高考物理——临界状态的假设解决物理试题的推断题综合压轴题专题复习及详细答案.docx

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1、高考物理——临界状态的假设解决物理试题的推断题综合压轴题专题复习及详细答案一、临界状态的假设解决物理试题1．一带电量为＋q、质量为m的小球从倾角为θ的光滑的斜面上由静止开始下滑．斜面处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向如图所示，求小球在斜面上滑行的速度范围和滑行的最大距离．2222sinθ)【答案】mgcosθ/Bq，mgcosθ/(2Bq【解析】【分析】【详解】带正电小球从光滑斜面下滑过程中受到重力mg、斜面的支持力N和洛伦兹力f的作用于小球下滑速度越来越大，所受的洛伦兹力越来越大，斜面的支持力越来越小，当支持力为零时，小球运动达到临界状态，此时小球的速度最大，在斜面

2、上滑行的距离最大故mgcosqvB解得：vmgcos，为小球在斜面上运动的最大速度qB此时小球移动距离为：v2m2gcos2．s2a(2B2q2sin)2．如图所示，轻质杆的一端连接一个小球，绕套在固定光滑水平转轴O上的另一端在竖直平面内做圆周运动。小球经过最高点时的速度大小为v，杆对球的作用力大小为F，其Fv2图像如图所示。若图中的a、b及重力加速度g均为已知量，规定竖直向上的方向为力的正方向。不计空气阻力，由此可求得（）gA．小球做圆周运动的半径为bB．Fab0时，小球在最高点的动能为gC．v22b时，小球对杆作用力的方向向下D．v22b时，杆对小球作用力的大小为

3、a【答案】D【解析】【详解】A．由图象知，当v2b时，F0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有2mgmv解得brg故A错误；B．由图象知，当v20时，故有Fmga解得amg当v2b时，小球的动能为Ek1mv2ab22g故B错误；C．由图象可知，当v22b时，有F0则杆对小球的作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故C错误；D．由图象可知，当v22b时，则有v2Fmgm2mgr解得Fmga故D正确。故选D。3．如图，“”型均匀重杆的三个顶点O、A、B构成了一个等腰直角三角形，∠A为直角，杆可绕O处光滑铰链在竖直平面内转动，初始时OA

4、竖直．若在B端施加始终竖直向上的外力F，使杆缓慢逆时针转动120°，此过程中（）A．F对轴的力矩逐渐增大，F逐渐增大B．F对轴的力矩逐渐增大，F先增大后减小C．F对轴的力矩先增大后减小，F逐渐增大D．F对轴的力矩先增大后减小，F先增大后减小【答案】C【解析】【分析】【详解】杆AO的重心在AO的中点，杆BO的重心在BO的中点，故整体重心在两个分重心的连线上某电，如图所示：当使杆缓慢逆时针转动120°的过程中，重力的力臂先增加后减小，故重力的力矩先增加后减小，根据力矩平衡条件，拉力的力矩先增加后减小；设直角边质量为m1，长度为L，斜边长为m2，从图示位置转动角度θ（

5、θ≤120）°，以O点为支点，根据力矩平衡条件，有：F2Lsin（45）m1gLsinm2g2Lsin（45）022故F2m1gsinsin1m2g1m1g(1)1m2g44522112tan在θ从0°缓慢增加120°过程中，根据数学知识可得F对轴的力矩先增大后减小，F逐渐增大，C正确；4．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，圆形管道半径为内径略大于小球直径，且远小于R，则下列说法正确的是（）R，管道A．小球通过最高点时的最小速度vmingRB．小球通过最高点时的最小速度vmin0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D．小

6、球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力【答案】BC【解析】【详解】AB．小球在竖直放置的光滑圆形管道内的圆周运动属于轻杆模型，小球通过最高点时的最小速度为零，故A错误，B正确；C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁有作用力，外侧管壁对小球无作用力，故D错误。故选BC。5．如

7、图所示，半径为R的3圆形区域内有垂直于圆平面向里的匀强磁场。磁感应强度大4小为B，O为圆心，∠AOC=90，D为AC的中点，DO为一块很薄的粒子吸收板。一束质量为m、电荷量为e的电子以相同速度veBR在AD间平行于DO方向垂直射入磁场，2m不考虑电子的重力及相互作用，电子打在吸收板上即被板吸收。则电子在磁场中运动的时间可能为（）A．πm2πm3πm8πmB．3BeC．D．2Be2Be5Be【答案】AC【解析】【详解】所有电子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r相同，由Bevmv2r得r=R2电子在磁场中做圆周运动的周期