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如圖所示，木塊A放在水平桌面上．木塊左端用輕繩與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的左端固定，用一輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，一端連接木塊右端，另一端連接一砝碼盤(pán)（裝有砝碼），輕繩和彈簧都與水平桌面平行．當(dāng)砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為0.5kg時(shí)，整個(gè)裝置靜止，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈力大小為3N．若輕輕取走盤(pán)中的部分砝碼，使砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量減小到0.1kg，取g=10m/s²，此時(shí)裝置將會(huì)出現(xiàn)的情況是（　　）

A、彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度減小

B、桌面對(duì)木塊的摩擦力大小不變

C、木塊向右移動(dòng)

D、木塊所受合力將變大

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如圖所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為m_A和m_B的小物塊A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)）分別帶有+Q_A和+Q_B的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤．整個(gè)裝置處于正交的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．物塊A，B開(kāi)始時(shí)均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計(jì)一切摩擦及AB間的庫(kù)侖力，物塊A、B所帶的電荷量不變，B不會(huì)碰到滑輪，物塊A、B均不離開(kāi)水平桌面．若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可使物塊A對(duì)擋板P的壓力為零，但不會(huì)離開(kāi)P，則
（1）求物塊C下落的最大距離；
（2）求小物塊C下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，小物塊B的電勢(shì)能的變化量、彈簧的彈性勢(shì)能變化量；
（3）若C的質(zhì)量改為2M，求小物塊A剛離開(kāi)擋板P時(shí)小物塊B的速度大小以及此時(shí)小物塊B對(duì)水平桌面的壓力．

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一、選擇題（48分）

題號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

A

AC

BC

D

ACD

BD

AD

AC

C

D

B

BD

二、非選擇題

13．（4分）（1）1.997；1.094;

（2）（8分）30.7-30.9 mＡ；1.5×10³ Ω。×1K ，調(diào)零。

14．(6分) (1)4.0 Ω   (2)  3.0V   2.0Ω （每空2分）

15．（10分）(1)0.495~0.497m/s² （2分） (2)①  CD（2分） ②天平（2分）

(3)（2分）偏大（2分）

16．（16分）（1）設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有

qE=ma       解得：  a=qE/m=8.0m/s²           （2分）

設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為v_B，則：

v_B²=2as       解得：  v_B==4.0m/s     （2分）

（2）設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律有

N-mg=mv_B²/R    解得：  N=mg+ mv_B²/R=5.0N……（3分）

根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)圓弧軌道B端的壓力大小：N′=N=5.0N  （1分）

（3）因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功：

W_電=qER=0.32J      （3分）

設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功為W_摩，對(duì)此過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有

W_電+W_摩-mgR=0-mv_B²           （3分）

解得：  W_摩=-0.72J                （2分）

17．（20分）⑴ 從A點(diǎn)射出的粒子，由A到A′的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T(mén)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡和對(duì)稱性可得：

x軸方向            (3分)

y軸方向  (3分)

解得：           （2分）

⑵ 設(shè)到C點(diǎn)距離為△y處射出的粒子通過(guò)電場(chǎng)后也沿x軸正方向，粒子第一次達(dá)x軸用時(shí)△t，水平位移為△x，則

                       （4分）

粒子從電場(chǎng)射出時(shí)的速度方向也將沿x軸正方向，則

                                    （3分）

解之得：               （3分）

即AC間y坐標(biāo)為 （n = 1，2，3，……） （2分）

18．（20分）（1）設(shè)物體B自由下落與物體A相碰時(shí)的速度為v₀，則

       解得：v₀=3.0m/s       3分

    設(shè)A與B碰撞結(jié)束后的瞬間速度為v₁，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

      解得：v₁=1.5m/s    3分  

（2）設(shè)物體A靜止在彈簧上端時(shí)彈簧的壓縮量為x₁， 1分

設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，根據(jù)胡克定律有

      解得：k=100N/m       3分

    兩物體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧彈力等于兩物體總重力時(shí)具有最大速度      1分

    設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x₂，則

            解得：x₂=0.2m           2分

設(shè)此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l，則

          解得：l=0.30m                                2分

（3）兩物體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在彈簧達(dá)到原長(zhǎng)時(shí)分離， 從碰后到分離的過(guò)程，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，因此有

          3分

解得：             2分

19．（20分）（1）設(shè)A、B的軌道半徑分別為r₁、r₂，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T、角速度ω都相同，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有                         2分

即                                   1分

A、B之間的距離                     1分

根據(jù)萬(wàn)有引力定律                  2分

得                                      2分

(2)對(duì)可見(jiàn)星A有                          2分

其中                                           1分

得：                                 2分

(3)設(shè)m₂=nm（n>0），并根據(jù)已知條件m₁=6m_s，及相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得

                                  2分

由數(shù)學(xué)知識(shí)知在n>0是增函數(shù)             1分

當(dāng)n=2時(shí)，                    1分

所以一定存在n>2，即m₂>2m_s，可以判斷暗星B可能是黑洞    2分