Question

【題目】一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無限長(zhǎng)。已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A. 小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相等

C. 若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相等

D. 小球經(jīng)過每個(gè)電場(chǎng)區(qū)過程機(jī)械能的減少量相等

Answer 1

【答案】ABD

【解析】A：將小球的運(yùn)動(dòng)沿著水平方向和豎直方向正交分解：水平方向不受外力，以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確。

B：豎直方向，在無電場(chǎng)區(qū)只受重力，加速度為g，豎直向下。

有電場(chǎng)區(qū)除重力外，還受到向上的恒定的電場(chǎng)力作用，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于時(shí)，電場(chǎng)力等于2mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上。

兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，根據(jù)對(duì)稱性，小球在第一個(gè)無場(chǎng)區(qū)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，在第一電場(chǎng)區(qū)豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度剛好減為零。

接下來小球的運(yùn)動(dòng)重復(fù)前面的過程，即每次通過無電場(chǎng)區(qū)豎直方向都是自由落體運(yùn)動(dòng)，每次通過電場(chǎng)區(qū)豎直方向都是末速度為零勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

故B項(xiàng)正確。

C：豎直方向，在無電場(chǎng)區(qū)只受重力，加速度為g，豎直向下。

有電場(chǎng)區(qū)除重力外，還受到向上的恒定的電場(chǎng)力作用，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于時(shí)，電場(chǎng)力等于mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力為零。

在無電場(chǎng)區(qū)小球豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)區(qū)小球豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過每個(gè)電場(chǎng)區(qū)，小球的速度均不等，因而小球經(jīng)過每一無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均不相等。故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

D：小球經(jīng)過每個(gè)電場(chǎng)區(qū)過程機(jī)械能的減少量等于克服電場(chǎng)力做的功。每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向均豎直向上，豎直高度相等；每一電場(chǎng)區(qū)電場(chǎng)力做的功相等。故D正確。