速运动,说明粒子受到的电场力应向下,故两点电荷一定都带正电;由于电场线只能沿竖直方向,故两个点电荷带电量一定相等;故B错误,C错误;
C、根据速度图象的斜率表示加速度,知t1、t3两时刻试探电荷的加速度相同,所受的电场力相同;结合试探电荷先向上做减速运动,再反向向下做加速运动以及运动的电场线可知,两个时刻在同一位置.故D正确.
故选:AD

点评 解决本题的关键根据速度图象的斜率表示加速度,速度的正负表示电荷的运动方向,来分析试探电荷的运动状态,从而确定电荷的受力情况.

练习册系列答案
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14.用如图所示的装置探究“功与物体速度变化的关系”实验时.先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,沿木板滑行.小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带,记录共运动情况.观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:
(1)适当垫高木板是为了平衡摩擦力;
(2)通过纸带求小车速度时,应使用纸带的后面部分(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”);
(3)若实验作了n次,所用橡皮条分别为1根、2根…n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn,用W表示橡皮条对小车所做的功,作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v2的关系是W与v2成正比.

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15.在“探究动能定理”的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长木板上的小车,由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动,小车拉动固定在它上面的纸带,纸带穿过打点计时器.关于这一实验,下列说法中正确的是ABD
A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力
B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同
C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算
D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最均匀的部分进行计算.

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12.某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”.他们在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.

(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=2.25mm.
(2)为减小实验误差需要BCD(请填写选项前对应的字母)
A.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.将气垫导轨调至水平
C.使A位置与光电门间的距离适当大些
D.使细线与气垫导轨平行
(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图象是D(请填写选项前对应的字母).
A.作出“F-t图象”
B.作出“F-t2图象”
C.作出“F-$\frac{1}{t}$图象”
D.作出“F-$\frac{1}{{t}^{2}}$图象”

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B.在PA间电子做加速度逐渐减小的加速运动
C.在OP间运动时电子的电势能减小
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