2024届浙江省金华外国语学校高三下学期三模物理试题

这是一份2024届浙江省金华外国语学校高三下学期三模物理试题，共21页。

2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4．可能用到的相关参数=重力加速度g取。
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．下列设备中与其它几项工作原理不同的是（ ）
A．发电机B．变压器
C．无线充电D．质谱仪
2．2022年诺贝尔物理学奖授予了三位科学家以表彰他们对量子信息科学做出的贡献。下列说法正确的是（ ）
A．普朗克提出的“光子说”是量子理论的有力证明
B．德布罗意提出的波粒二象性与量子理论是矛盾的
C．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和能级的概念
D．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的
3．在国际单位制中磁感应强度的单位符号是“T”，如果用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．2022年2月5日在北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队成功夺冠。运动员在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员。不考虑空气阻力的影响，则交接过程中（ ）试卷源自 每日更新，更低价下载，欢迎访问。A．两运动员的总动量不守恒B．两运动员的总机械能守恒
C．每个运动员所受推力的冲量大小相同D．每个运动员的动量变化相同
5．如图所示，蜘蛛网的主干纤维上分布着许多纤维凸起，可作为水蒸气凝结为水珠的凝结核，在朝阳下宛如珍珠项链。下列说法正确的有（ ）
A．清晨的露珠格外明亮，这是阳光照射进小水珠后的折射现象
B．由于露珠受到重力作用，所以露珠呈现的是上小下大的近似球状的水滴，与表面张力无关
C．水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝
D．不同的水珠之间靠静电力相互吸引
6．如图所示为物理学家赫兹验证电磁波存在的实验装置的示意图，他通过电弧和电火花之间产生的电磁波，进而引起两个靠近的小铜球之间感应出新的电火花出来，证明了电磁波是真实存在的，下列说法正确的是（ ）
A．图中曲线表示电场线
B．赫兹的研究启发了麦克斯韦提出完整的经典电磁场理论
C．如果一个带有圆锥尖的铜棒与一块钢板之间间隔几毫米，此时加上几千伏特的电压，则空气有可能被击穿
D．赫兹的电火花实验现象不能说明电磁波具有能量
7．某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为v的入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为，电压称为遏止电压，该实验小组得到与v的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法中正确的是（ ）
A．实验时电源的左端为正极
B．分别用从氢原子能级2到1和能级3到1辐射的光照射金属得到遏止电压和，则
C．换用不同的光照射逸出功更大的金属时，得到的关系可能如图乙中的②所示
D．当滑片P向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变
8．如图a所示，轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的光滑定滑轮（重力不计）栓接一质量为M的物体，；如图b所示，轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳EG拉住，；另一轻绳GF悬挂在轻杆的G端，也拉住一质量为M的物体，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．图a中BC杆对滑轮的作用力大小为Mg
B．图b中HG杆弹力大小为Mg
C．轻绳AC段张力与轻绳EG段张力大小之比为1∶1
D．轻绳AC段张力与轻绳EG段张力大小之比为2∶1
9．如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（ ）
A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成
B．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不同
C．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
10．如图所示为接地金属球壳，O点为球心，电荷量为2q和的两个点电荷分别位于M、N两点，其延长线过球心，P为MN连线上球壳外一点，取无穷处电势为零，T为金属球壳外附近一点，下列说法正确的是（ ）
A．T点电场强度方向背离O点
B．若移去M点的电荷，则P点的电势降低
C．将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功
D．若移去接地金属球壳，MN附近还存在两个电场强度为零的点
11．如图所示，一无人机携带救援物资进行救援任务，飞到O点时悬停，以12m/s的水平速度向右弹出物资，物资恰好垂直打在倾角斜坡上的A点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．物资落到A点的时间为0.9s
B．物资弹出的位置离落地点的水平距离为19.2m
C．若其他条件不变，弹出位置改为O点的正下方，则物资仍能垂直打在斜坡上
D．若其他条件不变，弹出的初速度减小，则物资落到斜坡上的时间不变
12．如图所示，半径为R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角变大时，出射点P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为时只剩下a光从顶部射出，（光速为c）下列判断正确的是（ ）
A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度
B．此透光材料对b光的折射率为
C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为
D．同一装置用a、b光做单缝衍射实验，b光的衍射现象更加明显
13．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高，阻值减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为
B．在时，穿过该矩形线圈的磁通量为零
C．处温度升高时，电压表、的示数之比不变
D．处温度升高时，电流表示数变大，变压器输入功率变大
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．下列说法正确的是（ ）
A．甲图中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应
B．乙图中荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不浸润荷叶
C．丙图中石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于多晶体
D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，其尖端会变钝，是液体表面张力作用的结果
15．如图所示，与处有两个波源和均可以沿z轴方向做简谐运动，两波源产生的机械波均能以波源为圆心在xOy平面内向各个方向传播，振动周期均为，波速均为。时刻波源开始沿z轴正方向振动，振幅；时刻波源开始沿z轴负方向振动，振幅。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，处质点的位移为
B．在x轴上，和区域都是振动的加强点
C．在x轴上，区间内一共有10个振动的加强点
D．以波源为圆心，分别以半径4.8m和5.2m画圆，则在这两个圆周上，振动的加强点的个数相等
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16．（1）某实验小组通过测量矿泉水的电阻率，来分析其内矿物质含量。用多用电表的欧姆档直接测量矿泉水的电阻，进而得到电阻率。多用电表测电阻时，下列说法中正确的是______；
A．测量时电流从“+”插孔流出电表，从“-”插孔流回电表
B．若不能估计被测电阻大小，可先用中等倍率试测
C．选择“”倍率测量时发现指针位于20和30正中间，则测量值小于25Ω
（2）取截面积、厚度不计的两铜板A、B，安装在针筒内两端紧密贴合。铜板A在靠近针嘴处固定，导线从针嘴里引出，铜板B固定在活塞上可随活塞一起运动，导线从活塞上端引出（不影响活塞的密封性）。针筒最上方靠近针嘴处有一小孔P用于液体的加入和气体排除。实验步骤如下：
①按图1电路图连接好电路；
②用另一针筒从小孔P处推入适量的该品牌矿泉水，使活塞静置于90mL处；小刚同学发现测量水的电阻时，阻值会逐渐增加，猜测由水电解引起。查阅资料后，电源使用如图2所示的交流电供电可抑制电解的影响，该交流电电压的有效值为______V；
③将变阻箱打到1944Ω，输入图2所示的交变电流，闭合开关，用数字多用表的交流电压挡测得电压为0.900V，此时针筒内水的阻值是______Ω；
④向左缓慢推动活塞，处于50ml时，矿泉水恰好未漫出P小孔。继续推动活塞处于40mL、30mL，…，记录相应数据。该矿泉水的电阻率为______（此结果保留3位有效数字）。
17．如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热汽缸，用质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离，缸内气体温度，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强，活塞横截面积，忽略一切摩擦，重力加速度。现使缸内气体温度缓慢下降，则：
（1）当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度；
（2）当缸内气体温度降至，求物块上升高度；已知整个过程缸内气体内能减小121.2J，求其放出的热量Q。
18．如图所示，一质量，高的平板车静置在光滑水平地面上，其左端静止放置一辆质量大小可忽略的四驱电动玩具小车，右侧同一竖直平面有固定的光滑圆弧轨道AC，轨道半径，圆心角为，左右两端点A、C等高，圆弧最低点B位于水平地面上。紧接C点，有一长的倾斜传送带，上表面DE沿圆弧C点的切线方向，传送带以的速度顺时针运动。玩具小车启动后，恰好能从A点沿AC圆弧切线进入轨道，并最终到达E点后飞离。已知玩具车在平板车和传送带上运动时，均产生自重0.8倍的动力（忽略摩擦阻力和空气阻力），且从C点到D点速度不变。．求：
（1）玩具小车在A点速度大小；
（2）玩具小车在B点受到支持力的大小；
（3）平板车的长度l；
（4）传送带由于运送玩具小车而多输出的机械能。
19．如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy，在第一象限有竖直向下的匀强电场，电场强度为E；在第三象限某区域有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度为B。在电场区域内有一系列质量为m、电荷量为q的带正电的离子源，可持续沿水平向左发射速度为的离子，所有离子均从O点进入第三象限的磁场中，后均进入第四象限。离子在第三象限时均在磁场内运动。不计离子的重力和相互间作用。
（1）离子源在匀强电场中分布的坐标y和x间的关系；
（2）若离子源连续分布，当离子源的坐标最大值为时，求第三象限磁场区域的最小面积；
（3）在（2）间的基础上，若在第四象限的空间内加一沿x轴正方向的大小未知的匀强磁场，则从点进入电场的粒子，在磁场中运动轨迹最高点的y坐标恰好为0，求轨迹经过时对应的x坐标的可能取值。
20．如图所示是两组固定的间距皆为d的平行金属导轨（倾角为30°的abce和光滑水平桌面上的fghj），两者在e、b两点绝缘但平滑连接。abce处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，ac间接一阻值为R的电阻。fh间接一恒流源（电流大小恒为I且方向如圆圈中箭头所示），fghj所在的正方形区域kpqn处于另一磁场中。正方形金属线框水平放置在fg、hj间，左侧紧靠pq。线框右侧水平导轨间有一个长度为的区域，处于竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。将质量为m、电阻为R的导体棒A从倾斜导轨上某一位置静止释放，其在到达be前已达稳定速度。A始终与导轨垂直且接触良好，经过kpqn时磁场方向水平向左、磁感应强度大小（x为A到kn的距离）。已知线框质量为3m、边长为、自感系数为L，不计线框电阻；A与线框发生弹性碰撞后即撤出导轨区域。除kp、nq两段导轨动摩擦因数为外，其余部分皆光滑。求：
（1）倾斜导轨所处磁场的磁感应强度大小；
（2）A经过区域kpqn过程中摩擦产生的热量Q；
（3）线框出磁场时的速度大小。
参考答案：
1．D
【详解】ABC．发电机、变压器、无线充电的原理都是电磁感应现象，故ABC错误；
D．质谱仪的工作原理是带电粒子在磁场中运动，与其它几项工作原理不同，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．“光子说”是爱因斯坦提出的，A错误；
B．量子理论是描述微观世界的理论，波粒二象性是描述微观粒子既能表现出波动性，也能表现出粒子性，两者都是描述微观世界的理论，不矛盾，B错误；
C．波尔是第一个将“量子”概念引入原子领域的科学家，并且提出了定态和能级的概念，C正确
D．提出能量是量子化的人是普朗克，D错误。
故选C。
3．C
【详解】AB．国际单位制中的七个基本单位是m、s、kg、K、A、cd、ml；韦伯（Wb）、牛顿（N）、库伦（C）不是国际单位制中的基本单位，故AB错误；
CD．根据可得
故C正确、D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．两运动员在交接的过程中，系统所受合力矢量和为零，系统动量守恒，故两运动员的总动量守恒，故A错误；
B．后方运动员推前方运动员，推力对两运动员都做正功，故两运动员的总机械能增加，故B错误；
C．两运动员受到的推力为相互作用力，力的作用时间相同，每个运动员所受推力的冲量大小相同。故C正确；
D．系统动量守恒，两个运动员的动量变化量等大反向，动量变化不相同，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．清晨的露珠格外明亮是由于露珠内部发生了全反射，经过多次全反射进入人眼，所以看起来格外明亮，故A错误；
B．由于表面张力的作用露珠呈球形，由于露珠受重力，所以呈椭球形，故B错误；
C．水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝，故C正确；
D．不同的水珠之间靠引力相互吸引，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．电场线从正电荷出发指向负电荷或无穷远处，或由无穷远处指向负电荷，为不闭合曲线，而图中曲线闭合，则其不是电场线，故A错误；
B．法拉第对电流周围磁力线的描述的研究启发了麦克斯韦提出完整的经典电磁场理论，故B错误；
C．如果一个带有圆锥尖的铜棒与一块钢板之间间隔几毫米，此时加上几千伏特的电压，铜棒与钢板之间的空气层周围会产生强电场，而空气分子会在强电场的作用下发生碰撞从而电离，形成电流，空气被击穿，故C正确；
D．赫兹的电火花实验现象说明了电能生磁，磁能生电，电磁之间存在能量的转化，电磁波是具有能量的，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．因滑片向右调节滑动变阻器的滑片P，可使电流表的示数为零，此时光电管加反向电压，则光电管右端电势高，则电源右端为正极，故A错误；
C．根据
可得
换用不同的光照射逸出功更大的金属时，所得到的关系图像与横轴的截距较大，但是直线斜率相同，故C错误；
B．氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子能量小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子能量，根据可知，氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子频率小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子频率，而根据爱因斯坦的光电效应方程
可知
故B错误；
D．滑片P初始位置应该是在中间，此时加在光电管上的电压为零，P左滑的过程中，光电管所加的正向电压变大，形成的光电流逐渐增大，当达到饱和电流后电流不再变，因此可知电流表的示数先增加后不变，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】A．题图a中绳对滑轮的作用力如图
由几何关系可知
由牛顿第三定律可知，BC杆对滑轮的作用力大小为Mg，A正确；
B．题图b中G点的受力情况如图
由图可得，B错误；
CD．由图可得
则，CD错误。
故选A。
9．D
【详解】A．根据光的干涉知识分析可知，“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后相消，是干涉现象形成，不是属于衍射现象，故A错误；
B．“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不相同，故B错误；
C．由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C错误；
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】A．设等势圆的半径为R，AN距离为x，MN距离为L，如图所示，根据
结合电势叠加原理，A、S满足
解得
由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势
可知T点电场方向指向O点，故A错误；
B．M点的电荷电荷在P点产生的电势为正，若移去M点的电荷，则P点的电势降低，故B正确；
C．左边正电荷在M右侧电场强度水平向右，右边负电荷在MN间电场强度水平向右，根据电场的叠加可知MN间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知P点电势高于等势面与MN交点处电势，则P点电势高于T点电势，将正试探电荷从T点移到P点，电势升高，静电力做负功，故C错误；
D．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在N左侧电场强度不可能为零，假设N右侧与N距离为d处电场强度为零，设，有
方程有唯一解，可知除无穷远处外，MN附近电场强度为零的点只有一个，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】A．弹丸垂直打在斜坡上的A点时，设竖直方向的速度为，在A点进行运动的合成与分解，如图所示
根据
物资落到A点的时间为
故A错误；
B．物资弹出的位置离落地点的水平距离为
故B正确；
C．若其他条件不变，弹出位置改为O点的正下方，相当于将图中轨迹向下平移，速度沿切线方向，可知，不可能垂直打在斜面上，故C错误；
D．若其他条件不变，弹出的初速度减小，与落在A点比较，相同时间会落到A点所在水平面左侧，可知最终会落在A点下方，竖直方向
可知时间变长，故D错误。
故选B。
12．B
【详解】A．由题意可知，只剩下a光从顶部射出时，b光发生全反射，而a光没发生全反射，可知b光临界角比a光小，根据
可知b光的折射率比a光的大，根据
可知在此透光材料中b光的传播速度小于a光的传播速度，故A错误；
B．只剩下a光从顶部射出时，如图所示，由题意可知
可得
则
在中，由正弦定理得光发生全反射有
此透光材料对b光的折射率为
故B正确；
C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为
故C错误；
D．b光的折射率比a光的大，b光的频率比a光的大，则b光的波长比a光的小，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，则同一装置用a、b光做单缝衍射实验，a光的衍射现象更加明显，故D错误。
故选B。
13．D
【详解】A．矩形线圈绕垂直磁场的轴匀速转动的周期为，则角速度为
变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为
故A错误；
B．在时，线圈内磁通量变化率为零，穿过该矩形线圈的磁通量最大，不为零，故B错误；
C．处温度升高时，阻值减小，总电阻减小，变压器原副线圈匝数比不变，则副线圈两端电压不变，副线圈总电流增大，电阻R两端电压增大，热敏电阻两端的电压减小，电压表的示数减小，电压表为原线圈两端电压，保持不变，则处温度升高时，电压表、的示数之比增大，故C错误；
D．处温度升高时，阻值减小，总电阻减小，副线圈总电流增大，电流表示数变大，变压器输出功率变大，由于变压器输入功率等于输出功率，则变压器输入功率变大，故D正确。
故选D。
14．BD
【详解】A．动圈式扬声器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，故A错误；
B．荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不能浸润荷叶，故B正确；
C．石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于非晶体，故C错误；
D．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故D正确。
故选BD。
15．CD
【详解】A．假设只有波源时，因波速，此波传到处需要时间为
因周期，则处的质点又振动了
可知质点，在时刻处在波峰，即位移是3cm，同理可知波源存在时，传到需要时间是
质点又振动了
即得质点在时刻也处在波峰，则位移是，A错误；
B．该波的波长为
在和区域则有，各点到两波源的距离之差
即是波长的整数倍，波源和的振动步调相反，因此各点都是振动减弱点，B错误；
C．在x轴上，区间，中间位置是点，点左侧各点到两波源的距离之差，因此有
即这样的加强点共有5个，分别为，同理，由对称性，右侧也有5个加强点，因此区间内一共有10个振动的加强点，C正确；
D．以波源为圆心，分别以半径4.8m和5.2m画圆，如图所示，则在这两个圆周上，Q点到两波源的距离之差最小，则有
点到两波源的距离之差最小
P点到两波源的距离之差最大为
点到两波源的距离之差最大为
则在这两个圆周上，振动的加强点的个数相等，D正确。
故选CD。
16．（1）B （2）1.5 1296 22.5
【详解】（1）A．根据“+进-出”规律，测量时电流从“+”插孔流回电表，从“-”插孔流出电表，故A错误；
B．若不能估计被测电阻大小，可先用中等率试测，若指针偏转较大，换小倍率，若指针偏转较小，换用大倍率，故B正确；
C．欧姆表刻线从左到右逐渐变稀疏，读数等于刻线示数与倍率的乘积，可知，选择“”倍率测量时发现指针位于20和30正中间，则刻线示数小于25，即测量值小于250Ω，故C错误。
故选B。
（2）[1]图中交流电的大小不变，始终为1.5V，方向发生变化，可知，该交流电的电压的有效值为1.5V；
[2]根据电路图可知，通过电阻箱的电流与通过针筒内水的电流近似相等，则有
解得
[3]根据电阻的决定式有
其中
结合上述解得
17．（1）291K；（2）4cm，160J
【详解】（1）初始时，对活塞
解得
当物块对地面无压力时，对活塞有
解得
对气体，由等容变化可得
解得
（2）对气体，由等压变化可得
即
解得
整个降温压缩过程活塞对气体做功为
根据热力学第一定律
解得
即放出热量160J。
18．（1）5m/s；（2）6.8N；（3）1.2m；（4）0.96J
【详解】（1）小车离开平板车后，做平抛运动，在A点的速度为，竖直方向有
解得
（2）从A到B由动能定理
在B点由牛顿第二定律
解得
（3）小车在平板车上做匀加速运动的加速度为，位移为，则由牛顿定律
由运动方程
解得
小车和平板车满足平均动量守恒
解得
平板车的长度为
（4）小车在传送带上做匀加速运动，则由牛顿第二定律可知
解得
由运动公式
以及
解得
（另一解舍掉）在时间t内，传送带上某点对地位移
传送带由于运送小车克服小车对其的静摩擦力做功为
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）离子做类平抛运动有
联立解得
（2）如图
设距离为d，水平向左过O点的粒子，在第三象限磁场区域的半径为。从时出的粒子在第三象限磁场区域的半径为，根据几何关系有
则轨迹也过点，在第三象限
则第三象限磁场区域的最小面积
（3）如图
离子做类平抛运动时有
在第四象限半径
则轨迹经过的时间
联立有
则对应的x坐标
20．（1）；（2）；（3）若，则线框向左出磁场，速度大小为；若，则线框向右出磁场，速度大小为
【详解】（1）导体棒在到达be前已达稳定速度，根据受力平衡可得
又
联立解得
（2）A经过区域kpqn过程中，受到的支持力为
受到的摩擦力为
可知阻力与x满足线性关系，则摩擦生热为
（3）根据动能定理可得
解得导体棒离开区域kpqn时的速度为
导体棒与线框发生弹性碰撞，则有
解得弹性碰撞后，框的速度为
根据
可得
则有
可得线框受到的安培力为
若线框刚好从右侧穿过磁场，则有
解得
若，则线框向左出磁场，速度大小为；
若，则线框向右出磁场，根据动能定理可得
解得