山西省运城市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份山西省运城市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共24页。试卷主要包含了 关于下列几幅图说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

运城市2022-2023学年第二学期期末调研测试
高二物理试题
2023.7
本试题满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1。答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2。答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3。请按照题号在各题的答题区域（黑色线枢）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4。保持卡面清洁，不折叠，不破损。
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30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. 关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
B. 在LC振荡电路中，当电流最大时，电场最强
C. 利用红外遥感技术可以寻找水源、监视森林火情
D. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变
【答案】C
【解析】
【详解】A．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B．在LC振荡电路中，当电流最大时，磁场最强，故B错误；
C．遥感卫星是利用红外线的热效应来监测森林火情，同时红外线的穿透力较强，可以勘探矿藏、寻找水源，故C正确；
D．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变（频率由波源决定），波速、波长发生改变，故D错误。
故选C。
2. 关于下列几幅图说法正确的是（　　）

A. 图甲中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度将降低
B. 图乙是布朗运动产生原因的示意图，可以看出，微粒越大液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，当分子间距离为r0时，分子势能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中，若抽掉绝热容器中间的隔板，由于右侧是真空，左侧气体自由膨胀，不做功，容器绝热，没有热量的传递， 根据热力学第一定律可知气体的温度不变，故A 错误；
B．图乙是布朗运动产生原因的示意图，可以看出，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，故B错误；
C．图丙中，温度越高，分子平均分子动能越大，故对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，故C错误；
D．图丁中，当分子间距离小于r0时，分子间作用力变现为斥力，随着分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r0时，分子间作用力变现为引力，随着分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故当分子间距离为r0时，分子势能最小，故D正确。
故选D。
3. 关于固体和液体性质的描述，下列说法不正确的是（　　）
A. 某金属物理性质表现为各向同性，则该金属为非晶体
B. 由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
C. 脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
D. 把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，冷却凝固后它的尖端就会变钝，这是液体表面张力作用的结果
【答案】A
【解析】
【详解】A．金属的物理性质表现为各向同性，但有确定的熔点，所以金属为多晶体，故A错误，
B．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，B正确；
C．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，C正确；
D．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，冷却凝固后它的尖端就会变钝，这是液体表面张力作用的结果，D正确。
选不正确的，故选A。
4. 一阻值为R=2Ω的电阻接到如图甲所示的方波交流电源上，其电流的有效值为I、消耗的电功率为P1；若该电阻接到如图乙所示的正弦交流电源上，其电压的有效值为U、消耗的电功率为P2。则下列说法不正确的是（　　）

A. I=5A B. V
C. P1：P2=2：1 D. 图乙中的交流电每秒内电流方向变化50次
【答案】C
【解析】
【详解】A．据焦耳定律可得

解得

A正确，不符合题意；
B．乙图表示的为正弦交流电，电压有效值为

B正确，不符合题意；
C．由功率表达式可得


对比可得

C错误，符合题意；
D．图乙中的交流电的周期为0.04s，频率为25Hz，每个周期内电流方向变化两次，故该交流电每秒内电流方向变化50次，D正确，不符合题意。
故选C。
5. 一定质量的理想气体从初始状态a开始，经状态b、c、d再回到a，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O，则下列说法正确的是（　　）

A. 气体在状态b时的内能大于在状态a时的内能
B. 从状态b到c，气体体积变化量与气体温度变化量成正比
C. 从状态c到d，气体吸收热量
D. 从状态d到a，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
【答案】B
【解析】
【详解】A．一定质量的理想气体的内能由温度决定，由题图可知，气体在状态b时的温度与在状态a时的温度相同，因此气体在状态b时的内能等于在状态a时的内能，A错误；
B．一定质量的某种气体从初状态（V、T）开始做等压变化，其体积的变化量∆V与温度的变化量∆T之间的关系是

即为盖−吕萨克定律的推论，因此从状态b到c，气体做等压变化，则有气体体积变化量与气体温度变化量成正比，B正确；
C．从状态c到d，气体温度不变，则内能不变，即，压强增大，体积减小，外界对气体做功，因此要放热，由热力学第一定律，可得，C错误；
D．从状态d到a，气体做等压变化，温度升高，内能增大，即，体积增大，气体对外界做功，即，由热力学第一定律，可得，因此从状态d到a，气体从外界吸收热量大于气体对外界做的功，D错误。
故选B。
6. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）以速度v0沿水平方向从A点射入磁场，其速度方向与半径OA的夹角为30°，经过一段时间后，粒子恰好从O点正下方的D点射出磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 该粒子带正电
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 该粒子在磁场中运动的时间为
D. 若只改变带电粒子的入射方向，则其在磁场中的运动时间一定变短
【答案】C
【解析】
【详解】A．轨迹向下偏转，根据左手定则，该粒子带负电，A错误；
B．轨迹半径为R，根据牛顿第二定律得

解得，匀强磁场的磁感应强度大小为

B错误；
C．该粒子在磁场中运动的时间为



解得

C正确；
D．若其速度方向与半径OA的夹角变大，则粒子在磁场中的运动轨迹变长，则其在磁场中的运动时间一定变长，D错误。
故选C。
7. 绿色环保低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某家用交流充电桩的供电电路如图所示。已知总电源的输出电压为U1=250V，输电线的总电阻r=20Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器原副线圈的匝数比为n1：n2=1：8，汽车充电桩的额定电压为U4=220V，额定功率为9.5kW。当汽车以额定电压充电时，下列说法中正确的是（　　）

A. 通过输电线的电流为5A
B. 电源的输出功率为10.5kW
C. 输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%
D. 降压变压器原、副线圈的匝数之比为100：11
【答案】A
【解析】
【详解】D．总电源的输出电压为
U1=250V
又

得

当汽车以额定电压充电时，充电电流

又

得


又

得

联立得

解得

故D错误；
A． 由

得

通过输电线的电流

故A正确；
B．电源的输出功率为

故B错误；
C．输电线因发热而损失的功率为输送功率

故C错误。
故选A。
8. 如图所示是研究自感的实验电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键缓馒调节电阻R和R1，待电路稳定时灯泡A1比灯泡A2暗，然后断开电键S。一段时间后重新闭合电键S，则（　　）

A. 闭合S瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮
B. 稳定后，L两端电压大于R两端电压
C. 再次断开S时，M点电势高于N点电势
D. 再次断开S后，A2闪亮后逐渐熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】A．闭合S瞬间，L产生自感电动势，要阻碍电流的增加，A1逐渐变亮，电阻R不产生自感电动势，只有纯电阻，则A2立刻变亮，故A错误；
B．由于待电路稳定时灯泡A1比灯泡A2暗，则 A1两端电压小于A2两端电压，可知稳定后，L两端电压大于R两端电压，故B正确；
C．在断开S前，L的电流方向由M到N，再次断开S时，在L中产生与原来电流方向相同的感应电流，L相当于电源与两灯组成回路，流经A2的电流方向由N到M，因此N点电势高于M点电势，故C错误；
D．由题意可知，在稳定时，由于流经A1和L的电流小于流经A2和R的电流，再次断开S后，L产生的感应电流小于原流经A2的电流，因此A2不会闪亮，两灯会逐渐熄灭，故D错误。
故选B。
9. 在如图所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为3︰1，电阻R1=R2=4Ω，R3为滑动变阻器。电源电压u随时间t变化的规律为，电流表为理想电表，则下列说法正确的是（　　）

A. 当R3=4Ω时，电流表的示数为2A
B. 若将R3的滑片向下移动，则电流表的示数减小
C. 若将R3的滑片向上移动，则副线圈两端的电压减小
D. 改变滑动变阻器R阻值，使理想变压器的输出功率最大时，R3=5Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A．当R3=4Ω时，副线圈等效电阻为

设原线圈电流为I，则副线圈电流为3I，有

电源电压有效值为

解得

电流表的示数为

故A错误；
BC．若将R3滑片向下移动，则副线圈等效电阻减小，由A可知，原线圈电流增大，原线圈两端电压减小，副线圈两端的电压减小，电流表的示数减小，故B正确，C错误；
D．理想变压器的输出功率为

当

理想变压器的输出功率最大，且


解得

故D错误。
故选B。
10. 手机无线充电技术给用户带来了全新的充电体验，其基本原理是电礅感应：给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流。某次充电过程可简化为如图甲所示的模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值为也R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1。在受电线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示（规定图甲中B0的方向为正方向）。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈中产生逆时针方向的感应电流 B. ab两点之间的电势差为
C. 线圈中感应电流的大小为 D. 电阻R1上产生热量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．受电线圈内的磁场强度在变小，磁通量变小，根据楞次定律可判断出线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
BC．由题图可知，时间内

且

由法拉第电磁感应定律有

线圈中的感应电动势为

由闭合电路欧姆定律有

联立以上各式，解得线圈中感应电流的大小为

ab两点之间的电势差为

故B错误，C正确；
D．电阻R1上产生热量为

故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 关于热力学第二定律，下列说法正确的是（　　）
A. 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的
B. 空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
C. 随着技术的不断进步，热机的效率可能达到100%
D. 电冰箱在通电正常工作时，可将热量从低温物体传导到高温物体，但并不违反热力学第二定律
【答案】AD
【解析】
【详解】A．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的，只是要引起其它的变化，故A正确；
B．空调制冷说明热量可以在一定的条件下由低温物体传向高温物体，但不是自发地由低温物体传向高温物体，根据热力学第二定律，自发的热现象具有方向性，故B错误；
C．即使随着技术的不断进步，热机的效率也不可能达到100%，故C错误；
D．电冰箱在通电正常工作时，可将热量从低温物体传导到高温物体，但并不违反热力学第二定律，故D正确。
故选AD。
12. 关于磁场的应用（不计带电粒子的重力）下列说法中正确的是（　　）

A. 图甲中，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压
B. 图甲中，随着粒子速度的增大，交变电场的频率也要增大
C. 图乙中，若霍尔元件的载流子为自由电子，则N端的电势低
D. 图乙中，磁感应强度增大时，霍尔电压UH增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．图甲中，粒子获得的最大速度满足

动能最大值

则增大加速电压不能增大粒子获得的最大动能，选项A错误；
B．图甲中，交变电场的频率等于粒子做圆周运动的频率，而粒子做圆周运动的频率为

不变，则随着粒子速度的增大，交变电场的频率不变，选项B错误；
C．图乙中，若霍尔元件的载流子为自由电子，根据左手定则可知，自由电子偏向N端，即N端的电势低，选项C正确；
D．图乙中，平衡时满足

其中d为MN间距离，可得

可知磁感应强度增大时，霍尔电压UH增大，选项D正确。
故选CD。
13. 如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则下列说法正确的是（　　）

A. t1时刻，线圈P有收缩的趋势
B. t2时刻，且线圈P中没有电流
C. t3时刻，且线圈P中没有电流
D. t2~t3时间内，线圈P中感应电流在减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．时刻螺线管中电流减小，其形成的磁场不断减小，因此线圈P中的磁通量减小，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的减小，故线圈P有增大的趋势，故A错误；
B．t2时刻螺线管中电流为零，此时两线圈的相互作用力为零，故

但是线圈P中磁通量是变化的，故线圈中有感应电流，故B错误；
C．t3时刻，螺线管中电流最大，电流的变化率为0，其形成的磁场不变，故线圈P中的磁通量不变，没有感应电流产生，故

故C正确。
D．t2~t3时间内，螺线管中电流的变化率逐渐减小，故线圈P中的磁通量的变化率逐渐减小，感应电流在减小，故D正确。
故选CD。
14. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，处于平行于纸面的匀强磁场（图中未画出）中。一根长为L、质量为m的直导体棒水平放置在斜面上，当棒中通以大小为I的电流时，直导体棒处于静止状态。下列说法中正确的是（　　）

A. 若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒内电流方向垂直纸面向外
B 若只增大电流I，则导体棒可能继续保持静止
C. 若电流方向垂直于纸面向里，且导体棒对斜面无压力，则磁场方向一定水平向左
D. 磁感应强度的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．直导体棒处于静止状态，若磁场方向垂直斜面向上，可知导体棒受安培力方向应是沿斜面向上，由左手定则可知，导体棒内电流方向垂直纸面向外，故A正确；
B．若只增大电流I，由安培力计算公式可知，导体棒受安培力增大，斜面光滑，导体棒将沿斜面向上做加速运动，则导体棒不可能继续保持静止，故B错误；
C．若电流方向垂直于纸面向里，且导体棒对斜面无压力，直导体棒又处于静止状态，则导体棒受的安培力一定竖直向上，由左手定则可知，则磁场方向一定水平向左，故C正确；
D．由题意可知，当导体棒受到的安培力沿斜面向上时，磁感应强度有最小值，由平衡条件可得

解得

故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示，在直角坐标系的第一象限存在一个边长为的正方形区域的匀强磁场，其方向垂直纸面向里。第二象限有一直角边长也为的等腰直角三角形导线框，时刻，该线框恰好位于图中所示位置，此后线框在外力作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，线框通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流、穿过线框平面的磁通量、通过线框横截面的电荷量、外力随时间变化的图像中可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据题意可知，线框前进过程中，线框切割磁感线，有

其中为有效长度，随着导线框的移动而增大，与时间成正比，故感应电流随时间线性增大，由右手定则可知，感应电流方向为逆时针，同理，导线框前进过程中，切割磁感线的有效长度也随着导线框的移动而增大，与时间成正比，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针，故A正确；
B．根据题意可知，穿过线圈的磁通量为

则图像为开口向上的抛物线，当时，线框全部进入磁场，磁通量最大，为

时间内，穿过线圈磁通量为

图像为开口向下的抛物线，故B正确；
C．根据题意可知，通过线框的电荷量为，则图像的斜率表示电流，电流不是恒定值，C错误；
D．由左手定则可知，线框穿过磁场过程中，线框受到的安培力一直向左，时间内

同理可得，时间内

故D错误。
故选AB。
三、实验题（本题共2小题，共14分）
16. 在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下步骤操作：
A．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积；
B．在水面撒有适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，待薄膜形状稳定；
C．将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上；
D．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径。
（1）其中操作不合理的步骤是（ ）
（2）若已知油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用量筒测得1mL上述溶液有200滴，该同学描绘出油膜形状后，测得油膜的面积为125cm2，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m（保留一位有效数字）。
（3）该同学发现自己所测得的实验结果比理论值偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。
A．铀酸未完全散开
B．油酸溶液浓度的测量值比真实值低
C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
【答案】 ①. A ②. ③. AD##DA
【解析】
【详解】（1）[1]要测出一滴油酸酒精溶液的体积，需在量筒中滴入N滴溶液，测出其体积为V，则一滴该溶液的体积为

则A项不合理，BCD三项合理。
故选A。
（2）[2]油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液中含有纯油酸的体积为

则油酸分子的直径为

（3）[3]该同学发现自己所测得的实验结果比理论值偏大，根据

A．油酸未完全散开，导致油膜面积测量值偏小，分子直径测量值比理论值偏大，故A正确；
B．油酸溶液浓度的测量值比真实值低，导致一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，分子直径测量值比理论值偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，导致油膜面积测量值偏大，分子直径测量值比理论值偏小，故C错误；
D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，导致一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏大，分子直径测量值比理论值偏大，故D正确。
故选AD。
17. 某一热敏电阻的阻值R随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻报警器（内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警，Ic约为10mA，流过的电流超过20mA时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），直流电源（输出电压为18V，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。

（1）由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而_______（选填“增大”或“减小”）；
（2）按乙图所示的电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统；
①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于_______（选填“a”或“b”）端附近；
②若已知该热敏电阻在60℃时阻值为650.0Ω。则根据实验要求，先将电阻箱调到一固定的阻值，这一阻值为_______Ω；
③将开关向_______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。
（3）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另-端闭合，报警系统即可正常使用。
【答案】 ①. 减小 ②. b ③. 650.0 ④. c
【解析】
【详解】（1）[1]由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（2）①[2]为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端。
②[3]本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到系统报警时热敏电阻的临界电阻，也就是在60℃时的阻值为650.0Ω。
③[4]先把变阻箱的电阻接入电路，即将开关向c端闭合，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，即开关接d端，当热敏电阻的阻值是650.0 Ω时，也就是温度达到了60℃，报警器开始报警。报警系统即可正常使用。
四、计算题（本题共3小题，共36分）
18. 一定质量的理想气体被-薄活塞封闭在导热性能良好的汽缸内。活塞的质量，横截面积，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。初始汽缸如图甲所示水平放置，此时外界大气压强为，气温为，活塞与汽缸底的距离，离汽缸口的距离。将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后如图乙所示，活塞与汽缸底的距离为。然后通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢运动到上表面刚好与汽缸口相平，此过程中，缸内气体内能增加，已知，求：
（1）图乙中活塞与汽缸底的距离；
（2）活塞上表面刚好与汽缸口相平时，气体的温度；
（3）对缸内气体加热的过程中，气体吸收的热量。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，由平衡条件有

对缸内气体由玻意耳定律有

解得

（2）根据题意可知，对气体加热过程中，气体的压强不变，由盖吕萨克定律有

其中

解得

（3）根据题意可知，缸内气体对外做功

由热力学第一定律有

解得

19. 如图所示，在xOy平面内，第一象限中存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。现有一个质量为m带电量为-q的粒子从x轴上的A点以初速度沿y轴正方向射入电场，经电场偏转后，从C点（图中未画出）进入磁场，此时速度与y轴正方向成30°角，粒子恰好未从x轴射出磁场。已知O、A两点间的距离为L，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在匀强电场中从A点运动到C点的时间及电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从C点开始到第一次出磁场所用的时间。

【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，所以




联立解得




（2）粒子出电场时


粒子恰好未从x轴射出磁场，由图可知


解得


（3）粒子在磁场中转过的圆心角为300°，所以

所以

20. 如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B的匀强磁场。在t=0时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为；在t=t1时刻，流经b棒的电流为0，此时a、b棒仍位于磁场区域内。已知金属榉a、b由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和2R，b棒的质量为m，在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰。求：
（1）0时刻a、b棒的加速度；
（2）t1时刻a、b棒的速度；
（3）0~t1时间内，b榉产生的焦耳热。

【答案】（1），；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）0时刻，a、b棒切割在电路中产生的电动势为

回路中电流

因为电阻，可知a、b横截面之比

因为a、b由相同材料制成，所以可知a、b的质量之比，所以a的质量为2m，对a棒

对b棒

解得



（2）在t=t1时刻，流经b棒的电流为0，a、b的速度相等，整个过程中，a、b棒受安培力等大反向，系统动量守恒，即

所以

（3）由能量守恒可得

解得

0~t1时间内，b榉产生的焦耳热