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14.在光滑、绝缘的水平桌面上有一质量m=0.1kg、电荷量q=0+0.001C的带电小球,以初速度v0=2m/s沿桌面做直线运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示.在x=0到x=6m的范围内,下列说法正确的是(  )
A.带电小球由x=0运动到x=2m的过程中,电场力做0.2J的功
B.在x=0到x=2m的范围内,场强沿x方向的分量大小为100V/m,方向沿+x方向
C.在x=2m到x=6m的范围内,场强沿x方向的分量大小为200V/m,方向沿+x方向
D.带电小球由石x=2m运动到x=6m,经历的时间为4s

分析 电场力做功,导致电势能变化.电场力做多少功,则电势能变化多少.电场力做正功,则电势能减小;若电场力做负功,则电势能增大.根据$E=\frac{F}{q}$,可知电场强度的大小,并由电场力的方向来确定其方向.

解答 解:A、带电小球由x=0运动到x=2m的过程中,电势能增加0.2J,则电场力做负功为0.2J,故A错误;
B、在x=0m到x=2m的范围内,可知:图象直线的斜率为电量所受的电场力,则有电场力恒定,从而根据$E=\frac{F}{q}$,可知电场强度的大小为E=$\frac{\frac{0.2}{2}}{0.01}$=100V/m,而电场力做负功,又由于带正电,所以场强沿x方向的分量方向沿-x方向,故B错误;
C、在x=2m到x=6m的范围内,可知:图象直线的斜率为电量所受的电场力,则有电场力恒定,从而根据$E=\frac{F}{q}$,可知电场强度的大小为,E=50V/m,而电场力做正功,又由于带正电,所以场强沿x方向的分量方向沿+x方向,故C错误;
D、由图知斜率$\frac{△{E}_{P}}{△x}$是定值,x=2m运动到x=6m过程电场力F=$\frac{△{E}_{P}}{△x}$=$\frac{0.2}{4}$=0.05N,根据a=$\frac{F}{m}$知加速度为a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.05}{0.1}$=0.5m/s2,由△x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$知t=$\sqrt{\frac{2×4}{0.5}}$=4s,故D正确;
故选:D

点评 考查电场力做功与电势能变化的关系,同时让学生知道电势能与位移的图象的斜率为电场力大小,并由电场力做功与带电性,可确定电场强度的方向.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,光滑空心细杆在竖直平面内弯成半径R=2m的圆弧ABC,其中A点切线竖直而B、C点切线水平,水平面CD的动摩擦因数为0.5,质量m=1kg且大小刚好可以通过细杆的物体从A点由静止开始下滑.试求:
(1)物体经过B点前后瞬间对细杆的压力之比.
(2)物体在水平面上滑行的最远距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

5.下列说法中正确的是(  )
A.β射线比α射线更容易使气体电离
B.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
C.核反应堆产生的能量来自轻核的聚变
D.一个氢原子从量子数n=3跃迁到基态时最多可产生2条不同频率的谱线
E.用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.如图所示,有编号分别为1、2、3的三个斜面,其中斜面1、2底边相同,斜面2、3高度相同.同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,当它分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端,下列说法中正确的是(  )
A.物体滑到底端时的速度v1>v2=v3
B.三种情况下物体克服摩擦力做的功W1=W2<W3
C.三种情况下物体损失的机械能△E1>△E2>△E3
D.三种情况下摩擦产生的热量Q1<Q2=Q3

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.如图所示的均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S,内装有密度为ρ的液体,右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气,温度为T0时,左、右两管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均等于外界大气压P0,重力加速度为g现使左、右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左、右两管内液面保持不动,试求:
①温度升高到多少时,右管活塞开始离开卡口上升?
②温度升高到多少时,左、右两管内液面高度差为L?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.如图所示,光滑杆OA与竖直方向夹角为θ,其上套有质量为m的小环,现让杆绕O点的竖直轴以角速度ω匀速转动,小环相对杆静止.到O端的距离为L,现在增大角速度ω,保持杆OA与竖直方向夹角θ不变,此后关于小环运动说法正确的是(  )
A.小环在原位置继续做圆周运动B.小环在更低的位置继续做圆周运动
C.小环在更高的位置继续做圆周运动D.小环不可能继续做圆周运动

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

6.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A球的动量为6kg•m/s,B两球的动量为4kg•m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg•m/s,则左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为4:3.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有 
A.电压表V:0-10V
B.电流表A:0-0.6A
C.滑动变阻器R1(总阻值20Ω)
D.定值电阻R2(阻值10Ω)
E.定值电阻R3(阻值4Ω)
F.定值电阻R4(阻值3Ω)
G.单刀双掷开关S和导线若干
(1)根据以上器材,在误差尽可能小的情况下,组成一个测量电路,画出测量电路的原理图(要求电路中各器材用题中给定的符号标出)
(2)用已知的量和实验中测得的量标示待测干电池的电动势E=$\frac{{I}_{1}{I}_{2}({R}_{3}-{R}_{4})}{{I}_{2}-{I}_{1}}$,内阻r=$\frac{{I}_{1}{R}_{3}-{I}_{2}{R}_{4}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

9.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的位移-时间图象,则下列说法正确的是(  )
A.甲做加速度不断增大的加速运动,乙做匀加速运动
B.t时刻甲物体从后面追上乙物体
C.在0-t时刻内两物体平均速度相等
D.相遇时,甲的速度小于乙的速度

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