Question

如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E₁和x₁为已知量)。已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出(    )

A.小物块的带电量

B.A、B间的电势差

C.小物块的质量

D.小物块速度最大时到斜面底端的距离

Answer

C

【解析】

试题分析：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小．根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零．由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x的具体数据，所以不能求得q．故A错误；

A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB之间的电势差．故B错误；由重力势能线得到EP=mgh=mgssinθ，读出斜率，即可求出m，选项C正确；图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离．故D错误．故选C.

考点：库仑定律；电势及电势能.

【名师点睛】本题考查了库仑定律、电势及电势能等知识点；解题时首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理.