(19分)如图甲所示，表面绝缘、倾角?=30?的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25?的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数?=
/3，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求线框受到的拉力F的大小；
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-
(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。
（1）1.5N;（2）0.50T；（3）0.45J
【解析】
试题分析：(1)由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a=
=5.0m/s2
由牛顿第二定律有F-mgsin? -? mgcos?=ma
解得F=1.5 N
(2)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，
通过线框的电流I=
=
线框所受安培力F安=BIL
对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件有F=mgsin?+μmgcos?+
解得B=0.50T
(3)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m
线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m
设线框与挡板碰撞前的速度为v2，由动能定理，有
-mg(s-D)sin?-μmg(s-D)cos?=
解得v2=
=1.0 m/s
线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3
由v＝v0-
得v3= v2 -
=-1.0 m/s，
因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。
线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt=
=0. 40 J
线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2=
=0.05 J
所以Q= Q1+ Q2=0.45 J
考点：牛顿第二定律；法拉第电磁感应定律及能量守恒定律。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源：2013-2014学年河南省高三12月月考物理试卷（解析版） 题型：选择题
质点在
平面内运动的轨迹如图所示，已积质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点在y方向的分别运动的描述正确的是
A．匀速运动
B．先匀速运动后加速运动
C．先加速运动后减速运动
D．先减速运动后加速运动
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省协作体高三第二次联考理科综合物理试卷（解析版） 题型：选择题
如图所示，光滑圆环可绕竖直轴O1O2旋转，在圆环上套一个小球，实验时发现，增大圆环转速，小球在圆环上的位置升高，但无论圆环转速多大，小球都不能上升到与圆心O等高的N点．现让小球带上正电荷，下列措施可以让小球上升到N点的是（ ）
A．在空间加上水平向左的匀强磁场 B．在空间加上竖直向上的匀强电场
C．在空间加上方向由圆心O向外的磁场 D．在圆心O点放一个带负电的点电荷
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省抚州五校高三5月联考理综物理试卷（解析版） 题型：选择题
如图所示，分别用恒力F1、F2将质量为m的物体，由静止开始，沿相同的、固定、粗糙斜面由底端推到顶端，F1沿斜面向上，F2沿水平方向．已知两次所用时间相等，则在两个过程中( )
A．物体加速度相同 B．恒力F1、F2对物体做功相同
C．物体克服摩擦力做功相同 D．物体机械能增量相同
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省高三三模物理试卷（解析版） 题型：选择题
关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是 （填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．结合能越小表示原子核中的核子结合的越牢固
B．
衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C．一个氘核(
H)与一个氚核(
H)聚变生成一个氦核(
He)的同时，放出一个中子
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小
E．质子、中子、
粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省高三三模物理试卷（解析版） 题型：选择题
某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下：地球半径R＝6400km，月球半径r＝1740km，地球表面重力加速度g0＝9.80m／s2，月球表面重力加速度g′＝1.56m／s2，月球绕地球中心转动的线速度v＝l km／s，月球绕地球转动一周时间为T＝27.3天，光速c＝2.998×105km／s.1969年8月1日第一次用激光器向位于头顶的月球表面发射出激光光束，经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号，利用上述数据可估算出地球表面与月球表面之间的距离s，则下列方法正确的是（ ）
A．利用激光束的反射s＝c·
来算
B．利用v＝
来算
C．利用
g0＝
来算
D．利用
＝
(s＋R＋r)来算
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省南昌市教研室命制高三交流卷（五）理综物理试卷（解析版） 题型：计算题
两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m／s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中：
（1）当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大?
（2）系统中弹性势能的最大值是多少?
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省南昌市教研室命制高三交流卷（二）理科综合物理试卷（解析版） 题型：选择题
下列说法正确的是____．（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系
B．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关
C．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象
D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场
E．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射
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科目：高中物理 来源：2013-2014学年江西省南昌市教研室命制高三交流卷（一）理科综合物理试卷（解析版） 题型：实验题
某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验，探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”。 他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点时的速度v），每次实验，物体从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.5 m不变。他们最后做出了如图乙所示的v2－h图像。图像与横轴的交点为0.25。
（1）图像乙不过坐标原点的原因是___________________________________________。
（2）物块与斜面间的滑动摩擦因数μ＝________。
（3）若最后得到的图像如图物-9图丙所示，则可能的原因是（写出一个）____________________。
（4）若更换光滑的斜面，重复上述步骤得到如图物-9图乙所示的图像，图像的斜率将________。（填“增大”、“减小”、“不变”）
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