高三物理开学摸底考03（新高考通用）-2024-2025学年高中下学期开学摸底考试卷

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（考试时间：75 分钟，分值：100 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮
擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．测试范围：高中物理所有内容。
4．难度系数：0．6。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共
10 小题，第 1~7 题在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题 4
分，共 28 分。第 8~10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答
的得 0 分，共 18 分。
1． 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛
的应用。图 a 是研究光电效应的实验电路，图 b 是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的
图
线，
是（
、
表示遏止电压，图 c 是遏止电压 与入射光的频率 间的关系图像。下列说法中正确的
）
A
发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从 端往 端移动时，电流表示数一定增加
B.
C.
D.
图 c 中图线的斜率表示普朗克常量
丙光比甲光更容易发生明显衍射
甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
【答案】D
【详解】A．发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从 端往 端移动时，若电流已经到达饱和值，则电
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流表示数保持不变，故 A 错误；
B．根据
可得
可知图 c 中图线的斜率为 ，故 B 错误；
C．由于丙光对应的遏止电压大于甲光对应的遏止电压，则丙光的频率大于甲光的频率，丙光的波长小
于甲光的波长，所以甲光比丙光更容易发生明显衍射，故 C 错误；
D．根据
由于甲光对应的遏止电压小于丙光对应的遏止电压，所以甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大
初动能小，故 D 正确。
故选 D。
2．
如图甲所示，弹跳鞋是一种新型体育用品鞋，其底部装有弹簧。某次弹跳从最高点下落的过程中，人
的动能 随重心高度 h（最低点为 h 0）变化的图像如图乙所示，图中
段为直线，其余部分为
）
曲线，已知弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力忽略不计，人看做质点。则（
A.
B.
C.
高度为 h1 时，人的加速度达到最大值
下落到 h1 的过程中，人的机械能一直减小
高度为 h 0 时，人处于超重状态
D.
下落到 的过程中，人的机械能一直增大
【答案】C
【详解】A．上升高度为 时，人的动能最大，速度最大，加速度为零，故 A 错误；
BD．最高点下落到 h1 的过程中，图中
段为直线，人只受重力作用，即下落到 的过程中，人的
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机械能守恒，
阶段人做方向向下的加速度减小的加速运动，此时有弹力作用，弹簧处于压缩状态，
对人做负功，人的机械能减小，故 B 错误，D 错误；
C．高度为 h 0 时，下降到最低点，人的动能为零，速度向下减为零，加速度向上，故人处于超重状态，
故 C 正确。
故选 C。
3．
活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针鞘被瞬间弹射，开始进入组织。在软组
织中运动距离 d 后进入目标组织，继续运动 d 后停下来。若两段运动中针鞘只受到组织的阻力。已知
1
2
该阻力与针鞘在组织中的长度成正比，比例系数为 K，则（
）
A.
B.
C.
软组织对针鞘做的总功为-Kd12
目标组织对针鞘做的总功为 Kd22
运动 d 的过程中，针鞘克服阻力做功为 Kd （0.5d ＋d ）
2
2
2
1
D.
运动 d2 的过程中，针鞘动量变化量大小为
d2
【答案】C
【详解】A．由题知，针鞘在软组织前进 时，其受到软组织的阻力由零变为
，则在这段距离
软组织对针鞘做的功为
针鞘在目标组织前进 时，其受到软组织的阻力不变，为
功为
，则在这段距离软组织对针鞘做的
故软组织对针鞘做的总功为
故 A 错误；
B．由题知，针鞘在目标组织前进 时，其受到目标组织的阻力由零变为
，则在这段距目标组
织对针鞘做的总功为
3 / 20

故 B 错误；
C．由 AB 分析，可知在运动 d2 的过程中，针鞘克服阻力做功为
故 C 正确；
D．设针鞘质量为 m，当其到达目标组织表面时的速度为 v，继续前进 d2 减速至零，根据动能定理有
解得
则动量变化量的大小为
因针鞘质量 m 未知，故无法求出其动量变化量的大小，故 D 错误。
故选 C。
4．
如图示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，
为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的 v-t 图像和 x-t 图像是（
）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
4 / 20

【详解】AB．足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球
做加速运动，速度越来越大。v-t 图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的
位移相同，v-t 图像与坐标轴围成的面积相同，故 AB 错误；
CD．x-t 图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的 x-t 图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，
做加速运动，运动员的 x-t 图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同
一位置，足球和运动员的 x-t 图像交于一点，故 C 正确，D 错误。
故选 C。
5．
如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹
果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器 R 上。R 所受压力越大阻值越小，当 R 两端电压超过某
1
1
2
一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在
分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（
）
A.
B.
C.
D.
为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
为了选出质量更大的苹果可以将电源 A 的输出电压减小
为了选出质量更大的苹果可以增大 R2 的阻值
质量大的苹果将进入上通道
【答案】B
【详解】D．大苹果通过托盘秤时， 两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸
动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故 D 错误；
A．为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻 R1 越小，此时回路中
的电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故 A 错误；
B．为了选出质量更大的苹果，就要使得 R 两端电压保持不变，因 R 减小，而其他条件不变的情况下，
2
1
只能减小和传感器 R1 相连接电路中电源 A 的输出电源，故 B 正确；
C．为了选出质量更大的苹果，就要使得 R 两端电压保持不变，因压力越大，电阻 R 越小，此时回路
2
1
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中的电流就越大，R 的电压就会变得更大，则要想保持 R 的电压和原来一致，则只适当减小 R 的阻值，
2
2
2
故 C 错误。
故选 B。
6．
进藏自驾游能够让你体验到西藏的自然美景和丰富的文化底蕴。在驾车从低海拔向高海拔行驶过程中，
密封包装的食品包装袋会发生膨胀现象，如图所示。若此过程中温度不变，把袋内空气视为理想气体，
下列说法正确的是（
）
A.
C.
B.
D.
袋内空气一定对外界做功
袋内空气压强一定增大
袋内空气分子的平均动能一定增大
袋内空气一定对外界放热
【答案】A
【详解】A．食品包装袋会发生膨胀，气体体积变大，则袋内空气对外界做功，故 A 正确；
B．气体膨胀过程中温度不变，所以袋内空气分子的平均动能不变，故 B 错误；
C．根据
温度不变，体积变大， 所以压强减小，故 C 错误；
D．根据热力学第一定律
温度不变，则
体积变大，则
所以
袋内空气一定对外界吸热，故 D 错误。
故选 A。
7．
如图所示，
、
、
…
是弹性绳上等距的 10 个点，
时刻手握 沿 y 轴方向做简谐运动，弹
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性绳形成简谐波，经过 时间，质点 第一次到达最高点，位移为 10cm， 开始振动，则下列说法正
确的是（
）
A.
B.
C.
D.
手握 做简谐运动的周期为
时刻， 质点第一次到达最高点
时刻， 质点在平衡位置向下运动
时间内， 质点的路程为 40cm
【答案】D
【详解】A． 时间内质点 从平衡位置第一次到达最高点，振动了四分之一周期，所以手握 做简谐
运动的周期为 ，故 A 错误；
B．令相邻质点之间的距离为 x，则波速
因此波传播到 点的时刻为
点再经过 时间到达最高点，即共经过
时间， 质点第一次到达最高点，故 B 错误；
C．根据同侧法可知，波起振方向向上，波经过 时间传播到 点，再经过 时间，即一个周期，
点在平衡位置向上运动，故 C 错误；
质
D．结合上述可知，波经过
时间传播到 点，再经过 时间，即一个周期， 质点 路程为
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故 D 正确。
故选 D。
8．
预计在 2025 年 1 月 16 日将发生火星冲日现象，即火星、地球、太阳三者处于同一直线，地球处于太
阳、火星之间，此时是观察火星的最佳时间。已知地球到太阳距离为 1 个天文单位，火星到太阳距离约
为 1.5 个天文单位，太阳系目前已知的八大行星按距日由近及远依次为：水星、金星、地球、火星、木
星、土星、天王星、海王星。设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示，
则下列说法正确的是（
）
A.
B.
C.
D.
水星比火星更易发生冲日现象
火星绕太阳公转的周期约为 1.8 年
上一次出现火星冲日现象是在 2022 年 1 月
地球绕太阳公转的加速度大小约为火星绕太阳公转加速度大小的 2.25 倍
【答案】BD
【详解】A．地球在绕日运行过程中处在太阳与行星之间，三者排列成一条直线时会发生冲日现象，所
以只有位于地球公转轨道之外的行星才会发生冲日现象，所以水星会发生凌日现象，水星不会发生冲日
现象，A 错误；
B．设地球的轨道半径为 r0，根据开普勒第三定律得
解得
B 正确；
C．根据题意得
解得
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预计在 2025 年 1 月 16 日将发生火星冲日现象，往前推 27 个月是 2022 年 10 月 16 日，C 错误；
D．根据牛顿第二定律得
解得
D 正确。
故选 BD。
9．
在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应
电动势 e 随时间 t 的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的 A、B 两端。已知 R，为热
敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R 为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（
）
A.
B.
C.
D.
变压器 A、B 两端电压的瞬时值表达式为 u = 100sin100πt（V）
图甲中 t = 2 × 10−2s 时，穿过线圈的磁通量最大
R 处温度升高后，电压表 V 与 V 示数的比值不变
t
1
2
Rt 处温度升高后，变压器的输入功率减小
【答案】AB
【详解】A．根据图甲可知，Em = 100V，T = 0.02s，则
故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u = 100sin100πt（V），故 A 正确；
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B．图甲中 t = 2 × 10−2s 时，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，故 B 正确；
C．理想变压器匝数不变，输入电压不变，则电压表 V 示数不变，副线圈两端的电压 U 不变，R 处温
1
2
t
度升高时，R 的阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈回路中的电流 I 增大，电压表 V 测量
t
2
2
Rt 两端的电压，根据串并联电路规律及欧姆定律有
U = U −I R
t
2
2
则电压表 V 示数减小，电压表 V 示数与 V 示数的比值变大，故 C 错误；
2
1
2
D．理想变压器匝数不变，输入电压不变，副线圈两端的电压 U 不变，R 处温度升高时，R 的阻值变小，
2
t
t
变压器的输出功率
输出功率变大，理想变压器输入功率等于输出功率，故变压器的输入功率变大，故 D 错误。
故选 B。
10．半导体芯片制造中，常通过离子注入进行掺杂来改变材料的导电性能。如图是离子注入的工作原理示
意图，离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，通过速度选择器的离子经过磁分析器和偏转系
统，注入水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器中的电场强度的大小为 E、方向竖直向上。速度选择器、
磁分析器中的磁感应强度方向均垂直纸面向外，大小分别为 B 、B 。偏转系统根据需要加合适的电场
1
2
或者磁场。磁分析器截面的内外半径分别为 R 和 R ，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置 M
1
2
和 N 处各有一个小孔；偏转系统下边缘与晶圆所在水平面平行，当偏转系统不加电场及磁场时，离子
恰好竖直注入到晶圆上的 O 点（即图中坐标原点）。整个系统置于真空中，不计离子重力及其进入加速
电场的初速度。下列说法正确的是（
）
10 / 20

A.
B.
可以利用此系统给晶圆同时注入带正电离子和带负电的离子
从磁分析器下端孔 N 离开的离子，其比荷为
C.
如果偏转系统只加沿 x 轴正方向的磁场，则离子会注入到 y 轴正方向的晶圆上
D.
只增大加速电场的电压，可使同种离子注入到晶圆更深处
【答案】BC
【详解】A．由左手定则可知，只有正离子才能通过磁分析器，负离子不能通过磁分析器，故 A 错误；
B．离子通过速度选择器时，有
解得速度
离子在磁分析器中，有
由几何关系得
联立可得
故 B 正确；
C．如果偏转系统只加沿 x 轴正方向的磁场，由左手定则可知离子向 轴正方向偏转，故 C 正确；
D．只增大加速电场的电压，则粒子速度不满足
无法做匀速直线运动通过速度选择器，所以不一定能到达圆晶处，故 D 错误。
故选 B。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。
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11．（8 分）某同学欲利用一固定光滑圆弧面测定重力加速度，圆弧面如图甲所示，图中虚线为圆弧面最低
处，圆弧面半径约为 1.5m，该同学取一小铁球进行实验。
（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则小铁球的直径
__________cm。
（2）钟同学将小铁球从槽中虚线左侧接近虚线处由静止释放，则小铁球的运动可等效为一单摆。当小
铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为 1，当计数为 60 时，所用的时间 t 如丁图所示，秒
表的读数为__________s，则等效单摆的周期
__________。（用字母 t 表示）
（3）更换半径不同的金属球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制的
图像如图丙
所示，图中图线的横、纵截距均已标出，则当地的重力加速度
__________。
【答案】（1）1.66
（2）
①. 96.8s
②.
（3）
（每空 2 分）
【解析】
[1]十分度游标卡尺的最小刻度为
故小铁球的直径
[1]秒表大表盘的读数分，小表盘读数是秒，二者加在一起，即为指示的时间，故
[2]根据题意可知，当计数为 60 时，小铁球完成
个周期，所用的时间为 t，则等效单摆的周期为
[1]根据题意摆长为
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由单摆周期公式
推得
联立解得
故斜率为
推得
12.（10 分）
某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率 ，同时测电源的内阻 r，实验室提供了如
下器材：
待测的圆柱形导体 （阻值未知）
螺旋测微器
游标卡尺
电流表 A（内阻很小）
电阻箱 R
待测电源
开关 S、开关 K，导线若干
（1）他用螺旋测微器测量该导体的直径 D，结果如图甲所示，可读出
________mm，用游标卡尺
测得该导体的长度为
。
13 / 20

他设计了如图乙所示的电路，并进行了如下的操作：
①断开开关 K，闭合开关 S，改变电阻箱的阻值 R，记录不同 R 对应的电流表示数 I；
②将开关 S、K 均闭合，改变电阻箱的阻值 R，再记录不同 R 对应的电流表示数 I。
（2）他画出了步骤①②记录的数据对应的
图像，如图丙中两条图线 I、II，则步骤①对应的图线
为________（选填“I”或“II”），电源的内阻
________
。
（3）若考虑电流表内阻的影响，则电源内阻的测量值相对真实值________（选填“偏大”、“偏小”、
“相等”）。
（4）若不考虑电流表内阻的影响，此导体材料的电阻率为
________
。（结果保留 1 位有效数
字）
【答案】（1）9.500##9.499##9.501 （2） ①. II
②. 2.1
（3）偏大
（4）
（每空 2
分）
【解析】
螺旋测微器的读数为
[1][2]在步骤①中，由闭合电路欧姆定律有
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整理可得
在步骤②中，由闭合电路欧姆定律有
整理可得
对比以上结果可知，步骤①对应的图线应为 II，由图线 II 及
可得
解得电源内阻
若考虑电流表内阻的影响，则步骤①中，由闭合电路欧姆定律有
即电源内阻测量值
故测量值相对真实值偏大
在
图像中，设
，
，
则由图像及
、
可得
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则材料电阻率为
代入数据计算得
三、计算题：本题共
3 小题，共 36
分。解答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）如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完
全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度 的控制。发
光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为
障的间隙为
，相邻屏
。
求：(1)点光源在透明介质中对应的最大入射角；
(2)若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件？
答案（1）
（2）
【详解】（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大，由几何关系可得，
(2 分)
入射角满足
（1 分）
故最大入射角为
（2）当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有
（2 分）
（1 分）
若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率
解得
14.（14 分）
有一种打积木的游戏，装置如图所示，四块完全相同的积木 B、C、D 和 E 叠放在靶位上，宽
，积木 C、D 和 E 夹在固定的两光滑薄板间，小球 A（可视为质点）用长为
度均为
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、且不可伸长的轻绳悬挂于 O 点。游戏时，球 A 拉至与 O 点等高的 P 点（保持绳绷直）由
静止释放，球 A 运动到最低点时与积木 B 发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成，积木 B 滑行一段距离后
停下。已知球 A 和每块积木的质量均为
，各积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为
，空气阻力不计，求：
，重力加速度大小为
（1）球 A 下落到最低点与积木 B 碰撞前瞬间细绳上的张力大小；
（2）积木 B 向前滑行的距离 s；
（3）将球 A 再次拉起至 P 点无初速释放，球 A 与积木 C 发生弹性碰撞且瞬间完成，积木 C 沿积木 B
的轨迹前进，与静止的积木 B 发生碰撞（时间极短）并粘合在一起向前滑动，求碰后积木 CB 一起滑
动的距离 x。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）小球 A 下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
（1 分）
在最低点有
（1 分）
联立解得
（1 分）
（2）设小球 A 与积木 B 发生弹性碰撞后速度为 ，积木 B 速度为 。小球 A 与 B 发生弹性碰撞，碰
撞过程系统动量守恒、机械能守恒，取向右为正方向，则
（1 分）
（1 分）
解得
（2 分）
，
17 / 20

从碰撞后瞬间到 B 停止运动过程，设 B 滑行的距离为 s，对 B，由动能定理得：
（1 分）
代入数据解得
（1 分）
（3）将小球 A 拉回 P 点由静止释放，小球 A 落下后与静止的积木 C 发生弹性碰撞，小球 A 与 C 碰撞
后 C 的速度为
（1 分）
设 C 滑行 s 后与 B 碰撞前瞬间 C 的速度为 ，对 C，由动能定理得
（1 分）
积木 CB 碰撞粘合后的速度为 ，则由动量守恒可得
（1 分）
碰后积木 CB 一起滑动的距离为 x，则
（1 分）
联立解得
（1 分）
15.（16 分）
如图所示为电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线
面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场是方向垂直于水平面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应
强度大小均为 ，每个磁场宽度均为 ，右侧较远处的阻尼磁场是宽度为 、方向垂直
于水平面的匀强磁场，磁感应强度大小 。由漆包线制成的正方形金属线框
共计 5 匝，边长也为 ，质量为 ，总电阻为 ，线框与
擦因数 。现使驱动磁场以恒定速度
间后，线框做匀速运动。当 边匀速运动到分界线时，立即撤去驱动磁场，线框继续运动越过分界线，
将水平面分成左右两部分，左侧平
（首尾相连构成回路）
左侧粗糙水平面间的动摩
向右运动，线框由静止开始运动，经过一段时
然后继续向右运动进入阻尼磁场。设整个过程中线框的
，求
边始终与分界线平行，重力加速度大小
取
（1）线框刚开始运动时的加速度大小；
（2）线框在驱动磁场中匀速运动时的速度大小；
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（3）要使线框整体不穿出阻尼磁场， 的大小应满足的条件。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）线框开始运动时回路中电动势
（1 分）
回路中电流
（1 分）
线框受安培力
（1 分）
（1 分）
（1 分）
由牛顿第二定律得
联立以上四式得
（2）设匀速运动时速度为 则线框中电动势
（1 分）
回路中电流
（1 分）
匀速运动时有
（1 分）
联立以上三个方程得
（3）线框通过边界过程中所受摩擦力为
（1 分）
19 / 20

（1 分）
此过程摩擦力做功
（1 分）
由动能定理得
（1 分）
由以上三式得
当线框刚好不能通过阻尼磁场时对线框由动量定理得
安培力的冲量
（1 分）
（1 分）
线框进（或出）磁场通过回路的电量
（1 分）
联立以上三得
所以要使线框不过阻尼磁场
（1 分）
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