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20.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直与环面且过圆心O,规定无穷远处电势为零,则下列关于x轴上的电场强度、电势、电势能的说法中正确的是(  )
A.O点的电场强度为零,电势为零
B.O点的电场强度为零,电势最高
C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势降低
D.一正电荷以初速度v0从O点沿x轴正方向射入电场,则电场力对该电荷做负功,电势能增加

分析 圆环上均匀分布着正电荷,根据电场的叠加和对称性,分析O点的场强.根据电场的叠加原理分析x轴上电场强度的方向,即可判断电势的高低.

解答 解:AB、圆环上均匀分布着正电荷,根据对称性可知,圆环上各电荷在O点产生的场强相互抵消,合场强为零.圆环上各电荷产生的电场强度在x轴有向右的分量,根据电场的叠加原理可知,x轴上电场强度方向向右,根据顺着电场线方向电势降低,可知在x轴上O点的电势最高,故A错误,B正确;
C、O点的场强为零,无穷远处场强也为零,所以从O点沿x轴正方向,场强应先增大后减小.x轴上电场强度方向向右,电势一直降低,故C错误;
D、由C选项分析,当正电荷以初速度v0从O点沿x轴正方向射入电场,则电场力对该电荷做正功,电势能减小,故D错误.
故选:B.

点评 解决本题的关键有两点:一是掌握电场的叠加原理,并能灵活运用;二是运用极限法场强的变化.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

10.钍核${\;}_{90}^{230}$Th发生衰变生成镭核${\;}_{88}^{226}$Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速率为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变方程
(2)求粒子离开电场时的速度大小
(3)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R
(4)求粒子在磁场中运动的周期T.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

11.如图所示,水平传送带以恒定速度v向右运动.将质量为m的木块轻轻放在水平传送带的左端A处,经过t秒后,木块的速度也变为v,再经t秒木块到达传送带的右端B处,则(  )
A.前t秒内木块做匀加速运动,后t秒内木块做匀减速运动
B.后t秒内木块与传送带之间无摩擦力
C.前t秒内木块的位移与后t秒内木块的位移大小之比为1:2
D.木块由传送带左端运动到右端的平均速度为$\frac{3}{4}$v

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

8.滑雪运动是把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动.滑雪运动中当滑雪板相对雪地速度较大时,会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦.然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大.假设滑雪者的速度超过8m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.5变为μ2=0.25.一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处,如图所示.不计空气阻力,已知坡长L=24m,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)滑雪者到达B处时的速度大小;
(3)若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数恒为μ3=0.4,求滑雪者在水平地面上运动的最大距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

15.在足够长的倾角为θ=37°的斜面上有一长L=27m的木板,上下表面均与斜面平行,木板与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5.木板上端有一质量与木板相同的小物块(可看成质点),物块和木板上部分的动摩擦因数为μ2=0.375,二者均处于静止状态,如图所示.某时刻起物块和木板同时开始运动,准确测量发现,运动2s后,木板的上表面突然变光滑,但木板与斜面间的动摩擦因数保持不变.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g=10m/s2.求:
(1)在前2秒时间内物块和木板的加速度各为多大
(2)物块在木板上运动的总时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

5.如图甲所示,用包有白纸的棒代替纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,代替打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,棒竖直自由下落,毛笔就在棒表面的纸上画出记号,如图乙所示.设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号一端之间的距离依次为20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,可知毛笔画下记号D时,棒下落的速度vD=1.6m/s;棒竖直下落的加速度a=9.6m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

12.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.
(1)如图可知轻质弹簧a和b中,原长较长的是b(填a或b)
(2)如图可知轻质弹簧a和b中,劲度系数较大的是a(填a或b)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

9.如图所示,用绳拴住木棒AB的A端,使木棒在竖直方向上静止不动,在悬点A端正下方有一点C距A端0.8m.若把绳轻轻剪断,测得A、B两端通过C点的时间差是0.2s,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)木棒AB的长度?
(2)D为AB棒上的一点,若AD、DB两段通过C点的时间相同,求AD=?

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

10.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图1甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如表所示:
F/N00.501.001.502.002.50
l/cml010.9712.0213.0013.9815.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O',橡皮筋的拉力记为FOO′
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图1乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB

完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图2的坐标纸上画出F-l图线.
(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为1.80N.
(3)根据给出的标度,在图3中作出FOA和FOB的合力F'的图示.
(4)通过比较F'与F00'的大小和方向,即可得出实验结论.

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