题目内容
3．归纳式探究--研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是a．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上．从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（初速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B、金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如下表：
| 次数 | m/kg | q/C | B/T | R/m | Ek/J |
| 1 | 3.2×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 4×10-16 |
| 2 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 2×10-16 |
| 3 | 3.2×10-27 | 4.8×10-19 | 1×10-2 | 1 | 36×10-16 |
| 4 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 2×10-2 | 1 | 8×10-16 |
| 5 | 1.6×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 3 | 72×10-16 |
②对于同一带电粒子，在不同的回旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象丙中的图线c表示．
分析 （1）认真审题，根据题意分析图甲所示情景答题．
（2）应用控制变量法分析表中实验数据，根据表中实验数据得出结论；
根据动能的函数表达式分析答题．
解答 解：（1）由题意可知，磁感线密集的地方磁感应强度大，磁感线稀疏的地方磁感应强度小，由图甲所示可知，a处磁感线密度，a点磁感应强度较大．
（2）①由表中2、4两组实验数据刻度值，在m、q、R相同的情况下，磁感应强度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍，由此可知，动能与磁感应强度B的平方成正比，
由表中1、3两组实验数据可知，在m、B、R相同的情况下，电荷量变为原来的3倍，动能变为原来的9倍，由此可知，动能与电荷量q的平方成正比，
由表中1、2两组实验数据可知，在q、B、R相同的情况下，质量变为原来的2倍，动能变为原来的一半，由此可知，动能与质量m成反比，
由表中1、5两组实验数据可知，q、B相同，质量变为原来的一半，半径变为原来的3倍，动能变为原来的18倍，则动能与半径R的平方成正比，
由以上分析可知：EK=k$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{m}$，把第一组使用数据代入解得，k=0.5J•kg/（C2•T2•m2）；
②对于同一带电粒子，在不同的同旋加速器中，q、m相同，B、R不同，由EK=k$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{m}$可知，BR=$\frac{1}{q}$$\sqrt{\frac{m{E}_{K}}{K}}$，由此可知，B与R成反比，由图丙所示图象可知，图线c正确；
故答案为：（1）a；（2）①$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{m}$；0.5J•kg/（C2•T2•m2）；②c．
点评 本题考查了判断磁感应强度大小、实验数据分析，应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题，掌握应用控制变量法是正确解题的关键．
如图所示，在水桶中装满水，用手把空的饮料罐缓慢地按入水中，在饮料罐浸没之前，越往下按感觉浮力越大．这个实验告诉我们，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关．
滑板运动已经成为都市青年最流行、最持久的时尚运动．一块滑板是由板面、滑板支架（滑板桥）和四只滑板轮等部分组成，总质量约为5kg，如图所示．其中板面是由一块质量约为4kg，体积约为5×10-3m3的复合材料组成．求：| A． | 正立的虚像 | B． | 正立的实像 | C． | 倒立的虚像 | D． | 倒立的实像 |
如图所示是表面光滑、斜面倾斜程度可调的实验装置．小明用其探究“物体由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小与什么因素有关”．他提出如下猜想：A．速度大小可能与物体质量有关；
B．速度大小可能与斜面倾斜程度有关；
C．速度大小可能与物体下滑起点的高度有关．
可供选用的器材：质量不同的钢球若干，刻度尺，量筒，秒表．
（1）若用此装置探究猜想A，除秒表外，还要选用的器材是两个不同质量的物体．
（2）下表是某同学针对猜想B设计的一个实验，根据本实验的测量数据．
| 斜面倾斜程度 | 较大 | 较小 | ||||
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
| 小球从P运动到Q的时间t/s | 5.1 | 5.0 | 5.1 | 5.1 | 5.1 | 5.0 |
日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大，这是什么原因呢？
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力．流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小．物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表．（g取10N/kg）
| 小球编号 | 1 | 2 | 3 |
| 小球质量（g） | 2 | 5 | 45 |
| 小球半径（×10-3m） | 5 | 5 | 15 |
| 小球的收尾速度（m/s） | 16 | 40 | 40 |
A．比较纸锥下落的快慢
B．研究气泡的运动规律
C．探究阻力对物体运动的影响
（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N，依据的是二力平衡原理．
（3）半径相同的小球，质量大（大/小）的收尾速度大．
（4）对于3号小球，当速度为20m/s时，空气阻力小于（大于/等于/小于）重力．
（5）轿车的外形常做成流线型，目的是减小空气阻力；在座位的靠背上安装“头枕”可防止轿车被后面（前面/后面）的车撞击时对乘者的伤害．
某学习小组利用图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关．
为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图乙所示．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
| 实验次数 | 小球的质量（g） | 运动的快慢 | 绳子的长度（cm） | 绳子的拉力 |
| 1 | 15 | 慢 | 10 | 很小 |
| 2 | 20 | 慢 | 10 | 小 |
| 3 | 20 | 快 | 10 | 大 |
| 4 | 20 | 快 | 15 | 很大 |
（2）实验中，小球的运动方向是变化的，说明其运动状态一定（一定/不一定）改变．
若绳子断了，小球继续运动，那是因为小球具有惯性．
（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想A，分析对比实验次数的数据，可以初步验证猜想B．
（4）本实验采用的研究方法有转换法和控制变量法．
（1）铜片和铁片哪个是正极？写出你的判断方法：可以把电流表或电压表的接线柱分别接在铁片和铜片，根据指针的偏转方向判断．
（2）换用其他的不同金属或水果再做一个水果电池．在做过的水果电池中，用哪两种金属做电极、用什么样水果得到的电压最高？某同学通过实验得到如表的实验数据：你的实验结论是用菠萝作为水果，用铜和铝作为电极的水果电池的电压最高．
| 电极 | 水果 | |||
| 正极 | 负极 | 菠萝 | 苹果 | 猕猴桃 |
| 铜 | 铝 | 0.2V | 0.1V | 0.08V |
| 铜 | 铁 | 0.1V | 0.05V | 0.06 |
| 铝 | 铁 | 0.02V | 0.01V | 0.05V |
①两金属片之间的距离有关；
②两金属片插入水果中的深度有关．
请你设计研究水果电池的电压与两金属片插入水果中的距离是否有关的实验．
要求：写出实验步骤两块金属片相距一定的距离插入西红柿，记下插入的深度，观察并记录电压表示数．改变两金属片间的距离，仍插入相同的深度，再观察并记录电压表示数．比较两次电压表示数的大小与距离的关系．
（4）如果设法用自制水果电池为小灯泡供电，为了使小灯泡的亮度明显一些，你可以怎样做？将几个水果电池串联起来对小灯泡供电（说出一点即可）．
（5）目前人们乱扔废旧电池的现象非常普遍．请你针对这种现象，给有关部门提出二条合理建议：回收废旧电池，回收废旧电池；垃圾分类处理．