高考物理專題復(fù)習(xí)臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題的推斷題綜合題及詳細(xì)答案-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 子的裝置，能連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的正離子．已知離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)離子重力及離子間相互作用力．(1)速率在什么范圍內(nèi)的所有離子均不可能射出正方形區(qū)域？(2)求速率為v＝的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍．【答案】(1) (2)【解析】【分析】【詳解】因離子以垂直于磁場(chǎng)的速度射入磁場(chǎng)，故其在洛倫茲力作用下必做圓周運(yùn)動(dòng)．(1)依題意可知離子在正方形區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)不射出該區(qū)域，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r≤ .對(duì)離子，由牛頓第二定律有qvB＝m?(2)當(dāng)v＝時(shí)，設(shè)離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則由可得. 要使離子從DE射出，則其必不能從CD射出，其臨界狀態(tài)是離子軌跡與CD邊相切，設(shè)切點(diǎn)與C點(diǎn)距離為x，其軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系得：R2＝(x－ )2＋(R－ )2，計(jì)算可得x＝L，設(shè)此時(shí)DE邊出射點(diǎn)與D點(diǎn)的距離為d1，則由幾何關(guān)系有：(L－x)2＋(R－d1)2＝R2，解得d1＝ .而當(dāng)離子軌跡與DE邊相切時(shí)，離子必將從EF邊射出，設(shè)此時(shí)切點(diǎn)與D點(diǎn)距離為d2，其軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系有：R2＝(L－R)2＋(d2－ )2，解得d2＝ 故速率為v＝的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍為【點(diǎn)睛】粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 ，速率越大半徑越大，越容易射出正方形區(qū)域，粒子在正方形區(qū)域圓周運(yùn)動(dòng)的半徑若不超過 ，則粒子一定不能射出磁場(chǎng)區(qū)域，根據(jù)牛頓第二定律求出速率即可．12．如圖所示為柱狀玻璃的橫截面，圓弧的圓心為點(diǎn)，半徑為，與的夾角為90176。已知小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)C，軌道粗糙程度處處相同，空氣阻力不計(jì)。3．如圖所示，七塊完全相同的磚塊按照?qǐng)D示的方式疊放起來，每塊磚的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，為保證磚塊不倒下，6號(hào)磚塊與7號(hào)磚塊之間的距離S將不超過（ ） A． B． C． D．【答案】A【解析】試題分析：因兩部分對(duì)稱，則可只研究一邊即可；1磚受2和3支持力而處于平衡狀態(tài)，則可由力的合成求得1對(duì)2的壓力；而2磚是以4的邊緣為支點(diǎn)的杠桿平衡，則由杠桿的平衡條件可得出2露出的長(zhǎng)度，同理可求得4露出的長(zhǎng)度，則可求得7相距的最大距離．1處于平衡，則1對(duì)2的壓力應(yīng)為；當(dāng)1放在2的邊緣上時(shí)距離最大；2處于杠桿平衡狀態(tài)，設(shè)2露出的長(zhǎng)度為x，則2下方的支點(diǎn)距重心在處；由杠桿的平衡條件可知：，解得，設(shè)4露出的部分為；則4下方的支點(diǎn)距重心在處；4受到的壓力為，則由杠桿的平衡條件可知，解得，則7之間的最大距離應(yīng)為，A正確．4．如圖甲所示，用大型貨車運(yùn)輸規(guī)格相同的圓柱形水泥管道，貨車可以裝載兩層管道，底層管道固定在車廂里，上層管道堆放在底層管道上，如圖乙所示。角。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng)，速度與OM成30176。故選A。7．圖甲為 、小球速度的平方與其高度的關(guān)系圖像。當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸
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