如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板 M、N 间存在…——2022 高考物理第 9 题答案解析

2022_浙江卷

2022 浙江 第 9 题 单选题 区分题
2022_浙江卷

9. 如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板 M、N 间存在匀强电场,板长为 L(不考虑边界效应)。t=0 时刻,M 板中点处的粒子源发射两个速度大小为 $\nu _ { 0 }$ 的相同粒子,垂直M 板向右的粒子,到达N板时速度大小为 $\sqrt { 2 } \nu _ { 0 }$ ;平行 M 板向下的粒子,刚好从 N 板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则(  )

A. M板电势高于N板电势
B. 两个粒子的电势能都增加
C. 粒子在两板间的加速度为 $a = \frac { 2 \nu _ { 0 } ^ { 2 } } { L }$
D. 粒子从N板下端射出的时间 $t = \frac { ( \sqrt { 2 } - 1 ) ~ L } { 2 \nu _ { 0 } }$
参考答案

C

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【答案】C

【解析】

【详解】A.由于不知道两粒子的电性,故不能确定M 板和N 板的电势高低,故A 错误;

B.根据题意垂直M 板向右的粒子,到达N 板时速度增加,动能增加,则电场力做正功,电势能减小;则平行M 板向下的粒子到达N 板时电场力也做正功,电势能同样减小,故B错误;

CD.设两板间距离为d,对于平行M 板向下的粒子刚好从N 板下端射出,在两板间做类平抛运动,有

$$ \frac { L } { 2 } = \nu _ { 0 } t $$

$$ d = { \frac { 1 } { 2 } } a t ^ { 2 } $$

对于垂直M 板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两粒子相同,在电场中加速度相同,有

$$ \left( \sqrt { 2 } \nu _ { 0 } \right) ^ { 2 } - \nu _ { 0 } ^ { 2 } = 2 a d $$

联立解得

$$ t = \frac { L } { 2 v _ { 0 } } , a = \frac { 2 v _ { 0 } ^ { 2 } } { L } $$

故C正确,D 错误;

故选 C。

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