【题目】如图所示，一质量为m的矩形线框abcd被一轻质弹簧竖直悬挂起来，弹簧上端固定，可看作弹簧振子。bc边长为L，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，abcd回路的总电阻为R。在外力作用下线框在竖直平面内做简谐运动，运动的周期与弹簧振子的固有周期相同，振幅为A，弹簧的劲度系数为k。线框在运动过程中，bc边始终在磁场中，ad边始终在磁场外，弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子的振动周期公式为
，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，下列说法正确的是（ ）
A.线框振动到平衡位置时，弹簧伸长量一定为
B.线框振动到平衡位置时，弹簧可能处于原长
C.假如撤去外力的话，线框继续做简谐运动
D.由题目给出的信息，无法计算出一个完整的周期内外力做功的大小
【答案】B
【解析】
AB．线框振动过程中，由于线框的运动的周期与弹簧振子的固有周期相同，则有线框受到的安培力与作用于线框的外力大小相等，方向相反，线框向下振动到平衡位置时，合外力为零，速度最大，则有
解得线框振动到平衡位置时，弹簧伸长量为
故A正确，B错误；
C．假如撤去外力，线框受到的安培力方向与运动方向总相反，安培力是阻力，线框的振动为阻尼振动，所以线框不可能做简谐运动，故C错误；
D．线框振动过程中，振幅为
，从平衡位置开始计时，做简谐运动的线框的位移随时间变化的表达式为
线框运动的速度为
边切割磁感线运动产生的感应电动势为
在一个完整的周期内，线框产生的焦耳热为
线框受到的安培力与作用于线框的外力大小相等，方向相反，则有外力做功的大小等于克服线框安培力做的功，所以一个完整的周期内外力做功的大小
故D错误；
故选A。
期末冲刺100分创新金卷完全试卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】一倾角为a的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑。现给物体施加如图示的力F,F与竖直方向夹角为
,斜劈仍静止,则此时地面对斜劈的摩擦力（ ）
A. 方向水平向右
B. 大小为零
C. 方向水平向左
D. 无法判断大小和方向
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【题目】如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经 M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小
D. 从M到N阶段，万有引力对它先做正功后做负功
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【题目】如图所示，一导热良好且足够长的气缸，倒置悬挂于天花板下。气缸内被活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量为m，横截面积为S，当地大气压为p且不随温度变化，重力加速度为g，忽略一切摩擦。当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（ ）
A.悬线的拉力变大B.被封闭理想气体的内能增大
C.被封闭理想气体的压强大小不变，且始终为
D.外界对气体做功
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【题目】如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接，两物块A、B质量均为m，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线，t1 时刻 A、B 的图线相切，t2 时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A.t1时刻，弹簧的形变量为
B.t1时刻，A、B刚分离时的速度为
C.t2时刻，弹簧形变量为0
D.从开始到t2时刻，拉力F先逐渐增大后不变
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【题目】某小组做“验证力的平行四边形定则”的实验时得出如图所示的图（Fˊ与 A、O共线），其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点。
（1）实验中需要的器材有：方木板、白纸、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、图钉若干、刻度尺等，还必须要有的器材是_____
（2）在实验过程中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条 的结点拉到某一位置 O点，在同一实验过程中，前后两次应把橡皮条的结点拉到 ________位置（填“相同”或“不同”）
（3）图中_____是 F1 与 F2 合力的真实值（填“F”或“
”）
（4）实验过程中，若共点力F1 与 F2的夹角小于 90°，现改变弹簧测力计 F2的 拉力方向，使α角减小，但不改变 F2的大小，那么要使保持 O点位置不动，就应调节弹簧测力计 F1的拉力大小及β角。在下列调整方法中，不可行的是_____。
A.增大F1的拉力，增大β角 B.增大F1的拉力，β角不变
C.增大 F1的拉力，减小β角 D. F1的拉力大小不变，增大β角。
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【题目】在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿y方向飞出。
(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷
；
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
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【题目】一货箱随竖直升降机运动的速度—时间图象如图所示，取竖直向上为正方向，下列说法中正确的是（ ）
A.在t2时货箱运动到最高位置
B.在t2~t3时间内，货箱所受的合力竖直向上且不断减小
C.在t4~ t5时间内，货箱处于失重状态
D.在t6~ t7时间内，货箱的机械能可能保持不变
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【题目】功是物理学中非常重要的概念，通过做功的过程可以实现能量转化。
(1)一直流电动机，线圈电阻R=2.0Ω，当它两端所加的电压U=24V时，电动机正常运转，测得通过其电流I=0.50A。求此工作状态下，这台电动机每分钟所做的机械功W机。
(2)在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的过程本质上是导体中的恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体，在其上选取长为L的导体做为研究对象，如图所示，当其两端的电势差恒为U时，形成的恒定电流的大小为I。设导体中的恒定电场为匀强电场，自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速率恒定且均相同。
①求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F；
②在任意时间t内，恒定电场的电场力对这段导体内的所有自由电子做的总功为W，请从功的定义式出发，推导W=UIt。已知对于横截面积为S的均匀导体，其单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率均为v，则通过导体的恒定电流I=neSv。
(3)如图所示为简化的直流电动机模型，固定于水平面的两根相距为L的平行金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，在两导轨的左端通过开关连接电动势为E、内阻为r的电源。导体棒MN放置在导轨上，其与导轨接触的两点之间的电阻为R，导体棒与导轨间的阻力恒定且不为0。闭合开关S后，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势E反，此时闭合回路的电流大小可用
来计算，式中R总为闭合电路的总电阻。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒运动所能达到的最大速度大小为v。求达到最大速度后经过时间t导体棒克服阻力做的功W。
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