Question

【题目】如图(a)所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直 杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0 x10-4C,B球的质量m=0.lkg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图(b)中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m。令A所在平面为参考平面，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×l09N．m2/C2．下列说法正确的是

A. 杆与水平面的夹角θ =60°

B. B球的电荷量QB=1.0×10-5C

C. 若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小2J

D. 若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大

Answer 1

【答案】BCD

【解析】A项：渐进线Ⅱ表示B的重力势能随位置的变化关系，即Ep=mgxsinθ=kx

，即θ=30°，故A错误；

B项：由图乙中的曲线Ⅰ知，在x=6m出总势能最小，动能最大，该位置B受力平衡

，解得：，故B正确；

C项：在M点B球总势能为6J，根据能量守恒定律，当B的动能为零，总势能为10J，所以电势能减小2J，故C正确；

D项：由曲线Ⅰ知B离A的最近距离为x=2m，，可知向上运动过程中加速度先减小后增大，故D正确。

点晴：此题考查读图能量，注意选择合适的点，同时要熟练应用牛顿运动定律和能量守恒解题，属于较难的题目。