（18分）如圖為某同學(xué)設(shè)計的速度選擇裝置，兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌MM/和NN/間距為L與水平面成θ角，上端接滑動變阻器R，勻強磁場B0垂直導(dǎo)軌平面向上，金屬棒ab質(zhì)量為m恰好垂直橫跨在導(dǎo)軌上�；瑒幼冏杵鱎兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長為2d，勻強磁場B垂直紙面向內(nèi)。粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計，不計粒子重力。

（1）（7分）ab棒靜止未釋放時，某種粒子恰好打在上極板中點P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）（5分）調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）（6分）當(dāng)ab棒釋放后達到最大速度時，若變阻器在r≤R≤2r范圍調(diào)節(jié)，總有粒子能勻速穿過平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

（1） （2）（3）

解析（1）（7分）
由左手定則可知：該粒子帶正電荷。 （1分）
粒子在磁場中做圓周運動，設(shè)半徑為r，速度為v0
幾何關(guān)系有：   （2分）
得：（1分）

粒子做勻速圓周運動，由牛頓第二定律： （2分）
得：    （1分）
（2）（5分）ab棒達到最大速度時做勻速運動：　�、伲�2分）
    
對回路，由閉合電路歐姆定律：　�、冢�2分）
由①②得：（1分）
（3）（6分）當(dāng)ab棒達到最大速度時，設(shè)變阻器接入電路電阻為R，電壓為U
由①式得：
對變阻器，由歐姆定律：   ③ （1分）
極板電壓也為U，粒子勻速運動：  ④ （2分）
由①③④得：（1分）
因R為：，故粒子的速度范圍為：（2分）
帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)先找圓心后求半徑的步驟求解，借助幾何關(guān)系求得半徑即可，導(dǎo)體棒達到最大速度時，重力沿斜面向下的分力等于安培力，由F=BIL，I=BLV/R可求得導(dǎo)體棒速度，由閉合電路的歐姆定律可求得電容器兩極板的電壓，由此可求得粒子速度表達式

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?廣東）某研究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)河水在緩慢流動時有一個規(guī)律，河中央流速最大，岸邊速度幾乎為零．為了研究河水流速與從岸邊到中央距離的關(guān)系，小明同學(xué)設(shè)計了這樣的測量儀器：如圖甲所示，兩端開口的“L”型玻璃管的水平部分置于待測的水流中，豎直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足夠長．當(dāng)水流以速度 v 正對“L”型玻璃管的水平部分開口端勻速流動時，管內(nèi)外液面的高度差為 h，且h 隨水流速度的增大而增大．為了進一步研究水流速度v 與管內(nèi)外水面高度差h的關(guān)系，該組同學(xué)進行了定量研究，得到了如下的實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了v-h 圖象，如圖丙所示．

v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.45 0.50
（1）根據(jù)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)和圖丙中圖象的形狀，可猜想v和h之間的關(guān)系為
v2=20h
v2=20h
；為驗證猜，請在圖丁中確定縱軸所表示的物理量，并另作 圖象，若該圖象的形狀為
直線
直線
，說明猜想正確．

（2）現(xiàn)利用上述測速器，由河流南岸開始，每隔1米測一次流速，得到數(shù)據(jù)如下表所示：
測試點距岸距離 x/m 0 1 2 3 4 5 6
管內(nèi)外高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 28.8
相應(yīng)的水流速度 v/ms-1
0
0
0.4
0.4
0.8
0.8
1.2
1.2
1.6
1.6
2.0
2.0
2.4
2.4
根據(jù)v和h之間的關(guān)系完成上表的最后一行，對比上表中的數(shù)據(jù)，可以看出河中水流速度 v 與從南岸到河流中央距離x的關(guān)系為：
v=0.4x
v=0.4x
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)河水在緩慢流動時有一個規(guī)律，河中央流速最大，岸邊速度幾乎為零．為了研究河水流速與從岸邊到中央距離的關(guān)系，小明同學(xué)設(shè)計了這樣的測量儀器：如圖甲所示，兩端開口的“L”型玻璃管的水平部分置于待測的水流中，豎直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足夠長．當(dāng)水流以速度 v 正對“L”型玻璃管的水平部分開口端勻速流動時，管內(nèi)外液面的高度差為 h，且h 隨水流速度的增大而增大．為了進一步研究水流速度v 與管內(nèi)外水面高度差h的關(guān)系，該組同學(xué)進行了定量研究，得到了如下的實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了v-h 圖象，如圖丙所示．
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v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.45 0.50
（1）根據(jù)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)和圖丙中圖象的形狀，可猜想v和h之間的關(guān)系為
 
；為驗證猜想，圖丁的縱坐標(biāo)應(yīng)設(shè)定為
 
，并另作圖象，若該圖象的形狀為
 
，說明猜想正確．
（2）現(xiàn)利用上述測速器，由河流南岸開始，每隔1米測一次流速，得到數(shù)據(jù)如下表所示：
測試點距南岸距離 x/m 0 1 2 3 4 5 6 7
管內(nèi)外液面高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 18.1 11.2
相應(yīng)的水流速度 v/ms-1
分析對比上表中的數(shù)據(jù)，可以看出河中水流速度 v 與從觀測點距離南岸的距離x的關(guān)系為：
 
．該河流中水流的最大流速約為
 
m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)河水在緩慢流動時有一個規(guī)律，河中央流速最大，岸邊速度幾乎為零．為了研究河水流速與離河岸距離的關(guān)系，小明設(shè)計了這樣的測量儀器：如圖甲所示，兩端開口的“L”形玻璃管的水
平部分置于待測的水流中，豎直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足夠長．當(dāng)水流以速度v正對“L”形玻璃管的水平部分開口端勻速流動時，管內(nèi)外水面高度差為h，且h隨水流速度的增大而增大．為了進一步研究水流速度v與管內(nèi)外水面高度差h的關(guān)系，該組同學(xué)進行了定量研究，得到了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了v-h圖象，如圖丙所示．
v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 2.83 3.16
h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50
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（1）根據(jù)上表的數(shù)據(jù)和圖丙中圖象的形狀，可猜想v和h之間的關(guān)系為
 
；
為驗證猜想，請在圖丁中確定縱軸所表示的物理量，并作出圖象，若該圖象的形狀為
 
，說明猜想正確．
（2）現(xiàn)利用上述測速器，由河流南岸開始，每隔1m測一次流速，得到數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)v和h之間的關(guān)系完成下表的最后一行，對比下表中的數(shù)據(jù)，可以看出河中水流速度v與離南岸的距離x的關(guān)系為
 
．
測試點離岸距離x/m 0 1 2 3 4
管內(nèi)外液面高度差h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8
相應(yīng)的河水流速v/ms-1
 
 
 
 
 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1） a．用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為_______________mm。

b．用游標(biāo)為20分度的卡尺測量小球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為__________________cm。

（2）在“研究勻變速直線運動”的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間，計時器所用電源的頻率為50Hz，圖為小車帶動的紙帶上記錄的一些點，在每相鄰兩點間都有四個點未畫出，按時間順序取0．1．2．3．4．5六個點，用米尺量出1．2．3．4．5點到0點的距離如圖所示．

a．由紙帶可判定小車做______ 運動

b．若小車做勻變速直線運動，那么當(dāng)打計數(shù)點3時小車的速度為________ m/s． 小車的加速度大小為________ m/s2 , 方向為________

（3）利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度和下落高度。某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案。

a．用刻度尺測出物體下落的高度，并測出下落時間,通過計算出瞬時速

度．

b．用刻度尺測出物體下落的高度，并通過計算出瞬時速度．

c．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度．

d．用刻度尺測出物體下落的高度，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，算出瞬時速度v ．

以上方案中只有一種正確，正確的是                 。（填入相應(yīng)的字母）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了“探究合外力做功與物體動能改變的關(guān)系”,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案： 第一步:如圖甲所示，把木板一端墊起，滑塊通過細(xì)繩與一重錘相連，然后跨過定滑輪， 重錘下連一紙帶,穿過打點計時器.調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊，滑塊沿木板向下勻速 運動.

第二步:如圖乙所示，保持木板傾角不變，取下細(xì)繩和重錘，將打點計時器安裝在木板靠 近滑輪處,將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器.

第三步:接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動,打出的紙帶如圖丙所示.其中打 下計數(shù)點O時,滑塊的速度為零，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T.

 (1 )根據(jù)紙帶求打點計時器打E點時滑塊速度VE=______

(2)已知重錘質(zhì)量m，當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣萭，合外力在OE段對滑塊做功的表達式WOE=_____

(3)利用圖丙數(shù)據(jù)求出各段合外力對滑塊所做的功W及A、B、C、D、E各點的速v以v2 為縱軸，以w為橫軸建坐標(biāo)系，作出v2-W圖象，發(fā)現(xiàn)它是一條過坐標(biāo)原點的傾斜 直線，測得直線斜率為k則滑塊質(zhì)量M=_______

 

 

 

 

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