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    5．约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰•维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．
    在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权!
    请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗？

    分析 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律

    解答 解：维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球增加了机械能；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．

    点评 能量守恒定律是宇宙自然界普遍适用的一条重要定律，适用与任何情况的自然现象中．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象．

    该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈，当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测（　　）
    A．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
    B．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
    C．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
    D．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．结合以下各选项中交代的情景及数据，下列判断正确的是（　　）
    A．位于点燃火药的坦克中的炮弹的速度、加速度可能均为零
    B．轿车时速为100 km/h，紧急刹车阶段的加速度与速度反向
    C．高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
    D．刘翔在110m栏比赛中的成绩为13.07s，通过全程的平均速率为v=8.42m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图所示，质量均为m的两个带电小球A和B放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相距为l，A球带电荷量+Q，B球带电荷量-Q，若用一水平力拉动其中一个球，且要使另一个球与前面的球始终保持l的间距运动，则拉力F的大小为？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．有一质量为0.2kg的物块，从长为4m，倾角为30°光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下，斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形，如图所示．物块和水平面间的滑动摩擦因数为0.2，求：（g取10m/s2）
    （1）物块在水平面能滑行的距离；
    （2）物块克服摩擦力所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．某交流发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中，匀速转动的角速度为100πrad/s．
    （1）从中性面开始计时，写出电动势e的瞬时表达式；
    （2）此发电机与外电路组成完全回路时，总电阻100Ω，求t=$\frac{1}{600}$s时的电流大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．如图所示，一轻质弹簧竖直固定于地面上，弹簧上端连接一质量为m的重物，静止时弹簧压缩量为d，现给重物施加一竖直向下的力，使弹簧的压缩量为4d，稳定后撤去外力．已知重物通过原平衡位置时的速度为$\sqrt{9dg}$，弹簧恢复到原长时重物的速度为$\sqrt{8dg}$，求弹簧被压缩d时的弹性势能．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．如图所示，小车板面上的物体质量为m=8㎏，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N．现对小车施加水平向右的作用力F，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2，随即以1m/s2的加速度做匀加速直线运动．以下说法正确的是（　　）
    A．物体受到的摩擦力一直减小
    B．物体受到的摩擦力方向始终不变
    C．物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终不变
    D．小车以1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．某研究性学习小组的学生在研究“共点力的合成问题”时得到的实验结果如图所示，F′与A、O共线，A端为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细线的结点．
    （1）利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，通过比较F和F′来验证力的合成是否遵守平行四边形定则．
    （2）在上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是通过下列哪个方法实现的D
    A．弹簧秤的弹簧被拉长
    B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
    C．细线套受拉力产生形变
    D．使橡皮条在同一方向上伸长到相同长度
    （3）在本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差BCD
    A．两个分力F1、F2间的夹角尽量大些
    B．两个分力F1、F2的大小要适当大些
    C．拉橡皮条的细绳要稍长一些
    D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度．

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