河南省百師聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期12月期中物理試題_第1頁(yè)
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物理試題注意事項(xiàng):1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑,如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?;卮鸱沁x擇題時(shí),將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回??荚嚂r(shí)間為75分鐘,滿分100分一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.交流發(fā)電機(jī)的線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交變電流,其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.t=0時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大 B.t=0.005s時(shí),線圈位于中性面C.t=0.005s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零 D.發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50rad/s【答案】C【解析】【詳解】A.t=0時(shí),由題圖可知,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,則穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為0,故A錯(cuò)誤;BC.t=0.005s時(shí),由題圖可知,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大,穿過(guò)線圈的磁通量為零,線圈位于與中性面垂直的位置,故B錯(cuò)誤,C正確;D.由題圖可知,周期為T=0.02s,發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示,質(zhì)量為、長(zhǎng)為的直導(dǎo)體棒用兩絕緣細(xì)線懸掛于、,并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以如圖所示的電流,導(dǎo)體棒保持靜止時(shí),懸線與豎直方向的夾角為,現(xiàn)通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使懸線與豎直方向的夾角從緩慢變?yōu)?。在這一過(guò)程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉?lái)的()A.2倍 B.倍 C.倍 D.3倍【答案】D【解析】【詳解】懸線與豎直方向夾角為時(shí),則有解得夾角為時(shí),同理可得則有故選D。3.如圖,一正方形金屬線圈用絕緣細(xì)繩懸掛于O點(diǎn),線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中。某段時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直線圈平面向里,大小隨時(shí)間均勻增大,繩子始終保持繃緊狀態(tài)。這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是()A.金屬線圈中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.金屬線圈中電流大小逐漸增大C.金屬線圈受到的安培力大小逐漸增大 D.繩子受到的拉力大小逐漸增大【答案】C【解析】【詳解】A.由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直線圈平面向里,大小隨時(shí)間均勻增大,根據(jù)楞次定律可知,金屬線圈中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍蔄錯(cuò)誤;B.由法拉第電磁感應(yīng)定律有由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間均勻增大,則感應(yīng)電流大小不變,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)感應(yīng)電流I大小不變,L不變,B增大,可知金屬線圈受到安培力將增大,故C正確;D.根據(jù)平衡條件可得由于安培力F增大,則繩子受到拉力減小,故D錯(cuò)誤。故選C。4.真空中有一正三角形ABC,如圖所示,M、N分別為AB、AC的中點(diǎn),在B、C兩點(diǎn)分別固定等量異種點(diǎn)電荷,其中B點(diǎn)固定負(fù)電荷,C點(diǎn)固定正電荷。則()A.M點(diǎn)和N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B沿直線從A點(diǎn)到M點(diǎn),電勢(shì)逐漸升高C.將電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電場(chǎng)力一直做負(fù)功D.將電子沿直線從N點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電子的電勢(shì)能逐漸增加【答案】D【解析】【詳解】AB.等量異種電荷的電場(chǎng)分布圖如圖所示由電場(chǎng)線分布圖可知,M點(diǎn)和N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不相同。根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低,可知沿直線從A點(diǎn)到M點(diǎn),電勢(shì)降低故AB錯(cuò)誤;D.將電子沿直線從N點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢(shì)降低,由公式可知將電子沿直線從N點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢(shì)能逐漸增加。故D正確;C.同理,將電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢(shì)升高,電勢(shì)能降低,電場(chǎng)力一直做正功。故C錯(cuò)誤。故選D。5.如圖所示,直線A為某電源的U?I圖線,直線B和C分別為電阻R1和R2的U?I圖線。將該電源分別與R1、R2組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率分別為P1、P2。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該電源的電動(dòng)勢(shì)為6V B.該電源的內(nèi)阻為1ΩC.R1和R2的比值為1∶4 D.P1與P2的比值為1∶1【答案】C【解析】【詳解】AB.根據(jù)U?I圖像中直線A的縱軸截距為該電源的電動(dòng)勢(shì),則電源的電動(dòng)勢(shì)為直線A斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻,則電源的內(nèi)阻為故AB正確,不符合題意;C.由直線B、C可知,定值電阻阻值分別為則故C錯(cuò)誤,符合題意;D.電源的U?I圖像與定值電阻圖像的交點(diǎn)為電阻與電源組成閉合回路時(shí),電路中的電流與路端電壓,故電源與R1組成閉合回路時(shí),電源的輸出功率為電源與R2組成閉合回路時(shí),電源的輸出功率為解得故D正確,不符合題意。故選C。6.如圖所示,在直角坐標(biāo)系中有、、、四點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo)為??臻g中存在方向平行于坐標(biāo)系所在平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),、、三點(diǎn)電勢(shì)分別為1.8V、5V、3.2V,將一電荷量為的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿移動(dòng)到點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為7VB.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為C.該點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能為D.該點(diǎn)電荷從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功為【答案】C【解析】【詳解】A.由于該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),故沿著同一個(gè)方向相同距離電勢(shì)差相等,則有解得故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)強(qiáng)度沿軸方向的分量大小為沿軸方向的分量大小為則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)解得該點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能故C正確;D.該點(diǎn)電荷從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電場(chǎng)力做功故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示,電阻不計(jì)的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距,放在水平絕緣桌面上,半徑為的圓弧軌道處在豎直平面內(nèi)且與水平直導(dǎo)軌在最低點(diǎn)相切,水平直導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒、垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。棒質(zhì)量為、電阻為,棒的質(zhì)量為、電阻為。重力加速度為。開(kāi)始時(shí)棒靜止在水平直導(dǎo)軌上,棒從圓弧頂端無(wú)初速度釋放,進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后與棒始終沒(méi)有接觸并一直向右運(yùn)動(dòng),最后兩棒都離開(kāi)導(dǎo)軌落到地面上。棒與棒落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離之比為。則()A.棒離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度大小為B.棒離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度大小為C.棒在水平導(dǎo)軌上的最大加速度大小為D.兩棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】D【解析】【詳解】AB.設(shè)棒進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí)的速度為,根據(jù)棒從圓弧軌道滑下機(jī)械能守恒有解得離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí),設(shè)棒的速度為,棒的速度為,棒與棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)動(dòng)量守恒兩棒離開(kāi)導(dǎo)軌做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,由平拋運(yùn)動(dòng)水平位移可知聯(lián)立解得AB錯(cuò)誤;C.棒剛進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí),棒受到的安培力最大,此時(shí)它的加速度最大,設(shè)此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為棒受到的安培力根據(jù)牛頓第二定律,棒的最大加速度聯(lián)立解得C錯(cuò)誤;D.根據(jù)能量守恒,兩棒在軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱解得D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。8.目前困擾5G發(fā)展的大難題之一是供電,5G基站系統(tǒng)功耗大,信號(hào)覆蓋半徑小。如圖所示,電壓為100kV的主供電線路為某5G基站供電,基站用電器總功率為4kW,線路電阻為40Ω,線路損耗功率占總功率的20%(變壓器均視為理想變壓器),則()A.輸電線路中的電流為5A B.輸電線路中的電流為2500AC.高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 D.高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為【答案】AD【解析】【詳解】AB.由題意可知,總功率為線路損耗功率為根據(jù)解得故A正確;B錯(cuò)誤;CD.高壓變壓器副線圈兩端的電壓為由解得故C錯(cuò)誤;D正確。故選AD。9.如圖所示,電表均為理想電表,電源內(nèi)阻的大小為,兩燈泡的電阻均為。閉合開(kāi)關(guān),此時(shí),兩燈泡正常發(fā)光,滑動(dòng)變阻器的阻值為。將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),電壓表、示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為、,電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為,則()A.電流表的示數(shù)增大,兩燈泡都變亮 B.電壓表的示數(shù)減小,C.電源的效率增大,電源的總功率減小 D.滑動(dòng)變阻器的功率可能先變大后變小【答案】BC【解析】【詳解】A.將滑片向下滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器阻值變大,電路中的總電阻變大,總電流減小,通過(guò)兩串聯(lián)燈泡的電流減小,兩燈泡逐漸變暗,A錯(cuò)誤;B.電壓表測(cè)量的是路端電壓,電壓表測(cè)量的是燈泡兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可知因?yàn)榭傠娏鳒p小,燈電阻不變,所以的示數(shù)減小,的示數(shù)增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知?jiǎng)t有B正確;C.電源的效率由于外電阻增大,則電源的效率增大,電源的總功率由于電流減小,則總功率減小,C正確;D.由于開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值等于兩燈泡和電源內(nèi)阻之和,則滑動(dòng)變阻器阻值變大時(shí),其功率減小,D錯(cuò)誤。故選BC。10.科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,現(xiàn)代科技發(fā)展與物理學(xué)息息相關(guān),下列關(guān)于磁場(chǎng)與現(xiàn)代科技的說(shuō)法正確的是()A.圖甲是磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,由圖可以判斷出A板是發(fā)電機(jī)的負(fù)極,若只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,則電路中的電流增大B.圖乙是霍爾元件示意圖,若半導(dǎo)體中的載流子為正電荷,則穩(wěn)定時(shí)側(cè)的電勢(shì)高于側(cè)的電勢(shì)C.圖丙是電磁流量計(jì)的示意圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度、管道直徑一定時(shí),流量(單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體體積)正比于、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.圖丁是回旋加速器的示意圖,若只增大加速電壓,則可使粒子獲得的最大動(dòng)能增大【答案】AC【解析】【詳解】A.圖甲是磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,根據(jù)左手定則,可以判斷出A板是發(fā)電機(jī)的負(fù)極,穩(wěn)定時(shí),等離子體所受洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡解得可知,只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,等離子體速度與極板間距不變,則電路中的電動(dòng)勢(shì)增大,即電流增大,故A正確;B.圖乙是霍爾元件的示意圖,若半導(dǎo)體中的載流子為正電荷,根據(jù)左手定則判斷,正電荷向側(cè)偏轉(zhuǎn),則穩(wěn)定時(shí)一定有側(cè)電勢(shì)高于側(cè)電勢(shì),故B錯(cuò)誤;C.圖丙是電磁流量計(jì)的示意圖,穩(wěn)定時(shí),帶電液體受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡解得則有在、一定時(shí),流量正比于、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,故C正確;D.圖丁是回旋加速器的示意圖,由洛倫茲力提供向心力有解得即粒子獲得的最大動(dòng)能與磁場(chǎng)和D形盒的半徑有關(guān),與加速電壓無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選AC。三、非選擇題:本題共5小題,共54分。11.某同學(xué)用電流傳感器做“觀察電容器的充放電”實(shí)驗(yàn),按圖甲所示連接電路。(1)將開(kāi)關(guān)S與1端相連,穩(wěn)定后電容器的上極板帶______(選填“正”或“負(fù)”)電;把開(kāi)關(guān)S擲向2端,通過(guò)電流傳感器的電流方向?yàn)開(kāi)_____(選填“由A到B”或“由B到A”)。(2)開(kāi)關(guān)S擲向2后,電流傳感器采集到電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像可估算出電容器存儲(chǔ)的電荷量為_(kāi)_____C(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)在電容器放電實(shí)驗(yàn)中,接不同的電阻,放電快慢不同。圖丙a、b兩條放電電流的圖像中,對(duì)應(yīng)電阻較大的一條是______(選填“a”或“b”)?!敬鸢浮浚?)①.正②.由B到A(2)(3)b【解析】【小問(wèn)1詳解】[1]將開(kāi)關(guān)S與1端相連,電容器的上極板與電源的正極連接,穩(wěn)定后電容器的上極板帶正電。[2]把開(kāi)關(guān)S擲向2端,電容器通過(guò)電阻放電,負(fù)電荷由A向B運(yùn)動(dòng)形成電流,所以通過(guò)電流傳感器的電流方向?yàn)橛葿到A?!拘?wèn)2詳解】電容器儲(chǔ)存的電荷量【小問(wèn)3詳解】當(dāng)電阻越大,則電容器開(kāi)始時(shí)的最大放電電流越小,放電用的時(shí)間越長(zhǎng),則電阻最大的對(duì)應(yīng)于圖像b。12.某同學(xué)測(cè)一段粗細(xì)均勻的金屬絲ab的電阻率,選用的器材有:電源(電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻很?。╇娏鞅恚砍?~0.6A,內(nèi)阻很?。┒ㄖ惦娮瑁ǎ╅_(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線、金屬夾、多用電表、螺旋測(cè)微器(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)定金屬絲的直徑,如圖甲所示,直徑______mm。(2)用多用電表“×10”檔粗測(cè)金屬絲的電阻,指針如圖乙中虛線所示,則應(yīng)改用______(選填“×1”或“×100”)檔,重新歐姆調(diào)零后再次測(cè)量,指針如圖乙中實(shí)線所示,則測(cè)得金屬絲的電阻______。(3)按圖丙連接實(shí)物。閉合開(kāi)關(guān)S后,將金屬夾從金屬絲的左端a處逐漸向右滑動(dòng),依次記下金屬夾到右端b處的距離x和電流表的示數(shù)I。用測(cè)出的多組數(shù)據(jù)作出圖像,若圖像為直線,其斜率為k,不考慮溫度的變化,則金屬絲的電阻率______(用k、d、E、R及相關(guān)常數(shù)表示)。(4)若考慮電流表內(nèi)阻的影響,則金屬絲電阻率的測(cè)量值與實(shí)際值相比______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮浚?)0.397##0.398##0.399(2)①.×1②.10(3)(4)偏小【解析】【小問(wèn)1詳解】用螺旋測(cè)微器測(cè)定金屬絲的直徑,如圖甲所示,直徑【小問(wèn)2詳解】[1][2]用多用表“10”擋測(cè)量金屬絲的電阻,指針如圖乙中虛線所示,可知待測(cè)電阻阻值較小,則應(yīng)改用“1”擋,重新歐姆調(diào)零后,測(cè)量金屬絲ab兩端的電阻,指針如圖乙中實(shí)線所示,則金屬絲的電阻【小問(wèn)3詳解】金屬絲對(duì)應(yīng)的電阻為由閉合電路歐姆定律,可得聯(lián)立,可得若圖像為直線,其斜率為k,則有解得【小問(wèn)4詳解】若考慮電流表內(nèi)阻的影響,則在相同x時(shí)實(shí)際總電流偏小,的實(shí)際值偏大,圖像中直線的斜率偏大,金屬絲電阻率的測(cè)量值與實(shí)際值相比偏小。13.如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈匝數(shù)為N,面積為S,總電阻為r,外接電阻為R,V為理想交流電壓表。在時(shí)刻,穿過(guò)線圈的磁通量為零。(1)寫出發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式并求交流電壓表的示數(shù);(2)從時(shí)刻開(kāi)始線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中,求通過(guò)電阻R的電荷量;(3)求電阻R上的熱功率?!敬鸢浮浚?),(2)(3)【解析】【小問(wèn)1詳解】交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系式為即線圈中電流的有效值交流電壓表顯示的是路端電壓有效值,故示數(shù)解得【小問(wèn)2詳解】從時(shí)刻開(kāi)始線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量又解得【小問(wèn)3詳解】電阻R上的熱功率解得14.如圖所示,足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌與水平面夾角,間距,在導(dǎo)軌之間接有阻值的定值電阻.質(zhì)量、電阻的金屬桿由跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩與質(zhì)量的重物相連,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端緊靠電阻處,將重物P和金屬桿由靜止釋放,金屬桿運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量,此時(shí)重物已經(jīng)開(kāi)始勻速下降,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),一切摩擦不計(jì),重力加速度取,求:(1)重物P勻速下降速度;(2)金屬桿從釋放到運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中,定值電阻中產(chǎn)生的焦耳熱;(3)若金屬桿到達(dá)點(diǎn)后,磁感應(yīng)強(qiáng)度開(kāi)始發(fā)生變化(此時(shí)為時(shí)刻),致使回路中電流為零。試寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系式。【答案】(1)2m/s(2)1.5J(3)【解析】【小問(wèn)1詳解】重物勻速下降時(shí),設(shè)金屬桿中電流為,金屬桿與重物組成的系統(tǒng)由平衡條件得根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有解得【小問(wèn)2詳解】設(shè)金屬桿運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,平均電流為,向上運(yùn)動(dòng)位移為,則有結(jié)合聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為,由能量守恒定律得由串聯(lián)電路的規(guī)律可知,電阻中產(chǎn)生的熱量聯(lián)立解得【小問(wèn)3詳解】金屬桿中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,說(shuō)明穿過(guò)回路的磁通量始終不變,則有金屬桿向上做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)金屬桿與重物整體,根據(jù)牛頓第二定律有解得金屬桿運(yùn)動(dòng)的位移則磁

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