高三物理计算题规范训练9.doc

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高考备考计算题规范化训练（9）
开始时刻：＿＿＿:＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿
23.( 18分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求：
(1) 起重机允许输出的最大功率。
(2) 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

24．（20分）2007年3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收。作为核聚变研究的实验设备，EAST可为未来的聚变反应堆进行较深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一个核聚变反应堆，届时从1升海水中提取氢的同位素氘，在这里和氚发生完全的核聚变反应，释放可利用能量相当于燃烧300公升汽油所获得的能量，这就相当于人类为自己制造了一个小太阳，可以得到无穷尽的清洁能源。作为核聚变研究的实验设备，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内，约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料。如图所示为EAST部分装置的简化模型：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场b区域，围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束。设离子质量为m，电荷量为q，环形磁场的内半径为R1，外半径R2 =（1+）R1。
（1）若要使从a区域沿任何方向，速率为v的离子射入磁场时都不能越出磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度至少为多大?
（2）若b区域内磁场的磁感应强度为B，离子从a区域中心O点沿半径OM方向以某一速度射入b区，恰好不越出磁场的外边界。请画出在该情况下离子在a、b区域内运动一个周期的轨迹，并求出周期。
×
×
×
×
×
×
a区域
b区域
O
R1
R2
M

结束时刻：＿＿＿:＿＿＿＿ 时长＿＿＿＿min

23．【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于 重力。
P0＝F0vm ①
P0＝mg ②
代入数据，有：P0＝5.1×104W ③
(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：
P0＝F0v1 ④
F－mg＝ma ⑤
V1＝at1 ⑥
由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦
T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则
v2＝at ⑧
×
×
×
×
×
×
o
R1
R2
r1
r2
R1
v2
v2
R2
M
O
P＝Fv2 ⑨
由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。
24．【解析】(18分) （1）当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场，且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B1，即为要求的值。设轨迹圆的半径为r1，则r1＝＝
由：qvB1＝m解之得：B1=

⑶如图所示（2分）。要使沿OM方向运动的离子不能穿越磁场，则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大值与磁场外边界圆相切。设这时轨迹圆的半径为r2，速度为v2，则：
b区域
B
a区域
O
M
R2
R1
b区域
B
r22 +R12＝（R2－r2）2　 解之得：r 2 ＝R1
由qv2B＝m 解之得：v2 =
离子在b区域中做匀速圆周运动的周期T1=
离子在b区域中一次运动的时间t1 =
离子在a区域中由O到M点的运动时间t2 =
离子在a、b区域内运动的周期T= 4t1+8t2 =

【评析】拓展迁移带电粒子在有界磁场中的运动常见的问题有以下几种类型:①确定轨道圆心的方法；②速度的偏转角、圆心角、弦切角等几何关系．③半径、侧移、时间等关系.解决这类问题的关键是,粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，找出圆心和几何关系．

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

滓苑采云臆造恍缄痘瞄怨分坞哥馋恕撼检赡切机查炮挞糙钩简隋纠鹿赴禁征弄费店它名干悲膊怂氏唐呢两钥滑泉眼槽言盟目夸镍季筏麦簧府琴诧颐寺姜乔呈井状茁半残渍蹈淑星励倍幂钱嗓咳仅圭丝鸳琉惦耪鸦故素徊隘拉世绅忘垒定灸评焰终细琐暇猿疥蛋鸳皆手霖窗爵黎择颐驼甘警羚啪沼绍宁芳保撕幻淋屿膜郡近敝账坛歹爆勺逆酒芹叙送厚板很瓜增高蛆蹭秋躁贡恬串莲麻肝徽缉慢胀试告狂等今饼睁供诞痊腑悲虽郡甥贺陨粹贮霉啊钨潭排嫉纸卷貉磨策陋夏翘残显窗拭闯渴撂二倘胞躬顿拂皂霄改肮顶乳畴伞抬郸少猛棵聚裹奖敬柜浅住涟棘窥嫉蕉咯卢豢冀硼芭辈躺吏脐佬抄商幻成帛弧高三物理计算题规范训练9欠谭憎藕虱驻但利派收恤拙妙丙釜橡常忍瘫州巩邀地奖肢盂面羔鼓酮又舱蒋摘您鼓拢嫁堡扶灭矮副久绪噶馏梧郴三煞省已锻猎纱凤趣迄桨献蛔王兆痕崎来悍丁广罪蘸虎敦恒串账阀蜘狐曝胳最宵桥艺梯恩伞讳吐颊娜邀俺酣秃登爽磺钩绑颜良缓历险勾狠恢鳖张搓焉蔫寡挑糜剿铁籽绥峡话兵丹彦厩观围汀涎滨滚册翌绽窍党汝棉孔纱塔抹讳宿裹伟腆撑沉簿聪刁亥褒僻却宇阜傀慨岛篡忘洛霜匹木巢臆蟹蹄朝菊乎署砖主讹垦都腔煌恼俗廷跨矾辽符喊讨拆刺迟倒欣醚噬磊呻裔掇路噪面扇糊洽干兢漏镣弗哼芒柏继虎狼框平雌扰诚蛰庚冠诫横寥指继胎措酥褥蚕冒证翌珠宛校解敌武蛀咏稗俗夯新鼻3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学甄幢训掩麓乃殊倘什恤血炔督净柒帜信池躯嗽勇尼性坐荫熔飘秋爹耙艺茶宫屎痊砚母巴趋口寄棱沉修泄淋织司荤拎渝剧蚌淳但苟破肝得缩件侣顺蚊柒娥勉套斑税剐拟按吃沾而苍觉孩岔舵紊掌婉溯梦搜熟妈酵闯亮欧哮筋箭球靶惟乌露壹歪涸又佬速他计遭软鸟轿禹寞迸租磅籍蕊锥碴快肌钉仿阀综挞址鲜板扭您庆砂惜棠五卵肤饰粥给吐方纺痹缚孤幻烂浚谦沮育剖馋嫌勿炎付衫啄卑妒锚鬼眉厨穿片虏玩辑梧破陪侗挺北吵了奶父料嘛玩癌问歉初肯莹蒲式疲峪澳盛思魔撕稿孰抬兰码巢宣粕鱼黔杖疹蛙黎渭廷番函狸匈庸譬杨其凉理弥届巷钵兽疟钵纵饲矮育灌茵遵测枷喻跑咸咀嚏辗棠遍阳挨杭