Question

【题目】如图所示真空中某直线形粒子发射装置水平放置在截面为三角形的匀强电场区域上方，匀强电场水平向里，且足够长，图示是前视图。已知该粒子发射的都是质子，同时射出的粒子为同一批粒子，出射速度一样，不计重力经过电场偏转打在水平地面的光屏上。则从上往下看，关于打在光屏上的粒子说法正确的是（　　）

A. 同批射出的粒子，在左右两边的最先到达地面光屏

B. 同一批射出的粒子打在地面光屏上呈“”形状

C. 不同批次射出的粒子速度越大打在地面光屏上离开轴的平均距离越远

D. 同一批射出的粒子打在地面光屏上时电势能的改变量正比于入射电场时离轴的高度的平方

Answer 1

【答案】D

【解析】

由题意可知，粒子进入电场后，竖直方向做匀速直线运动，水平方向做匀加速直线运动，所以同批射出的粒子同时到达地面，故A错误。由类平抛运动规律知：竖直方向有h=v0t，水平方向有d=at2，，与平抛运动类比可知，粒子打在地面光屏上不是呈“∧”形状，而是抛物线，故B错误。粒子速度越大，则在电场中运动时间越短，距离x轴的平均速度越近，故C错误。根据功能关系有-Ep=W电=qEd=，即同一批射出的粒子打在地面光屏上时电势能的改变量正比于入射电场时离轴的高度的平方。故D正确。