高中 | 动能定理的理解与一般应用 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.7 动能和动能定理

动能定理的理解与一般应用

某静电场中$x$轴上电场强度$E$$x$变化的关系如图所示,设$x$轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为$q$的粒子从坐标原点$O$沿$x$轴正方向运动,结果粒子刚好能运动到$x=3x_{0}$处,假设粒子仅受电场力作用,$E_{0}$$x_{0}$已知,则$(\qquad)$

["

粒子可能带负电

","

粒子的初动能大小为$\\dfrac{3}{2}qE_{0}x_{0}$

","

粒子沿$x$轴正方向运动过程中电势能先增大后减小

","

粒子沿$x$轴正方向运动过程中最大动能为$qE_{0}x_{0}$

"]
[["B"]]

$\rm A$.如果粒子带负电,粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动,因此$x=3x_{0}$处的速度不可能为零,因此粒子一定带正电,故$\rm A$错误;

$\rm B$.根据动能定理可得$\dfrac{1}{2}qE_{0}x_{0}-\dfrac{1}{2} \times 2qE_{0} \times 2x_{0}=0-E_{\text{k0}}$

$E_{\text{k0}}=\dfrac{3}{2}qE_{0}x_{0}$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.粒子向右运动的过程中电场力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大,故$\rm C$错误;

$\rm D$.粒子运动到$x_{0}$处动能最大,根据动能定理有$\dfrac{1}{2}qE_{0}x_{0}=E_{\text{km}}-E_{\text{k0}}$

$E_{km}=2qE_{0}x_{0}$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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