如圖所示，在一光滑絕緣水平面上，靜放著兩個可視為質(zhì)點的小球，兩小球質(zhì)量均為m，相距l，其中A球帶正電，所帶電荷量為q，小球B不帶電．若在A球右側(cè)區(qū)域加一水平向右的勻強電場，場強為E，A球受到電場力的作用向右運動與B球碰撞．設(shè)每次碰撞前后兩球交換速度，且碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移．若兩小球恰在第三次碰撞時離開電場．求：

(1)

小球A在電場中的加速度大小；

(2)

電場的寬度；

(3)

小球A從進入電場到離開電場的過程中電勢能的變化量．

答案：
解析：

(1)

根據(jù)牛頓運動定律：

(2)

設(shè)第一次碰撞時小球A的速度為v：根據(jù)動能定理：

第一次碰撞前后小球A的速度為vA1和vA1′，小球B碰撞前后的速度為vB1和

vB1′所以vA1＝vvB1＝0vA1′＝0vB1′＝vA球運動的距離為l

第一次碰撞后，小球A做初速度為零的勻加速直線運動，小球B做速度為v的勻速直線運動

設(shè)第二次碰撞前后A球的速度為vA2和vA2′小球B碰撞前后的速度為vB2和vB2′

第二次碰撞過程中：

所以：vA2＝2v；碰后v為vA2′＝v

而B球碰前為v，碰后為2v．從第一次碰撞后到第二次碰撞前的過程中，A球運動的距離為l2．(2分)

第二次碰撞后，A球做初速度為v的勻加速直線運動，B球以速度2v勻速直線運動．

設(shè)A球第三次碰前后的速度為vA3和vA3′，小球B碰撞前后的速度為vB3和

vB3′所以：從第二次碰撞到第三次碰撞過程中，A球運動的距離為l3(2分)

所以：電場的寬度：L＝l1＋l2＋l3＝13l

(3)

此過程中電場力做正功，A球的電勢能減少

減少的電勢能△ε＝Eq×13l＝13Eql


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用力忽略不計．現(xiàn)通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后，a、b各自達到新的平衡．則 （　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)（選修模塊3-3）
（1）奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃氣罐（內(nèi)有液態(tài)丙烷）、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成，當穩(wěn)壓閥打開以后，燃氣以氣態(tài)形式從氣罐里出來，經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進入燃燒室進行燃燒．則以下說法中正確的是
 
．
A．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功
B．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少
C．燃氣在燃燒室燃燒的過程是熵增加的過程
D．燃氣在燃燒后釋放在周圍環(huán)境中的能量很容易被回收再利用
（2）某運動員吸一口氣，吸進400cm3的空氣，據(jù)此估算他所吸進的空氣分子的總數(shù)為
 
個．已知1mol氣體處于標準狀態(tài)時的體積是22.4L．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
（3）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用可忽略不計．現(xiàn)通過恒定電壓為U的電源和阻值為R的電熱絲構(gòu)成回路，對氣體a緩慢加熱一段時間t后，a、b各自達到新的平衡狀態(tài)．在此過程中，氣體a內(nèi)能增加量為△U，試求氣體b的內(nèi)能增加量．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）分析判斷以下說法的正誤，在相應的括號內(nèi)打“√”或“×”
A．用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙
 

B．溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同
 

C．夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到到最小趨勢的緣故
 

D．自然界中進行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性
 

（2）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補充實驗步驟C的內(nèi)容及實驗步驟E中的計算式：
A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，記下滴入 1mL 的油酸酒精溶液的滴數(shù)N；
B．將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n；
C．
 

D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長1cm的正方形為單位，計算出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)m；
E．用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑 d=
 
 cm．
（3）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用可忽略不計．現(xiàn)通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后，a、b各自達到新的平衡狀態(tài)．試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強、溫度、內(nèi)能各如何變化？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做，則按A、B兩題評分。

A．（選修模塊3—3）（12分）

  （1）以下說法正確的是           。

    A．滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度

    C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度不變。

    D．當分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減小

  （2）如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸收現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在些過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖，該過程為       過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）
 
   （3）如圖，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽，其面積為S，在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W，其內(nèi)能增加了△U，不計封閉氣體向外散的熱，已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內(nèi)氣體吸收，求：

       ①這段時間內(nèi)的集熱箱里氣體共吸收的熱量；

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B．（選修模塊3—4）（12分）

  （1）下列說法中正確的是       

    A．散光比自然光的相干性好

    B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C．在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，測量單擺周期應該從小球經(jīng)過最低點開始計時，以減小實驗誤差

    D．接收電磁波時首先要進行調(diào)頻

  （2）如圖所示，一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該柱體對藍光的折射率為，則它從右側(cè)面射出時的出射角=   ；若將藍光換成紫色，則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置

                    （選填“偏左”、“偏右”或“不變”）。

（3）一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始質(zhì)點比質(zhì)點早到達波谷。求：
 
       ①此波的傳播方向和波速大��；

②內(nèi)質(zhì)點通過的路程。

 

 

 

 

C．（選擇模塊3—5）（12分）

  （1）下列說法正確的是                 

    A．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B．原子核越大，它的結(jié)合能越高，原子核中核子結(jié)合得越牢固。

    C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài)，

氫原子的能級示意圖如圖，那么①該群氫

原子可能發(fā)射              種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

  （3）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質(zhì)量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后C球的速度。求：
 
       ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度；

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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科目：高中物理 來源：江蘇省南京市2010屆高三第三次模擬考試 題型：填空題

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做，則按A、B兩題評分。

A．（選修模塊3—3）（12分）

   （1）以下說法正確的是           。

    A．滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度

    C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度不變。

    D．當分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減小

   （2）如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸收現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在些過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖，該過程為       過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）
 
   （3）如圖，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽，其面積為S，在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W，其內(nèi)能增加了△U，不計封閉氣體向外散的熱，已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內(nèi)氣體吸收，求：

        ①這段時間內(nèi)的集熱箱里氣體共吸收的熱量；

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B．（選修模塊3—4）（12分）

   （1）下列說法中正確的是       

    A．散光比自然光的相干性好

    B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C．在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，測量單擺周期應該從小球經(jīng)過最低點開始計時，以減小實驗誤差

    D．接收電磁波時首先要進行調(diào)頻

   （2）如圖所示，一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該柱體對藍光的折射率為，則它從右側(cè)面射出時的出射角=    ；若將藍光換成紫色，則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置

                     （選填“偏左”、“偏右”或“不變”）。

（3）一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始質(zhì)點比質(zhì)點早到達波谷。求：
 
        ①此波的傳播方向和波速大小；

②內(nèi)質(zhì)點通過的路程。

 

 

 

 

C．（選擇模塊3—5）（12分）

   （1）下列說法正確的是                 

    A．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B．原子核越大，它的結(jié)合能越高，原子核中核子結(jié)合得越牢固。

    C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài)，

氫原子的能級示意圖如圖，那么①該群氫

原子可能發(fā)射               種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

   （3）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質(zhì)量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后C球的速度。求：
 
        ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度；

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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