题目内容

如图为某同学设计的速度选择装置，两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成θ角，上端接滑动变阻器R，匀强磁场B0垂直导轨平面向上，金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。滑动变阻器R两端连接水平放置的平行金属板，极板间距为d，板长为2d，匀强磁场B垂直纸面向内。粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子，粒子的质量为m0，电荷量为q，ab棒的电阻为r，滑动变阻器的最大阻值为2r，其余部分电阻不计，不计粒子重力。

（1）（7分）ab棒静止未释放时，某种粒子恰好打在上极板中点P上，判断该粒子带何种电荷？该粒子的速度多大？

（2）（5分）调节变阻器使R=0.5r，然后释放ab棒，求ab棒的最大速度？

（3）（6分）当ab棒释放后达到最大速度时，若变阻器在r≤R≤2r范围调节，总有粒子能匀速穿过平行金属板，求这些粒子的速度范围？

解析：

（1）（7分）

由左手定则可知：该粒子带正电荷。 （1分）

粒子在磁场中做圆周运动，设半径为r，速度为v0

     对回路，由闭合电路欧姆定律：　　②（2分）

     由①②得：（1分）

（3）（6分）

当ab棒达到最大速度时，设变阻器接入电路电阻为R，电压为U

 


练习册系列答案
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（2007?广东）某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为 h，且h 随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h 图象，如图丙所示．

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）根据根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
v2=20h
v2=20h
；为验证猜，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作 图象，若该图象的形状为
直线
直线
，说明猜想正确．

（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：
测试点距岸距离 x/m 0 1 2 3 4 5 6
管内外高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 28.8
相应的水流速度 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
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为：
v=0.4x
v=0.4x
．
某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为 h，且h 随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h 图象，如图丙所示．
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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）根据根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
 
；为验证猜想，图丁的纵坐标应设定为
 
，并另作图象，若该图象的形状为
 
，说明猜想正确．
（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：
测试点距南岸距离 x/m 0 1 2 3 4 5 6 7
管内外液面高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 18.1 11.2
相应的水流速度 v/ms-1
分析对比上表中的数据，可以看出河中水流速度 v 与从观测点距离南岸的距离x的关系为：
 
．该河流中水流的最大流速约为
 
m/s．
某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水
平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外水面高度差为h，且h随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下表所示的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图象，如图丙所示．
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）根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
 
；
为验证猜想，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并作出图象，若该图象的形状为
 
，说明猜想正确．
（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1m测一次流速，得到数据如下表所示：根据v和h之间的关系完成下表的最后一行，对比下表中的数据，可以看出河中水流速度v与离南岸的距离x的关系为
 
．
测试点离岸距离x/m 0 1 2 3 4
管内外液面高度差h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8
相应的河水流速v/ms-1
 
 
 
 
 

（1） a．用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为_______________mm。

b．用游标为20分度的卡尺测量小球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。

（2）在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz，图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，按时间顺序取0．1．2．3．4．5六个点，用米尺量出1．2．3．4．5点到0点的距离如图所示．

a．由纸带可判定小车做______ 运动

b．若小车做匀变速直线运动，那么当打计数点3时小车的速度为________ m/s． 小车的加速度大小为________ m/s2 , 方向为________

（3）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

a．用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速

度．

b．用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度．

c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度．

d．用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，算出瞬时速度v ．

以上方案中只有一种正确，正确的是                 。（填入相应的字母）

为了“探究合外力做功与物体动能改变的关系”,某同学设计了如下实验方案： 第一步:如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮， 重锤下连一纸带,穿过打点计时器.调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速 运动.

第二步:如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠 近滑轮处,将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器.

第三步:接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动,打出的纸带如图丙所示.其中打 下计数点O时,滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为T.

 (1 )根据纸带求打点计时器打E点时滑块速度VE=______

(2)已知重锤质量m，当地的重加速度g，合外力在OE段对滑块做功的表达式WOE=_____

(3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功W及A、B、C、D、E各点的速v以v2 为纵轴，以w为横轴建坐标系，作出v2-W图象，发现它是一条过坐标原点的倾斜 直线，测得直线斜率为k则滑块质量M=_______

 

 

 

 

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