如圖所示,質(zhì)子、一價氦離子和二價氦離子都沿平行板電容器兩板中線OO方向垂直于電場線射入板間的勻強電場,射出后都打在同一個與OO垂直的熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點.下列說法中正確的是(  )
分析:三種粒子帶電量不同,質(zhì)量不同,進入同一電場時加速度不同,若它們射入電場時的速度相等,三粒子水平方向勻速直線,運動時間相同,則它們在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動的位移不同,所以在熒光屏上將只出現(xiàn)3個;若它們射入電場時的動能相等,可以判斷其速度的大小關(guān)系,同樣可以求得豎直方向的位移大小關(guān)系,從而判斷在熒光屏上出現(xiàn)的亮點個數(shù).
解答:解:在AB中、三種粒子帶電量不同,分別為q、q、2q;質(zhì)量不同分別為m、4m、4m,進入同一電場是加速度不同分別是:
qE
m
、
qE
4m
、
2qE
4m
,
若它們射入電場時的速度相等,三粒子水平方向勻速直線,運動時間相同,則豎直方向的位移,
由:y=
1
2
at2
得豎直方向的位移之比是:4:1:2,所以三種粒子打到不同的位置,會出現(xiàn)三個亮點,故A正確,B錯誤.
C、若它們射入電場時的動能相等,三種粒子的速度之比為,2:1:1,
所以水平方向的運動時間為1:2:2,
由于粒子豎直方向的位移,
由:y=
1
2
at2
解得豎直方向的位移之比為,1:1:2,
所以豎直方向位移不同,會出現(xiàn)兩個亮點,故C錯誤.
D、若它們是由同一個電場從靜止加速,由動能定理得:qU=
1
2
mv2
解得:v=
2qU
m
,
粒子水平方向做勻速直線運動,運動時間為,t=
L
v
=L
m
2qU
,
粒子豎直方向做初速度為零的勻速直線運動則,y=
1
2
at2
=
1
2
qE
m
L2m
2qU
=
EL2
4U
,
由此可見,三種帶電粒子在豎直方向的偏轉(zhuǎn)位移僅與電場強度E、極板長度L、加速電壓U有關(guān),在這三個過程中,這三個物理量都相同,所以它們的偏轉(zhuǎn)位移相同,粒子都打到同一點上,即只有一個亮點,故D正確.
故選:AD
點評:此類題目屬于類平拋運動,解題關(guān)鍵注意水平方向勻速,豎直方向是初速度為零的勻加速直線運動,兩個方向的運動具有等時性.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,質(zhì)子、一價氦離子和二價氦離子都沿平行板電容器兩板中線OO方向垂直于電場線射入板間的勻強電場,射出后都打在同一個與OO垂直的熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點.下列說法中正確的是( 。
A.若它們射入電場時的速度相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)3個亮點
B.若它們射入電場時的速度相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)2個亮點
C.若它們射入電場時的動能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點
D.若它們是由同一個電場從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場,則在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點
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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年浙江省溫州市十校聯(lián)考高二(上)期中物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,質(zhì)子、一價氦離子和二價氦離子都沿平行板電容器兩板中線OO方向垂直于電場線射入板間的勻強電場,射出后都打在同一個與OO垂直的熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點.下列說法中正確的是( )

A.若它們射入電場時的速度相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)3個亮點
B.若它們射入電場時的速度相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)2個亮點
C.若它們射入電場時的動能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點
D.若它們是由同一個電場從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場,則在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點

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