2022_2023学年浙江省杭州市多校高二（下）期中联考物理试卷（含解析）

2022~2023学年浙江省杭州市多校高二（下）期中联考物理试卷
一、单选题（本大题共13小题，共52分）
1. 为了纪念物理学家做出的突出贡献，物理学中常把一些物理学家的名字规定为物理量的单位，在国际单位制中，下列单位所对应的物理量属于基本物理量的是( )
A. 牛顿 B. 瓦特 C. 安培 D. 欧姆
2. 万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立周年阅兵式上，受阅方队军容严整、精神抖擞，依次通过天安门，接受祖国和人民的检阅，出色地完成了受阅任务。如图为战旗方队以同一速度通过天安门广场时的精彩场面，在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 以战旗旗杆为参考系，战旗方队车辆是静止的
B. 以战旗方队车辆为参考系，天安门城楼是静止的
C. 以该方队的领队车辆为参考系，该方队的其他车辆是运动的
D. 以地面为参考系，战旗是静止的
3. 通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率，原线圈的电压保持不变，输电线路的总电阻为当副线圈与原线圈的匝数比为时，线路损耗的电功率为，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到，线路损耗的电功率为，则和分别为( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
4. 如图甲所示，检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异时，用精密工艺制造的一个精度很高的平面玻璃板样板，放在被检查平面上面，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被检查平面之间形成一个楔形空气膜。用单色光从上面照射，若被检查平面是平整的，会看到图乙所示的条纹。上述检测主要利用了( )
A. 光的干涉 B. 光的衍射 C. 光的偏振 D. 光的粒子性
5. 质量为的小明站在电梯中的“体重计”上，当电梯竖直向下运动经过楼时，“体重计”示数为，如图所示。重力加速度取此时小明处于( )
A. 超重状态，对“体重计”压力为 B. 超重状态，对“体重计”压力为
C. 失重状态，对“体重计”压力为 D. 失重状态，对“体重计”压力为
6. 搭载月球车和着陆器如图甲的嫦娥三号月球探测器从西昌卫星发射中心升空，飞行约后，常娥三号进入如图乙所示的地月转移轨道，为入口点，为出口点，嫦娥三号在点经过近月制动，进入距离月面公里的环月圆轨道，其运行的周期为；然后择机在月球虹湾地区实行软着陆，展开月面巡视勘察．若以表示月球半径，忽略月球自转及地球对它的影响．下列说法正确的是( )
A. 携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中一直处于失重状态
B. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为
C. 月球的第一宇宙速度为
D. 由于月球表面重力加速度较小，故月球车在月球上执行巡视探测任务时处于失重状态
7. 不计电阻的两组线圈和分别绕在铁芯上，相互靠近如图所示放置，两线圈匝数之比为：，图中为电容器，和为理想电压表。若端输入按正弦规律变化的电压，以下说法正确的是( )
A. 两线圈中电流均为
B. 电容器消耗的功率等于端的输入功率
C. 电压表和的读数之比为
D. 将一闭合导线框置于电容器两极板之间，线框中可能会产生电流
8. 如图所示是调谐质量阻尼器的结构，将这种阻尼器安装在需要振动控制的主结构上，当主结构在外力作用下振动时，会带动阻尼器一起振动，当满足一定条件时，阻尼器的弹性力与外力的方向相反，会抵消一部分外力。关于调谐质量阻尼器，下列说法正确的是( )
A. 其工作原理是共振的利用
B. 其振动一定是简谐运动
C. 其振动频率一定与外力的频率相等
D. 质量块变化时，其随驱动力振动的频率也会跟着发生变化
9. 如图所示的“微公交”是用蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。若车上蓄电池输出电压为，电池容量为，电动机额定电压为，额定功率为，则( )
A. 电动机在额定电压下工作时，额定电流为
B. 蓄电池充满电时能储存的能
C. 蓄电池充满电后供电动机正常工作的时间肯定小于
D. 电动机在额定电压下工作，流过的电荷量为
10. 如图所示半圆形玻璃砖，圆心为，半径为。某单色光由空气从边界的中点垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过点，空气中的光速可认为是，则( )
A. 该玻璃对此单色光的临界角为 B. 该玻璃对此单色光的折射率为
C. 光从传到的时间为 D. 玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化
11. 小型手摇发电机线圈共匝，每匝可简化为矩形线圈，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴，线圈绕匀速转动，如图所示。矩形线圈边和边产生的感应电动势的最大值都为，不计线圈电阻，则发电机输出电压
A. 峰值是 B. 峰值是 C. 有效值是 D. 有效值是
12. 如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是( )
A. 仅减小电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
C. 仅减小励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
D. 仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期变大
13. 如图所示，在轴上和处分别固定电荷量大小均为的两个点电荷，它们在轴上形成的电势分布情况如图中曲线所示，呈对称分布，在处曲线的切线与轴平行。取无穷远处电势为，静电力常量为。下列说法正确的是( )
A. 这两个点电荷是异种电荷
B. 在处电势和电场强度都不为
C. 把电子从处移到处电势能先增大后减小
D. 处的电场强度为且指向轴正方向
二、多选题（本大题共2小题，共8分）
14. 下列关于分子动理论知识，说法正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若水面上痱子粉撒得较多，实验测得的结果将偏大
B. 图乙折线显示的是液体分子永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动
C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态时的温度比状态、时都高
D. 图丁为分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的关系图线，其中表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线，表示分子势能随分子间距离的变化关系图线
15. 如图所示，位于、两点处的两波源相距，在、两点间连线上有一点，。时，两波源同时开始振动，振动图象均如图所示，产生的两列横波沿连线相向传播，波在间的均匀介质中传播的速度为。下列说法正确的是( )
A. 时，点处的波源产生的第一个波峰到达点
B. 两列波在点叠加后，点的振动是减弱的
C. 在到内，点运动的路程为
D. 、两点间除、两点外振幅为的质点有个
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
16. 某同学设计了如图所示实验装置探究向心力与质量、半径的关系。水平杆光滑，竖直杆与水平杆铰合在一起，相互垂直，绕过定滑轮的细线两端分别与物块和力传感器连接。忽略细线与定滑轮间的摩擦
探究向心力与质量关系时，让物块、的质量不同，测出物块、的质量分别为、，使物块到竖直轴距离________填“相同”或“不同”，转动竖直杆，测出不同角速度下两个力传感器的示数、。反复实验测出多组、，作出图像，如果作出的图像是过原点的斜线，且图像的斜率等于________，则表明在此实验过程中向心力与质量成正比。
该实验过程中采用的实验方法是________。
A.理想实验法 等效替代法 控制变量法
17. 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：
A.被测干电池一节
B.电流表：量程，内阻
C.电流表：量程，内阻约为
D.电压表：量程，内阻未知
E.电压表：量程，内阻未知
F.滑动变阻器：，
G.滑动变阻器：，
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
在上述器材中请选择适当的器材：、___、___、___、填写选项前的字母；
实验电路图应选择下图中的___________填“甲”或“乙”；
根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势___________，内电阻___________。
四、计算题（本大题共4小题，共34分）
18. 如图所示，水平地面与一竖直光滑半圆轨道平滑连接，半圆轨道半径为，点为半圆轨道的最低点，在水平地面上有一质量为的小物块，小物块在大小为力恒力的作用下从静止开始沿水平面运动，与水平方向夹角，小物块与地面的动摩擦因数，作用撤去后，小滑块又向前滑行到达点，重力加速度，小滑块经过两轨道相连处无能量损失，，。
求小滑块在点受到的支持力大小；
通过计算判定小滑块能否达到半圆轨道的最高点。
19. 如图所示，质量为的铁块与轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在光滑斜面底端固定的挡板上，斜面倾角，铁块静止时，弹簧的压缩量。一质量也为的物块从斜面上距离铁块的处由静止释放，物块与铁块相撞后立刻与铁块一起沿斜面向下运动碰撞时间极短，物块与铁块不粘连，它们到达最低点后又沿斜面向上运动，且它们恰能回到点。若给物块的初速度，仍从处沿斜面滑下，则最终物块与铁块回到点时，还具有向上的速度。物块与铁块均可看作质点，取，求：
第一种情形中物块与铁块相撞后一起开始沿斜面向下运动的速度大小；
第二种情形中物块与铁块回到点时的速度大小。
20. 如图所示，空间分布着方向平行于纸面、宽度为的水平匀强电场。在紧靠电场右侧半径为的圆形区域内，分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为、电荷量为的粒子从左极板上点由静止释放后，在点离开加速电场，并以速度沿半径方向射入匀强磁场区域，然后从点射出。两点间的圆心角，粒子重力可忽略不计。
求加速电场板间电压的大小；
求粒子在匀强磁场中运动时间的大小；
若仅将该圆形区域的磁场改为平行于纸面的匀强电场，如图所示，带电粒子垂直射入该电场后仍然从点射出。求粒子从点运动到点过程中，动能的增加量的大小。
21. 平行直导轨由水平部分和倾斜部分组成，导轨间距，是分界线，倾斜部分倾角，左侧有磁感应强度大小为、垂直于水平面的匀强磁场，右侧有垂直斜面向下、磁感应强度大小也为的匀强磁场，如图甲所示。质量均为、电阻值均为的两根金属细杆和垂直放在该导轨上，其中杆光滑，杆与导轨间的动摩擦因数，导轨底端接有的电阻，导轨电阻不计。开始时、杆均静止于导轨上，现对杆施加一水平向左的恒力，使其向左运动，当杆向左加速运动的时间为时开始做匀速直线运动，此时杆刚要开始沿斜面向上运动仍保持静止，再经撤去外力，最后杆静止在水平导轨上。整个过程中电阻产生的热量。撤去后，杆减速过程图像如图乙，横轴表示时间，纵轴表示任意时刻杆速度与刚撤去时速度的比值。取
判断磁场的方向；并求刚撤去外力时杆两端的电势差；
求杆从开始运动到最后静止的总位移大小；
求加速过程的时间，并判断撤去后图乙中和的大小关系无需证明。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
明确基本单位的定义，根据各个物理量的单位，分析是否是用物理学家的名字命名的。
该题考查单位制，解决本题的关键熟记单位制中的七个基本单位以及对应的物理量。
【解答】
在国际单位制中，基本物理量的单位有：米、秒、千克、安培、开尔文、摩尔、坎德拉，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
研究物体的运动情况时，首先要选取一个物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物。本题研究物体运动情况是怎样的，就看它与所选参照物的位置是否变化，据此对各个选项逐一进行分析即可做出选择。
此题与我国国庆阅兵结合，在解答此题的同时可以使学生很好的激发学生的爱国主义精神，增强民族自豪感，符合新课程理念，是一道较为典型的好题。
【解答】
A.以战旗旗杆为参考系，战旗方队车辆是静止的，故A正确；
B.以战旗方队车辆为参考系，天安门城楼是运动的，故B错误；
C.以该方队的领队车辆为参考系，该方队的其他车辆是静止的，故C错误；
D.以地面为参考系，战旗是运动的，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，变压器不改变功率，由求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率。
对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率。
【解答】
当副线圈与原线圈的匝数比为时，输电电压为，输送功率，所以；
当副线圈与原线圈的匝数比为时，输电电压为，输送功率，所以，，故C正确；
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题以生活实践情境为切入点，以薄膜干涉的应用为情境载体，考查干涉等知识，解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，属于基础题。
【解答】
空气薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的， A正确。
5.【答案】
【解析】解：小明的重力；
由图可知，此时体重计示数为，故说明对体重计的压力为，此时压力大小大于本身的重力大小，人处于超重状态，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据明确小明的重力，再由图确定压力大小，从而确定小明的状态。
明确超重和失重的定义，知道超重对应物体加速度向上；失重对应物体加速度向下；超重时压力大于重力，而失重时，压力小于重力，但重力不变。
6.【答案】
【解析】解：、携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中，先加速下降再减速下降，故先失重再超重，故A错误。
B、嫦娥三号在点经过近月制动，进入距离月面公里的环月圆轨道，根据万有引力提供向心力
在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，由以上两式可得重力加速度为，故B正确。
C、月球的第一宇宙速度就是近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力，得，故C错误。
D、月球表面重力加速度较小，说明在月球表面受到的重力小于地面上，而超重失重是指弹力和重力大小关系，故D错误；
故选：。
携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中，先加速下降再减速下降，故先失重再超重．根据万有引力提供向心力，重力等于万有引力，联立解得物体在月球表面自由下落的加速度．月球的第一宇宙速度就是近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力，代入数据化简可得第一宇宙速度．
本题要知道嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约等于月球的第一宇宙速度，根据第一宇宙速度的表达式计算月球的第一宇宙速度．
7.【答案】
【解析】解：、电容“通交流、隔直流”，所以若端输入按正弦规律变化的电压，通过电容器的电流不为零、则原线圈的电流也不为零，故A错误；
、由于该变压器不是理想变压器，存在着漏磁，所以电容器消耗的功率不等于端的输入功率，电压表和的读数之比不等于匝数之比，故BC错误；
D、由于电容器之间的电场是周期性变化的电场，所以将一闭合导线框置于电容器两极板之间，线框中可能会产生电流，故D正确。
故选：。
变压器是关键互感现象制成的，根据电容“通交流、隔直流”结合变压器的工作原理进行分析；由于电容器之间的电场是周期性变化的电场，根据电磁场理论进行分析选项。
本题主要是考查变压器的原理，知道变压器是根据互感现象组成的，如果是理想变压器，则电压之比等于匝数之比，该题中的变压器不是理想变压器，分析时要考虑到漏磁。
8.【答案】
【解析】A.调谐质量阻尼器作用是防止共振，故A错误；
B.调谐质量阻尼器的振动是受迫振动，不一定是简谐运动，故B错误；
做受迫振动的物体，其振动频率等于驱动力频率，与固有频率无关，故D错误，C正确。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
已知电动机额定功率和额定电压，利用公式得到以额定电压工作时的额定电流；
已知蓄电池电压和容量，利用公式得到充足一次电可储存的电能；
已知蓄电池充足一次电储存的电能，和电动机的额定功率，可以得到以额定功率行驶的时间；
已知电动机在额定电压下的工作电流和时间可以得到流过电动机的电荷量．
此题考查的是我们对电功率、电能有关公式的掌握和应用，是一道电学综合题，掌握基本公式，是解答此类问题的关键．
【解答】
A、根据电功率的公式：，则电动机在额定电压下工作时的额定电流为：；故A错误；
B、蓄电池充满电时可储存的电能为：；故B错误；
C、蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作的时间：，因实际肯定不可能用完，故C正确；
D、电动机在额定电压下工作，流过的电量为：C.故D错误；
故选：．
10.【答案】
【解析】B.作出如图所示光路图，
由几何关系入射角为，折射角为，由折射定律，B正确；
A.临界角的正弦值，A错误；
C.光在玻璃中的传播速度为，光在玻璃中的传播时间为，C错误；
D.玻璃的临界角与入射角无关，D错误。
故选B。
11.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查交流电的产生，理解线圈旋转切割磁感线可以产生感应电动势。熟知交流电峰值与有效值关系是解决本题的关键。
【解答】
由题意可知，线圈边和边产生的感应电动势的最大值都为，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为，又因为发电机线圈共匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为，故选项 A、B错误
又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，，即有效值是 ，故选项C错误选项D正确。
故选D。
12.【答案】
【解析】解：电子在加速电场中加速，由动能定理有：
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：
联立解得：
周期为：
由可得，减小电子枪加速电压，电子束的轨道半径变小；增大电子枪加速电压，周期不变。故A正确，B错误；
同理可得减小励磁线圈中的电流，电流产生的磁场减弱，则电子束的轨道半径变大；仅增大励磁线圈的电流，由可知周期变小。故CD错误。
故选：。
电子在电子枪里做加速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动；电流周围的磁场与电流强度的大小有关，电流强度越大，则磁场越强；根据周期公式分析电子束的周期的变化。
本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键，知道带电粒子在电场中加速而在磁场中偏转做圆周运动，明确周期公式和半径公式的推导过程和应用．
13.【答案】
【解析】A.由图可知，电势均为正值，则两个点电荷均为正电荷，A错误；
B.电势不为零，由场强叠加原理可知，该处场强为，B错误；
C.把电子从处移到处，电势先降低再升高，由于电子带负电，则电势能先增大后减小，C正确；
D.处的场强为，指向轴负方向，D错误。
故选C。
14.【答案】
【解析】A.若水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜面积偏小，测得油膜分子直径偏大，A正确；
B.折线显示的是固体小颗粒的无规则运动每隔一定时间的位置连线，B错误；
C.温度越高，速率大的分子占比越大，则状态的温度比状态、高，C正确；
D.当分子间距等于时，引力等于斥力，合力为零，而此时分子间的分子势能最小，所以表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线，表示分子势能随分子间距离的变化关系图线，D正确。
故选ACD。
15.【答案】
【解析】
【分析】
由题意确定点的振动方向，从而确定点振动至波峰用时；由振动图象确定周期，再根据波速公式即可确定波长大小，再根据路程差与波长的关系确定点是否加强；再根据点的振动时间确定振动周期，从而确定路程；振动加强的质点振幅为，根据波程差确定有几个振动点强点。
对于简谐波的相关问题，一般通过波形图求得振幅、波长或由振动图得到振幅、周期，再根据传播方向得到某质点的振动图或波形图，进而得到各质点的振动情况。
【解答】
A.由题意知点处的波源在时向上振动，波传到点所用时间为，点向上振动形成波峰用时为，故，故A正确；
B.由振动图象可知振动周期为，又，可得波长，两波源到点的波程差为，等于一个波长，故点的振动是加强的，故B错误；
C.点处的波源产生的波传播到点所用时间为，点处的波源产生的波传播到点所用时间为，时，点已振动的时间为，等于，故点运动的路程为，故C错误；
D.振动加强的质点振幅为，两波源到振动加强点的波程差为整数，设振动加强点到点的距离为，则到点的距离为，，即，当、、、、时，、、、、，共个点，故D正确。
故选：。
16.【答案】相同 ，

【解析】
【分析】
由控制变量法判断得解；由向心力表达式解得的关系，由此得解；
由该实验的思想方法得解。
本题主要考查探究向心力与质量、半径的关系的实验，熟悉实验原理及操作是解题的关键，难度一般。
【解答】
由实验的实验过程及实验目的可知，该实验应采用控制变量法，故探究向心力与质量关系时，应使物块到竖直轴距离相同；
由向心力表达式可得：，，由于二者角速度、半径均相同，故可得：，即：图像的斜率为：，则表明在此实验过程中向心力与质量成正比；
由实验的实验过程及实验目的可知，该实验应采用控制变量法，故C正确。
17.【答案】；
甲；
；
【解析】
【分析】
实验中要能保证安全和准确性选择电表；
由实验原理和电流表内阻已知可得出电路原理图；
由闭合电路欧姆定律及图像可得出电动势和内电阻。
本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；由图象得出电动势和内电阻。
【解答】
本实验中必选的仪器有：被测干电池一节；开关、导线若干；因电流表内阻已知，故选B；因一节干电池电源电动势约为，电压表选择量程，故选D；滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F；
因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲；
根据闭合电路欧姆定律，变形得：，由图可知，电源的电动势；内电阻。
故答案为：；
甲；
；。
18.【答案】解：
力作用时，对物体受力分析并把沿水平和竖直方向分解：
竖直方向：
水平方向：
联立以上两式解得：
撤去时的速度
撤去后，由牛顿第二定律得：
物块做匀减速直线运动，由
解得：
在点，由牛顿第二定律得：
解得；
滑块恰能滑到最高点，速度满足，
假设滑块能上升到最高点，由动能定理得：
解得：，故物块恰好上升到半圆轨道的最高点。
【解析】本题考查了多过程的匀变速直线运动与竖直面内圆周运动的结合，解题的关键是对物块受力分析后，确定物体的运动状态，求出加速度，运用运动学公式求出到达点的速度，再根据圆周运动的知识进行求解，难度不大。
分析撤去之前的受力，求出加速度，求出此时的速度，再分析撤去后的受力，求出加速度，运用运动学公式求出到达点时的速度，再利用牛顿第二定律即可求出所求；
假设滑块能上升到半圆轨道的最高点，应用动能定理求出到达最高点的速度，与临界速度进行比较即可得出结论。
19.【答案】设第一种情形中物块与铁块碰撞时的速度为，对物块由动能定理得
设表示物块与铁块碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，它们的动量守恒，有
联立代入数据解得
刚碰完时弹簧的弹性势能为，从它们碰后至又返回点的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，机械能守恒，有
设第二种情形中物块与铁块碰撞时的速度为，对物块由动能定理得
设表示物块与铁块碰撞后一起开始向下运动的速度，则由动量守恒有
刚碰完时弹簧的弹性势能仍为，设物块与铁块回到点时的速度为，从它们碰后至又返回点的过程中机械能守恒，有
联立解得

【解析】本题是一道力学综合题，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用动能定理、动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题。
20.【答案】解：粒子在匀强电场中加速的过程，根据动能定理有：
解得：
粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，粒子在磁场中运动的半径：
粒子在匀强磁场中运动时间的大小：
粒子在偏转电场中做匀加速曲线运动，运动轨迹如图所示，
根据运动的合成分解及几何关系，在方向有：
在方向有：
根据牛顿第二定律有：
联立解得：
则粒子从点运动到点过程中，动能的增加量：
答：加速电场板间电压的大小为；
粒子在匀强磁场中运动时间为；
粒子从点运动到点过程中，动能的增加量的大小为。
【解析】粒子在加速电场运动过程中，由动能定理求加速电场板间电压的大小；
根据题意可作出粒子运动轨迹，由几何关系可求出粒子在磁场中运动的轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度，根据周期公式求解粒子在磁场中运动的时间；
粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律结合几何关系可求出电场强度，根据动能定理求出动能增量的大小。
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间；对于带电粒子在电场中运动时，一般是按类平抛运动或匀变速直线运动的规律进行解答。
21.【答案】解：由题意可知，当杆向左加速运动的时间为时开始做匀速直线运动，此时杆刚要开始沿斜面向上运动仍保持静止，可知受到沿斜面向上的安培力，由左手定则可知，流经的电流由到，则流经的电流由到，由右手定则可知，匀强磁场的方向竖直向下。
对杆，由平衡条件可知受到的安培力，
可得，
解得，
由欧姆定律可得，
因点电势高于点，因此则有；
电路的总电阻为，
电路的总电流为，可知流经的电流为，则有杆产生的感应电动势为，
对杆则有，，
杆做匀速直线运动的位移为，
回路中产生的焦耳热，
由平衡条件可知，
由功能原理可得，
代入数据可得，
解得杆加速运动的位移为，
由题意可知杆加速过程与减速过程位移大小相等，则有杆从开始运动到最后静止的总位移大小为；
由动量定理可得
又有
联立可得
撤去后图乙中，证明如下：
由牛顿第二定律可得
则有
设时刻的速度为，则有
所以有，故有

【解析】见答案
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