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    11．如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场．静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．方向垂直纸面向外．一质量为m．电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（　　）
    A．粒子一定带正电
    B．加速电场的电压U=$\frac{1}{2}$ER
    C．直径PQ=$\frac{2}{B}$$\sqrt{qmER}$
    D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的质量

    分析 带电粒子在电场中，在电场力做正功的情况下，被加速运动．后垂直于电场线，在电场力提供向心力作用下，做匀速圆周运动．最后进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动．根据洛伦兹力的方向，从而可确定电性，进而可确定极板的电势高低．根据牛顿第二定律可得在电场力作用下做匀速圆周运动的表达式，从而求出加速电压．最后再由牛顿第二定律，洛伦兹力等于向心力可知，运动的半径公式，即影响半径的大小因素．

    解答 解：A、由左手定则可知，粒子带正电，而粒子在MN间被加速，故A正确；
    B、根据电场力提供向心力，则有qE=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，
    又有电场力加速运动，则有qU=$\frac{1}{2}$mv2，从而解得：U=$\frac{ER}{2}$，故B正确；
    C、根据洛伦兹力提供向心力，则有：qvB=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，结合上式可知，PQ=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{ERm}{q}}$，
    若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点说明运动的直径相同，由于磁场，电场与静电分析器的半径不变，则该群离子具有相同的比荷，故C错误，D也错误；
    故选：AB．

    点评 考查粒子在电场中加速与匀速圆周运动，及在磁场中做匀速圆周运动．掌握电场力与洛伦兹力在各自场中应用，注意粒子在静电分析器中电场力不做功．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示，在冰面上将质量m=1kg的滑块从A点以初速度v0推出，滑块与冰面的动摩擦因数为μ=0.1，滑块滑行L=18m后到达B点时速度为v1=8m/s．现将其间的一段CD用铁刷划擦，使该段的动摩擦因数变为μ′=0.45，再使滑块从A以v0初速度推出后，到达B点的速度为v2=6m/s．g取10m/s2，求：

    （1）初速度v0的大小；
    （2）CD段的长度l．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．某同学利用如图丁所示的装置验证动能定理．斜槽AB段与BC段由很短的光滑圆弧平滑连接，将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．小球从斜槽AB段上不同的标记点由静止释放，并沿斜槽下滑，离开斜槽后做平抛运动并在木板上有不同的落点．依次记录小球不同释放点与斜槽底端的高度H，并根据对应落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y．
    （1）在安装斜槽时，应注意使斜槽BC段水平；
    （2）已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与斜槽BC段之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是H（1-$\frac{μ}{tanθ}$）=$\frac{{x}^{2}}{4y}$．
    （3）若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H为横坐标，以$\frac{1}{y}$为纵坐标，描点作图．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．两个小球从同一地点同时开始运动，一个做平抛运动，另一个做自由落体运动，拍得的频闪照片如右图所示，并在照片上建立直角坐标系，根据比例算出各像点的实际坐标，标示在图上．
    （1）g取9.8m/s2，根据频闪照片计算出平抛运动小球抛出时的初速度0.371m/s
    （2）如果平抛运动的小球初速度为v0，经过图中标示的A、B两点时，速度的竖直分量分别为vAy、vBy，设小球的质量为m，则从A到B的过程中；增加的动能为$\frac{1}{2}$m（${v}_{By}^{2}$-${v}_{Ay}^{2}$）（用题中符号表示），为了验证平抛运动的过程中机械能守恒是否守恒，如果实验中根据图中的竖直坐标数据求出的加速度为9.76m/s2，小组同学又通过查阅资料知道当地的重力加速度
    为9.78m/s2，则，从A到B的过程中；减小的重力势能为0.314m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．
    （1）请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：打点计时器应该接交流电源，开始时重物应该靠近打点计时器．
    （2）若所用交流电的频率为f，该同学经正确操作得到如图2所示的纸带，把第一个点记做O，另选连续的3个点A、B、C作为测量的点，A、B、C各点到O点的距离分别为S1、S2、S3，重物质量为m，重力加速度为g．根据以上数据知，从O点到B点，重物的重力势能的减少量等于mgs2，动能的增加量等于$\frac{m{（{s}_{3}-{s}_{1}）}^{2}{f}^{2}}{8}$．（用所给的符号表示）
    （3）重力势能的减少量大于动能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图所示，一个悬挂重物的系统，其中AO、BO、CO都是最多能承受100N的细绳，已知BO处于水平位置，∠AOB为150°．欲使绳子不致断裂，所悬挂的重物m的重力不能超过多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值．
    （1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：
    A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）
    B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
    C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）
    D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
    为减小测量误差，在实验中，电流表应选用B，
    电压表应选用C（选填器材前的字母）；
    实验电路应采用图1中的甲（选填“甲”或“乙”）．
    （2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线．

    （3）接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U．某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx=$\frac{U}{I}$=5.2Ω（保留两位有效数字）．

    （4）若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是D．（选填选项前的字母）
    A．电流表测量值小于流经Rx的电流值
    B．电流表测量值大于流经Rx的电流值
    C．电压表测量值小于Rx两端的电压值
    D．电压表测量值大于Rx两端的电压值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    20．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么

    （1）为了验证物体由静止开始下落的运动过程中的机械能守恒，在经过若干次实验，选出一条较为符合实验要求的纸带的依据是：点迹清晰、排列整齐、第一点与第二点间距接近2mm；
    （2）为了计算物体下落到B的动能，在计算B点瞬时速度时，甲同学用vB2=2gSOB，乙同学用vB=$\frac{{S}_{AC}}{2T}$．选择其中的方法，正确计算出B点的动能是0.368J（计算结果保留3位有效数字）；
    （3）从0点到B点重力势能的改变是0.376J．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．如图所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑动触头P向上移动时，下列判断中正确的是（　　）
    A．b灯中电流变化值大于c灯中电流变化值
    B．a、b两灯变亮，c灯变暗
    C．电源输出功率减小
    D．电源的供电效率增大

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