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浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试卷（Word版附解析）
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这是一份浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试卷（Word版附解析），文件包含浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试题Word版含解析docx、浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
考生须知：
1. 本卷共6页满分100分，考试时间90分钟。
2. 答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3. 所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4. 考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列单位中，属于国际单位制的基本单位的是（ ）
A. sB. m/sC. m/s2D. N
2. 2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功对接。若空间站组合体运动加速度为a，周期为T；地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T0，则（ ）
A. T=T0B. Tg
3. 管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A. 库仑B. 霍尔C. 洛伦兹D. 法拉第
4. 为了节能，某地铁出口处的自动扶梯（斜坡型）在较长时间无人乘行时会自动停止运行，当有人站上去时又会慢慢启动，加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程（如图所示），以下说法正确的是（ ）
A. 匀速运行时，人不受摩擦力的作用
B. 人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C. 在自动扶梯启动加速的阶段，人处于超重状态
D. 匀速运行时，人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
5. 图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（ ）
A. 增大单色光频率
B. 增大双缝屏上双缝间距
C. 增大双缝屏到光屏的距离
D. 增大单缝屏到双缝屏的距离
6. 滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，小王同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是（ ）
A. 图1是滑块上滑的照片
B. 滑块下滑时的加速度大于上滑时的加速度
C. 滑块下滑到底端时的速度大于刚开始上滑时的初速度
D. 滑块下滑过程中克服摩擦力做功的平均功率小于上滑过程中克服摩擦力做功的平均功率
7. 如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是（ ）
A. 验电器的金属球带负电
B. 若将金属网接地，箔片会张开
C. 金属网罩和带正电的金属球电势相等
D. 拿掉金属网，验电器的箔片会张开
8. 教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻．第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示．第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示．下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D. 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
9. 在如图所示的电路中，电容器的电容为C，电感线圈的电感为L，线圈的电阻忽略不计。原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（ ）
A. 时刻，电容器的左板带负电，右板带正电
B. 时刻，线圈L的感应电动势最大
C. 时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左
D. 时刻，电容器C两极板间的电压为零
10. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2s后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（ ）
A. 机械能守恒B. 机械能减少了24J
C. 动能增加了9JD. 所受的合力做了60J的功
11. 雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，光从左侧射入水滴，a、b是其中的两条出射光线（光线与球心处于同一平面），在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是（ ）
A. a光线是红光，b光线是紫光
B. a光在水中速度大于b光在水中的速度
C. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D. 遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射
12. 一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻，波刚好传播到坐标原点O点处，且O点处的质点从平衡位置开始向下振动，平衡位置在处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，时，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，质点b的平衡位置在处，则下列说法不正确的是（ ）
A. 处的质点起振的方向向下B. 坐标原点O处的质点振动振幅为3cm
C. 波的传播速度为4m/sD. 质点b比质点a振动滞后1.5s
13. 离子推进器是我国新一代航天动力装置，推进剂从图中P处注入，在A处电离出一价正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，假设单位时间内射出离子的质量为M。则推进器获得的推力大小为（ ）
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 核能的利用可以减少碳排放，实现可持续发展和气候变化目标。近日，美国能源部称，其核聚变“国家点燃实验设施”向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变能量输出。下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应的方程可能是
B. 该核反应需要极高的温度
C. 我国的大亚湾核电站利用了核聚变产生的能量
D. 产生3.15兆焦的能量需要的质量亏损
15. 如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电压的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压与入射光的频率有关
C. 遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大
D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，滑块的右端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，如图甲所示。已知重力加速度为g，打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）甲同学在平衡摩擦力后，在保持滑块质量不变的情况下，放开砝码盘，滑块加速运动，处理纸带得到滑块运动的加速度为a；改变砝码盘中砝码的质量，重复实验多次。根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能是___________。
（2）乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则在打C点时滑块的速度大小vC=___________m/s，滑块运动的加速度a=___________m/s2。（结果保留三位有效数字）。
（3）丙同学保持滑块质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他在轨道水平时做的实验，得到了如图丁所示a-F图线，则滑块与木板的动摩擦因数___________。（结果用字母表示）
17.
（1）某同学在做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验时，用学生电源提供给图甲所示变压器原线圈的电压为5V，用演示电表交流50V挡测量副线圈电压时示数如图乙所示，则变压器的原、副线圈匝数之比可能是______；
A. B. C. D.
（2）街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，______（填写“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。
18. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为2h，活塞与销钉的距离为h，由于外界空气温度比容器内温度高，气体从外界缓慢吸收热量Q后，活塞缓慢上升恰要碰到销钉时再次静止。重力加速度为g，求：
（1）外界空气的温度T1；
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加量ΔU；
（3）当外界空气温度缓慢升到T2=1.2T1时，突然拔出销钉，此时活塞加速度a的大小。
19. 如图所示，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=4m，有一个质量为m=0.5kg的滑块，放在水平平台上，平台上有一根轻质弹簧，左端固定，右端与滑块接触但不连接，现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内，在弹簧处于压缩状态时，若将滑块由静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数（g取），求：
（1）滑块到达B点时的速度，及弹簧储存的最大弹性势能；
（2）若传送带以3.0m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，当滑块冲上传送带时，对滑块施加一大小恒为0.5N的水平向右的作用力，滑块从B运动到C的过程中，摩擦力对它做的功；
（3）若撤去弹弹簧及所加的恒力，两轮半径均为r=0.9m，传送带顺时针匀速转动的角速度为，滑块以传送带的速度（该速度未知）从B点滑上传送带，恰好能自C点水平飞出，求的大小。现让滑块从B点以5m/s速度滑上传送带，则这一过程中滑块与传送带间产生的内能。
20. 用如图所示的装置可研究导体棒在磁场中的运动情况，M1N1，M2N2是倾角为θ的平行金属导轨，处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域I中。N1P1、N2P2是由绝缘材料制成的轨道，右侧是水平平行金属导轨，P1Q1、P2Q2（足够长）处于大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域II中，Q1Q2右侧无磁场且导轨足够长。导轨水平部分和倾斜部分平滑连接，其间距均为L，M1M2之间接有电阻R，将一质量为m、长度为L的金属杆ab从倾斜导轨上端由静止释放，达到匀速后进入水平轨道。cd静置于匀强磁场区域II。运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和电阻R的阻值均为0.2Ω，两杆质量均为m =0.1kg，L =0.5m，θ=37°，B1=B2=0.4T。不计一切摩擦和导轨电阻，忽略磁场边界效应。取重力加速度g= 10m/s2，sin37°=0.6。求∶
（1）ab棒到达N1N2时的速度v0；
（2）为使ab与cd不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0应满足的条件；
（3）若cd棒与磁场边界P1P2的距离最初为x=4.0m，则ab棒从进入匀强磁场区域II到离开的过程中，ab棒产生的焦耳热。
21. 如图所示，在坐标xy平面内有一圆形区域，圆心位于坐标原点O，半径为R，P点坐标（，）．若圆形区域内加一方向垂直于xy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿y轴正方向射入圆形磁场区域，从圆上的Q点离开该区域，离开时速度方向垂直于y轴．若将磁场换为平行于xy平面且垂直于y轴的匀强电场，将同一粒子以相同速度在P点沿y轴正方向射入圆形区域，也从Q点离开该区域．不计粒子重力．求：
（1）该粒子在磁场中运动的时间；
（2）电场强度的大小；
（3）该粒子离开电场时的速度（结果可用三角函数值表示）．
考生须知：
1. 本卷共6页满分100分，考试时间90分钟。
2. 答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3. 所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4. 考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列单位中，属于国际单位制的基本单位的是（ ）
A. sB. m/sC. m/s2D. N
2. 2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功对接。若空间站组合体运动加速度为a，周期为T；地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T0，则（ ）
A. T=T0B. T
3. 管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A. 库仑B. 霍尔C. 洛伦兹D. 法拉第
4. 为了节能，某地铁出口处的自动扶梯（斜坡型）在较长时间无人乘行时会自动停止运行，当有人站上去时又会慢慢启动，加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程（如图所示），以下说法正确的是（ ）
A. 匀速运行时，人不受摩擦力的作用
B. 人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C. 在自动扶梯启动加速的阶段，人处于超重状态
D. 匀速运行时，人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
5. 图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（ ）
A. 增大单色光频率
B. 增大双缝屏上双缝间距
C. 增大双缝屏到光屏的距离
D. 增大单缝屏到双缝屏的距离
6. 滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，小王同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是（ ）
A. 图1是滑块上滑的照片
B. 滑块下滑时的加速度大于上滑时的加速度
C. 滑块下滑到底端时的速度大于刚开始上滑时的初速度
D. 滑块下滑过程中克服摩擦力做功的平均功率小于上滑过程中克服摩擦力做功的平均功率
7. 如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是（ ）
A. 验电器的金属球带负电
B. 若将金属网接地，箔片会张开
C. 金属网罩和带正电的金属球电势相等
D. 拿掉金属网，验电器的箔片会张开
8. 教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻．第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示．第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示．下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D. 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
9. 在如图所示的电路中，电容器的电容为C，电感线圈的电感为L，线圈的电阻忽略不计。原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（ ）
A. 时刻，电容器的左板带负电，右板带正电
B. 时刻，线圈L的感应电动势最大
C. 时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左
D. 时刻，电容器C两极板间的电压为零
10. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2s后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（ ）
A. 机械能守恒B. 机械能减少了24J
C. 动能增加了9JD. 所受的合力做了60J的功
11. 雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，光从左侧射入水滴，a、b是其中的两条出射光线（光线与球心处于同一平面），在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是（ ）
A. a光线是红光，b光线是紫光
B. a光在水中速度大于b光在水中的速度
C. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D. 遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射
12. 一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻，波刚好传播到坐标原点O点处，且O点处的质点从平衡位置开始向下振动，平衡位置在处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，时，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，质点b的平衡位置在处，则下列说法不正确的是（ ）
A. 处的质点起振的方向向下B. 坐标原点O处的质点振动振幅为3cm
C. 波的传播速度为4m/sD. 质点b比质点a振动滞后1.5s
13. 离子推进器是我国新一代航天动力装置，推进剂从图中P处注入，在A处电离出一价正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，假设单位时间内射出离子的质量为M。则推进器获得的推力大小为（ ）
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 核能的利用可以减少碳排放，实现可持续发展和气候变化目标。近日，美国能源部称，其核聚变“国家点燃实验设施”向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变能量输出。下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应的方程可能是
B. 该核反应需要极高的温度
C. 我国的大亚湾核电站利用了核聚变产生的能量
D. 产生3.15兆焦的能量需要的质量亏损
15. 如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电压的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压与入射光的频率有关
C. 遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大
D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，滑块的右端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，如图甲所示。已知重力加速度为g，打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）甲同学在平衡摩擦力后，在保持滑块质量不变的情况下，放开砝码盘，滑块加速运动，处理纸带得到滑块运动的加速度为a；改变砝码盘中砝码的质量，重复实验多次。根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能是___________。
（2）乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则在打C点时滑块的速度大小vC=___________m/s，滑块运动的加速度a=___________m/s2。（结果保留三位有效数字）。
（3）丙同学保持滑块质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他在轨道水平时做的实验，得到了如图丁所示a-F图线，则滑块与木板的动摩擦因数___________。（结果用字母表示）
17.
（1）某同学在做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验时，用学生电源提供给图甲所示变压器原线圈的电压为5V，用演示电表交流50V挡测量副线圈电压时示数如图乙所示，则变压器的原、副线圈匝数之比可能是______；
A. B. C. D.
（2）街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，______（填写“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。
18. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为2h，活塞与销钉的距离为h，由于外界空气温度比容器内温度高，气体从外界缓慢吸收热量Q后，活塞缓慢上升恰要碰到销钉时再次静止。重力加速度为g，求：
（1）外界空气的温度T1；
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加量ΔU；
（3）当外界空气温度缓慢升到T2=1.2T1时，突然拔出销钉，此时活塞加速度a的大小。
19. 如图所示，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=4m，有一个质量为m=0.5kg的滑块，放在水平平台上，平台上有一根轻质弹簧，左端固定，右端与滑块接触但不连接，现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内，在弹簧处于压缩状态时，若将滑块由静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数（g取），求：
（1）滑块到达B点时的速度，及弹簧储存的最大弹性势能；
（2）若传送带以3.0m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，当滑块冲上传送带时，对滑块施加一大小恒为0.5N的水平向右的作用力，滑块从B运动到C的过程中，摩擦力对它做的功；
（3）若撤去弹弹簧及所加的恒力，两轮半径均为r=0.9m，传送带顺时针匀速转动的角速度为，滑块以传送带的速度（该速度未知）从B点滑上传送带，恰好能自C点水平飞出，求的大小。现让滑块从B点以5m/s速度滑上传送带，则这一过程中滑块与传送带间产生的内能。
20. 用如图所示的装置可研究导体棒在磁场中的运动情况，M1N1，M2N2是倾角为θ的平行金属导轨，处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域I中。N1P1、N2P2是由绝缘材料制成的轨道，右侧是水平平行金属导轨，P1Q1、P2Q2（足够长）处于大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域II中，Q1Q2右侧无磁场且导轨足够长。导轨水平部分和倾斜部分平滑连接，其间距均为L，M1M2之间接有电阻R，将一质量为m、长度为L的金属杆ab从倾斜导轨上端由静止释放，达到匀速后进入水平轨道。cd静置于匀强磁场区域II。运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和电阻R的阻值均为0.2Ω，两杆质量均为m =0.1kg，L =0.5m，θ=37°，B1=B2=0.4T。不计一切摩擦和导轨电阻，忽略磁场边界效应。取重力加速度g= 10m/s2，sin37°=0.6。求∶
（1）ab棒到达N1N2时的速度v0；
（2）为使ab与cd不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0应满足的条件；
（3）若cd棒与磁场边界P1P2的距离最初为x=4.0m，则ab棒从进入匀强磁场区域II到离开的过程中，ab棒产生的焦耳热。
21. 如图所示，在坐标xy平面内有一圆形区域，圆心位于坐标原点O，半径为R，P点坐标（，）．若圆形区域内加一方向垂直于xy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿y轴正方向射入圆形磁场区域，从圆上的Q点离开该区域，离开时速度方向垂直于y轴．若将磁场换为平行于xy平面且垂直于y轴的匀强电场，将同一粒子以相同速度在P点沿y轴正方向射入圆形区域，也从Q点离开该区域．不计粒子重力．求：
（1）该粒子在磁场中运动的时间；
（2）电场强度的大小；
（3）该粒子离开电场时的速度（结果可用三角函数值表示）．
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