山东省(新高考)2021届高三第二次模拟考试考前演练(四)物理试题及答案

山东省（新高考）2021届高三第二次模拟考试卷
物理（四）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．据报道，位于安徽省合肥市科学岛上的“东方超环”(EAST)——俗称“人造小太阳”，预计将于2021年5月完成升级改造。

参与核反应的燃料为氘核和氚核，反应后产生氦核和某种粒子X ，下列说法正确的是( )
A ．此核反应为裂变反应
B ．X 带正电
C ．X 为高频电磁波
D ．氘核和氚核的总质量大于氦核和X 的总质量
2．如图所示细线的上端系在墙上的A 点，下端连一光滑小球B （视为质点），14
圆柱体静置于粗糙水平地而上细线恰好与14圆柱体相切于B 。

现对14
圆柱体施加一水平向右的拉力，使之沿地面缓慢向右移动，直至小球B 到达C 点则在该过程中( )
A ．细线的拉力增大
B ．14
圆柱体对小球的支持力增大 C ．地面对14
圆柱体的支持力不变 D ．地面对14
圆柱体的摩擦力不变 3．试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L 0，大气压强为p 0，其他尺寸如图所示，当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L ，设温度不变，管横截面积为S ，水银密度为ρ，则转动时管内被封气体的压强为( )
A ．p 0＋ρL 1ω2(L 2＋L 0－L ＋12L 1)
B ．p 0＋ρL 1ω2(L 2＋12
L 1) C ．p 0＋ρgL 1D ．002L p L
4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R 1＝R 2＝55Ω，D 1、D 2为理想二极管，A 为理想电流表。

原线圈接u ＝2202sin(100πt)V 的交流电，则( )
A ．二极管的反向耐压值应大于110V
B ．副线圈中交流电频率为100Hz
C ．电流表示数为2A
D ．理想变压器输入功率为440W
5．夜空中我们观测到的亮点，其实大部分并不是单一的一颗恒星，而是多星系统。

在多星系统中，双星系统又是最常见的，双星系统是两颗恒星在相互之间的万有引力作用下，连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的天体系统。

设双星系统中其中一颗恒星的线速度大小为v ，加度大小为a ，周期为T ，所受的向心力为F ，它们之间的距离为r ，不计其他天体的影响，两颗恒星的质量不变。

下列各图可能正确的是( )
6．如图，等腰三角形ABC 为真空中竖直面内的棱镜横截面，其底边BC 水平，∠B ＝30°，AB ＝L ，P 为过C 点的竖直光屏。

一束平行于BC 边的光线射到AB 边上D 点，然后从AC 边上F 点（图中未画出）射出后在屏上产生光点。

已知棱镜的折射率n ＝3，真空中的光速为c ，BC 边只考虑一次反射，下列说法错误的是( )
A ．无论BD 等于多少，在玻璃中光传播时间相同
B ．无论BD 等于多少，从A
C 边射出的光彼此平行
C ．当B
D ＝13L 时，从AC 射出的点距离C 点距离为13
L
D ．当BD ＝13L 时，光线射到PC 的时间为433L c
7．如图所示，竖直光滑杆上穿有两个弹性小球A 、B ，其质量关系满足m A >>m B ，彼此间隔一小段距离，将两个球从距底座高为h （h 远大于小球半径）处由静止同时释放，所有碰撞时间极短且无机械能损失，则A 、B 第一次碰撞后B 球上升的最大高度最接近( )
A ．4h
B ．6h
C ．8h
D ．9h
8．如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。

一带电小球恰能以速度v 0做直线运动，其轨迹如图虚线所示，虚线与水平方向成30°角，小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是( )
A ．小球一定带负电
B ．磁场和电场的大小关系为E ＝3v 0B
C ．小球可能是从管道的乙端运动到甲端
D ．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球将在管道中做匀速直线运动
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．真空中静止点电荷Q 1、Q 2所产生的电场线分布如图所示，图中A 、B 两点关于点电荷Q 2水平对称。

某带电粒子（仅受电场力作用）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，C 、D 是轨迹上的两个点。

以下说法正确的是( )
A ．A 、
B 两点的场强大小相等
B ．A 点的电势大于B 点电势
C ．该粒子带正电，在C 点的加速度小于
D 点的加速度
D ．该粒子带负电，在C 点的加速度大于D 点的加速度
10．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，a 、b 状态的连线与横轴垂直，b 、c 状态的连线与纵轴重直，c 、a 状态连线的延长线经过坐标原点。

下列说法正确的是( )
A ．b 、c 两状态单位体积内分子数相同
B ．a 状态的压强大于b 状态的压强
C ．c 状态气体分子平均动能大于a 状态分子的平均动能
D ．a →b 过程，气体放热
11．如图所示，物块与圆环通过光滑轻质定滑轮用细绳连结在一起，圆环套在光滑的竖直杆上。

开始时连接圆环的细绳水平，竖直杆与滑轮间的距离为L 。

某时刻圆环由静止释放，依次经过竖直杆上的A 、B 两点，在A 点处细绳与竖直杆成53°，圆环下落到B 点时，速度达到最大，此时细绳与竖直杆成37°。

已知圆环的质量为m ，重力加速度为g ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，空气阻力不计，下列判断正确的是( )
A ．物块的质量为54
m B ．在A 位置时，圆环的加速度大小为14
g C ．圆环下落的最大速度为23
gL D ．圆环下落的最大距离为409
L 12．如图所示，在直角坐标系xOy 第一象限内x 轴上方存在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y 轴上S 处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m ，电荷量大小均为q 的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S 最远的位置是x 轴上的P 点。

已知OP ＝3OS ＝3d ，粒子带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则( )
A ．粒子的速度大小为qBd m
B ．从O 点射出的粒子在磁场中的运动时间为
π3m qB C ．沿平行x 轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O 点的距离为12 d
D ．从x 轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9∶4
三、非选择题：本题共6小题，共60分。

按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(6分)多用电表是电学实验中常用的电学工具，其内部的部分电路如图所示，则：
(1)将B 和C 两端点连接红黑表笔可以测电路的__________（填“电压”或“电流”），转换开关S 接__________（填“a”或“b”）的量程更大。

(2)用多用电表探究黑箱内的电路，电路由四个阻值均为1Ω的相同电阻构成，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。

请在虚线框中画出黑箱中电阻连接方式。

14．(8分)某兴趣实验小组的同学利用如图甲所示装置测定物块与木板AD 、DE 间的动摩擦因数μ1、μ2；两块粗糙程度不同的木板AD 、DE 对接组成斜面和水平面，两木板在D 点光滑连接（物块在此处运动不损失机械能），且AD 板能绕D 点转动。

现将物块在AD 板上某点由静止释放，滑块将沿AD 下滑，最终停在水平板的C 点；改变倾角，让物块从不同的高度由静止释放，且每次释放点的连线在同一条竖直线上（以保证图中物块水平投影点B 与接点D 间距s 不变），用刻度尺量出释放点与DE 平面的竖直高度差h 、释放点与D 点的水平距离s 、D 点与最终静止点C 的水平距离x ，利用多次测量的据绘出x －h 图象，如图乙所示，则：
(1)下列说法正确的是______。

A．物块在AD板上受到的摩擦力大小随θ增大而减小
B．从起点到D的过程中摩擦力对A做的功可能随θ增大而增大
C．物块在D点的速度大小随θ增大而增大
D．物块在D点的速度大小随θ增大而减小
(2)写出x－h的函数表达式：__________________（用μ1、μ2、h及s表示）。

(3)若实验中s＝0.4m，x－h图象的横轴截距a＝0.2纵轴截距b＝0.6，则μ1＝______，μ2＝______。

（计算结果均保留2位有效数字）
15．(8分)如图甲为某波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在某时刻的波动图像，波动图像中的O点表示波源，P、Q是介质中的两点。

求：
(1)这列波的波速及波源的起振方向；
(2)当波动图像中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过的路程。

16．(10分)我国的嫦娥五号探测器从月球采样后，返回舱从太空向地球表面按预定轨道返回，在离地10km的高度打开阻力降落伞开始减速下降，这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比，比例系数(空气阻力系数)为k，设返回舱总质量M＝3000kg，所受空气浮力恒定不变，且可认为返回过程为竖直降落。

从某时刻开始计时，返回舱运动的v－t 图象如图所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线与横轴交点B的坐标为(8s，0)，CD是平行横轴的直线，与纵轴交点C的坐标为(0，8m/s)。

g取10m/s2，请回答下列问题：
(1)在初始时刻，即v0＝160m/s时，返回舱的加速度多大？
(2)求空气阻力系数k的数值；(结果保留三位有效数字)
(3)返回舱在距离地面高度h＝1m时，底部的4个反推力小火箭点火工作，使其速度由8m/s迅速减至1m/s后落在地面上，若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响，并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化，试估算每支小火箭的平均推力大小(结果保留两位
有效数字)。

17．(13分)如图所示，质量为m、带电荷量为－q(q＞0)的小物块静止在墙壁A处，A 处有一个弹射器（未画出），可让小物块瞬间获得动能，并向右运动，AB是长度为4R的绝缘水平轨道，B端与半径为R的光滑绝缘半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，且BD的
右侧空间有水平向右的匀强电场（图中未画出），电场强度
3
4
mg
E
q
，g为重力加速度。

小
物块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5。

若小物块恰能通过半圆轨道，求：
(1)小物块在A点获得的动能E k；
(2)小物块运动到半圆轨道最高点D时对轨道的压力大小。

18．(15分)如图所示，一滑块放在水平轨道上，下方用绝缘杆固定一边长L＝0.4m、匝数为10匝的正方形金属线框，已知线框的总阻值R＝1.0Ω，线框、绝缘杆以及滑块的总质量M＝2kg，滑块与水平轨道之间的的动摩擦因数μ＝0.5。

水平轨道的正下方有长为4L、宽为L的长方形磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，且线框的上边缘刚好与磁场区域的中心线重合。

现给滑块施加一水平向右的外力F，使整个装置以恒定的速度v＝0.4m/s通过磁场区域，从线框进入磁场瞬间开始计时，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2。

(1)正方形线框刚要全部进入磁场时外力应为多大？
(2)正方形线框从刚进入磁场到刚好离开磁场的过程中，外力做的功为多少？
物理答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．【答案】D
【解析】此核反应为聚变反应，A错误；根据核反应电荷守恒定律，有粒子X不显电性，为中子，BC错误；核反应过程，释放能量，出现质量亏损，所以氘核和氚核的总质量大于氦核和X的总质量，D正确。

2．【答案】B
【解析】小球B 的受力情况如图所示，在B 缓慢沿弧面上移的过程中，细线与竖直方向的夹角增大，圆柱体对小球的支持力与竖直向上方向的夹角θ减小，故细线的拉力T 减小，圆柱体对小球的支持力N 增大，A 错误，B 正确；B 对圆柱体的压力N′（N′与N 大小相等）的竖直分力大小N y ＝N′cosθ，当θ减小时N y 增大，使得地面对圆柱体的支持力增大，C 错误；地面对圆柱体的摩擦力大小f ＝μ(N y ＋G)，其中G 为圆柱体的重量，可知地面对圆柱体的摩擦力增大，D 错误。

3．【答案】A
【解析】以水银柱为研究对象，水平方向受力为向右的p 0S ，向左的pS ，由牛顿第二定
律，知pS －p 0S ＝ma ＝mω2(L 1＋L 2＋L 0－L －12L 1)，则p ＝p 0＋ρL 1ω2(L 2＋L 0－L ＋12
L 1)，故A 正确，BC 错误；若以被封闭气体为研究对象，由等温变化可知p 0L 0S ＝pLS ，解得p ＝0L L p 0，故D 错误。

4．【答案】C
【解析】根据U 1U 2＝n 1n 2
，副线圈两端电压的最大值U 2M ＝1102V ，故二极管的反向耐压值应大于1102V ，A 错误；变压器可以改变电压和电流的值，但不能改变频率，因此副线圈中交流电频率仍为50Hz ，B 错误；由于二极管的作用，副线圈两个电阻交替工作，与没有二极管一个电阻R 始终工作完全相同，因此电流表的示数22110A 2A 55
U I R ===，理想变压器输入功率等于电阻消耗的功率P ＝U 2I 2＝220W ，C 正确，D 错误。

5．【答案】B
【解析】根据2
12G m m r ＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，可知m 1r 1＝m 2r 2，又r 1＋r 2＝L ，得2112m m r r m +=，1212
m m r r m +=，根据122121G m r m m v r =，可知12()G m m v r m +=v 与r 不是线性关系，A 错误；根据2211G m a r m m =，解得22G a m r
=，故a －r 2图线是过原点的直线，B 正确；根据121122
4πG m m r T m r =，解得12(π)2r G m T r m +=，T 与r 2不是线性关系，C 错误；根据122G m F m r =，可知F －r 2图线为曲线，D 错误。

6．【答案】C
【解析】光路如图所示，在D 点，根据折射定律可得折射角为30°，在E 点，入射角为60°，在F 点，入射角为30°，则根据光路可逆，其折射角为60°，出射时方向与BC 平行。

所以根据几何关系，有DE ＝BD ，FE ＝AD ，所以光在棱镜中的光程为AB ，即无论BD
等于多少，在玻璃中光传播的路程不变，则时间也相同，AB 正确；当BD ＝13L 时，则
CF ＝EF ＝AD ＝AB －BD ＝23L ，C 错误；当BD ＝13L 时，F 到光屏的距离d ＝CFcos30°＝33L ，光线射到PC 的时间为43L
d L t v c ，D 正确。

7．【答案】D
【解析】由于A 球做自由落体运动，由v 2＝2gh 可知，A 球与地面碰撞前的速度大小为v ＝2gh ，A 、B 彼此间隔一小段距离，可认为B 球与A 球碰撞前的速度大小也为v ＝2gh ，两球发生弹性碰撞，系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后小球的速度大小为v 1，大球速度大小为v 2，选向上方向为正方向，由动量守恒定律得m A v －m B v ＝m B v 1＋m A v 2，由机械能守恒定
律得12m A v 2＋12m B v 2＝12m B v 12＋12m A v 22，解得3A B A B m m v v m m ，当m A >>m B 时v 1＝3v ，小球B 上升的高度2
992v H h g ，故D 正确，ABC 错误。

8．【答案】D
【解析】小球做匀速直线运动，当带正电时，电场力水平向左，重力竖直向下，从甲端运动到乙端时，洛伦兹力垂直于虚线斜向右上三力恰好平衡，能保证小球沿图中虚线运动；当小球带负电时，电场力水平向右，重力竖直向下，从甲端运动到乙端时或者从乙端运动到甲端时，洛伦兹力垂直于虚线斜向左上或者右上，均不能使小球沿直线运动，故AC 错误；由A 项可知，电场力和洛伦兹力关系为0sin30Eq qv B ，得02
v E B ，故B 错误；未撤磁场时，小球三力平衡，其中电场力和重力沿虚线方向的合力为零，当撤去磁场时，在管道中所受重力和电场力均没有变化，故沿虚线方向（管道方向）合力仍为零。

而管道的支持力垂直于管道，即小球合力仍为零，做匀速直线运动，故D 正确。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．【答案】BC
【解析】根据电场线的方向，点电荷Q 1带正电，Q 2带负电。

电场线的疏密表示电场的强
弱，所以A 处电场较强，A 错误；在Q 2的电场中，A 、B 两点的电势相等，在Q 1的电场中，A 点的电势大于B 点电势，所以综合来看，A 点的电势大于B 点电势，B 正确；电场力指向凹面，所以该粒子带正电，C 点电场线较疏，电场较弱，电场力较小，加速度较小，所以在C 点的加速度小于D 点的加速度，C 正确，D 错误。

10．【答案】AD
【解析】b 、c 体积相同，则单位体积内的分子数相同，A 正确；由理想气体状态方程pV T
＝C 得C V T p =，则V －T 图中，某点和原点连线的斜率C k p
=，而k a ＞k b ，则a 状态的压强小于状态的压强，B 错误；温度是分子平均动能的标志，c 状态温度低，则分子的平均动能小，C 错误；a →b 过程，温度不变，则气体的内能不变，体积减小，则外界对气体做功，根据ΔU＝W ＋Q 知，ΔU＝0而W ＞0，则Q ＜0，气体放热，D 正确。

11．【答案】AD
【解析】由题意知圆环到达B 点时速度最大，则加速度为0，即mg ＝Mgsin 37°，解得M ＝54m ，A 正确；在A 位置时圆环的加速度cos53mg F a m
，由于重物加速上升，F ≠Mg ，故圆环的加速度大小a ≠14
g ，B 错误；下滑过程中系统机械能守恒，可得2211()(cos37)tan37sin372
2L
L mg Mg L mv M v ，解得5gL v ，C 错误；设圆环下落的最大距离为x ，则22()mgx
Mg L x L ，解得409
x L ，D 正确。

12．【答案】AB 【解析】由OP ＝3OS ＝3d ，可得SP ＝2d ，如图所示，结合“在轨迹圆中，轨迹的直径为最长的弦”和题中“所有粒子射出磁场时离S 最远的位置是x 轴上的P 点”可知SP 是
其中一个轨迹的直径，由qvB ＝m v 2r ，可得r ＝d ，则v ＝qBd m
，A 正确；粒子在磁场中运动的周期T ＝2πm qB
，由几何知识可得从O 点射出的粒子，轨迹所对的圆心角为60°，在磁场中的运动时间t ＝16T ＝π3m qB
，B 正确；沿平行x 轴正方向射入的粒子，圆心在原点处，运动轨迹为四分之一圆，离开磁场时的位置到O 点的距离为d ，C 错误；从x 轴上射出磁场的粒子，
从原点射出时在磁场中运动时间最短，运动轨迹与x 轴相切时运动时间最长t m ＝34T ＝3π2m qB
，则t m ∶t ＝9∶2，D 错误。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(6分)
【答案】(1)电流a(2)见解析图
【解析】(1)将B 和C 两端点连接红黑表笔可以测电路的电流，转换开关S 接a 时电流计上并联的电阻较小，则量程更大。

(2)根据黑盒子内表现出的外部现象，可判断内部结构如图。

14．(8分) 【答案】(1)AC(2)1
2
2
1
x
h
s μμμ(3)0.500.33 【解析】(1)物块在AD 板上受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f ＝μmgcos θ，随着θ的增大，f 减小，故A 正确；从起点到D 的过程中摩擦力对A 做的功2
2
cos W
s h mg mgs μθμ，可知摩擦力对A 做的功不变，故B 错误；根据动能定
理可知，物体运动整个过程中克服摩擦力做功相等，θ越大，h 越大，重力做功越大，末速度越大，故C 正确，D 错误。

(2)由动能定理得mgh －μ1mgcos θ‧AD －μ2mgx ＝0，即1
2
2
1
x h
s μμμ。

(3)对照图象，带入数值可知μ1＝0.50，μ2＝1
3＝0.33。

15．(8分)
【解析】(1)由题图可知，波源起振方向沿y 轴负方向，T ＝2s ，λ＝2m 则波速v ＝λ
T
＝1m/s 。

(2)波由质点P 传到质点Q 经历时间：t 1＝
PQ
v ＝6
1
s ＝6s ＝3T 波传到质点Q 后，质点Q 第一次到达平衡位置且向上运动时，质点Q 振动的时间t 2＝T
2
P 共振动时间：t ＝t 1＋t 2＝7
2
T
则质点P 经过的路程：s ＝7
2×4A＝0.7m 。

16．(10分)
【解析】(1)在v 0＝160m/s 时，过A 点切线的斜率即为返回舱此时的加速度，设其大小为a 1，则：
a 1＝⎪⎪
⎪⎪⎪⎪Δv Δt ＝1608
m/s 2＝20m/s 2。

(2)由图象知，返回舱的v －t 图线的斜率逐渐减小，最后以v 1＝8m/s 的速度做匀速运动。

设返回舱所受空气浮力为f 。

在t ＝0时，根据牛顿第二定律有：kv 2
0＋f －Mg ＝Ma 1 速度为v 1＝8m/s 时，返回舱受力平衡，有：kv 2
1＋f －Mg ＝0 则有k ＝Ma 1
v 20－v 21
，代入数据解得k≈2.35kg/m。

(3)设每支小火箭的平均推力大小为F 0，此阶段返回舱的加速度大小为a 2，着地速度为v 2，由题意知，返回舱在距离地面高度h ＝1m 前，已处于匀速运动状态，故返回舱所受合外力为4个小火箭的推力，根据牛顿第二定律有：4F 0＝Ma 2
又由运动学公式知v 2
2－v 2
1＝－2a 2h 代入数据解得：F 0≈2.4×104
N 。

17．(13分)
【解析】(1)设小物块在半圆轨道上的P 点时，电场力与重力的合力指向半圆轨道的圆心。

由题意知小物块恰能通过半圆轨道，说明小物块在P 点的向心力由电场力与重力的合力提供，如图所示，则：
tan Eq
mg
θ
由牛顿第二定律有：
2cos P v mg
m R
θ
研究小物块从A 到P 的过程，由动能定理有： ()2
k 141cos sin 2
P mg R mgR qER mv E μθθ-⋅-+-=-
联立解得：k 39
8
E mgR =。

(2)研究小物块从A 到D 的过程，由动能定理有：
2
k 1422
D mg R mg R mv
E μ-⋅-⋅=-
设小物块在D 点受到轨道向下的支持力，大小为F ，则有：
2D
v mg F m R
+=
联立解得：F ＝3
4
mg
根据牛顿第三定律知，小物块运动到半圆轨道最高点D 时对轨道的压力大小为3
4mg 。

18．(15分)
【解析】(1)正方形线框刚进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得 10.4V 2
L
E NB v ==
则线框中的电流1
10.4A E I R
=
= 正方形线框全部进入磁场所用的时间1s L
t v
=
= 在此时间内，磁感应强度不变，均为B ＝0.5T ，线框将要全部进入磁场时，右边导线受到向左的安培力，大小为11
0.4N 2
L
F NBI == 线框的上边所受的安培力向下，大小为210.8N F NBI L == 则滑块所受滑动摩擦力为2()10.4N f Mg F μ=+= 故外力110.8N F F f =+=。

(2)正方形线框刚进入磁场时的外力大小为1110.4N f F Mg F F μ'=+=+=' 线框全部进入过程中外力所做的功为110.410.8
0.4J 4.24J 2
W F L +=⨯=⨯= 线框整体在磁场中运动的时间为133s L
t v
== 则1～3s 内有2
2ΔΔ10.2V ΔΔ2
B E N
N L t t Φ==⋅= 线框中有沿顺时针方向的电流，电流大小为2
20.2A E I R
=
= 线框完全进入磁场瞬间，磁感应强度发生变化，线框的上边受到向上的安培力，大小为 320.4N F NBI L ==
则1～3s 内外力做的功()
3227.92J 2
Mg Mg F W L μμ+-=
⨯=
3s 后线框中无电流，此时直到线框完全离开磁场，外力做的功328J M W gL μ==
故整个过程外力做的总功为
12320.16J
W W W W
=++=。