（考試時間：100分鐘 試卷滿分：100分）
一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。
1．如圖所示，一根光滑輕繩兩端固定于直桿上的A、B兩點，輕繩穿過兩個質量分別為、的小環(huán)，直桿與水平面夾角為，在桿上套有一光滑輕質小環(huán)，輕繩穿過輕環(huán)并使、在輕環(huán)兩側，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時輕環(huán)、小環(huán)的連線與直桿的夾角為。則（ ）
A．B．
C．D．
2．云南昆明長水國際機場航站樓是中國面向東南亞、南亞和連接歐亞的第四大國家門戶樞紐機場，航站樓行李處理系統(tǒng)其中的一段如圖甲所示，水平傳送帶順時針勻速轉動，一小行李箱以初速度滑上水平傳送帶，從A點運動到B點的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（ ）
A．小行李箱的初速度大小為2m/sB．傳送帶轉動的速度大小為6m/s
C．A、B兩點間的距離為6mD．小行李箱與傳送帶的相對位移大小為2m
3．運動員在一半球形的土坑上進行投擲練習，如圖所示，半球形土坑的半徑為r，圓心為O，A、B是水平直徑，人站在土坑的邊緣A點，將一個質量為m的小球（視為質點）從C點水平向右拋出，最終小球落到半圓弧上的D點。已知C、D兩點的連線正好垂直圓弧在D點的切線，且CD與水平方向的夾角為，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（ ）
A．小球在D點的速度方向正好垂直圓弧在D點的切線
B．C、D兩點的連線不一定經(jīng)過圓心O
C．小球在空中運動的時間為
D．小球在C點拋出時的速度大小為
4．某同學將手機用充電線懸掛于固定點，拉開一定角度（小于45°）釋放，手機在豎直面內沿圓弧往復運動，手機傳感器記錄速率v隨時間t變化的關系如圖所示。不計空氣阻力。則手機（ ）
A．在A、C兩點時，速度方向相反
B．在B點時，手機受到合力為零
C．在C點時，線中拉力最小
D．在B、D兩點時，線中拉力相同
5．若質量為m的“祝融號”火星車懸停在火星表面上方，受到豎直向上的升力F，已知火星的半徑為R，引力常量為G，忽略火星的自轉，則下列說法正確的是（ ）
A．火星表面的重力加速度大小為B．火星的第一宇宙速度大小為
C．火星的質量為D．火星的密度為
6．如圖所示，水平地面上有一傾角為的傳送帶，以的速度逆時針勻速運行。將一煤塊從的高臺由靜止開始運送到地面，煤塊可看做質點，已知煤塊的質量為，煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為，，，煤塊由高臺運送到地面的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．運送煤塊所用的時間為
B．煤塊與傳送帶之間因摩擦產生的熱量為32J
C．摩擦力對煤塊做的功為
D．煤塊的機械能減少了36J
7．如圖甲所示，在一個點電荷Q的電場中，x軸與它的某一條電場線重合，已知坐標軸上A、B兩點的坐標分別為0.3m和0.6m?，F(xiàn)在A、B兩點分別放置帶正電的試探電荷，得到其受到的靜電力與電荷量的關系，如圖乙所示，其中a、b為過坐標原點的直線。規(guī)定試探電荷所受靜電力的正方向與x軸正方向相同，則（ ）
A．A、B兩點的電場強度方向沿x軸負方向B．點電荷Q帶負電
C．點電荷Q可能位于A、B之間D．點電荷Q所在位置的坐標
8．如圖，在P板附近有電荷（不計重力）由靜止開始向Q板運動，則以下解釋正確的是（ ）
A．到達Q板的速率與板間距離和加速電壓兩個因素有關
B．電壓一定時，兩板間距離越大，加速的時間越短，加速度越小
C．電壓一定時，兩板間距離越大，加速的時間越長，加速度越大
D．若加速電壓與電量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則到達Q板的速率變?yōu)樵瓉淼?倍
9．利用智能手機的加速度傳感器可測量手機運動的加速度。將手機與彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在天花板上。用手握著智能手機，打開加速度傳感器，時刻從靜止釋放手機，得到豎直方向加速度隨時間變化的圖像如圖所示，已知手機設定豎直向上為正方向。下列說法正確的是（ ）
A．初始時彈簧處于伸長狀態(tài)B．內手機處于失重狀態(tài)
C．內彈簧的彈力增大D．內手機向上運動
10．如圖甲所示，水平地面上有一質量為1kg的物塊，在時刻，物塊在水平力F的作用下運動，2s時撤去水平力F，物塊在0~6s的圖像如圖乙所示。物塊受到的摩擦力恒定，取重力加速度大小，下列說法正確的是（ ）
A．水平力F為2.5N
B．0~6s，物塊的位移大小為30m
C．物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.25
D．物塊在2s末，速度方向和加速度方向均改變
11．如圖所示，輕質彈簧一端固定在水平面上的光滑轉軸O上，另一端與套在光滑固定直桿A處質量為m的小球（可視為質點）相連。A點距水平面的高度為h，直桿與水平面的夾角為30°，OA＝OC，B為AC的中點，OB等于彈簧原長。小球從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度為v。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．小球在C點時的動能B．小球通過B點時的加速度為
C．彈簧具有的最大彈性勢能為D．小球下滑過程機械能守恒
12．如圖平行板電容器與電動勢為E的直流電源連接，下極板接地，閉合開關K，穩(wěn)定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點，則下列說法正確的是（ ）
A．油滴帶負電
B．保持開關K閉合，減小兩板間距離，電流計中電流方向a→b，油滴向上運動
C．保持開關K閉合，減小兩板正對面積，電流計中電流方向b→a，油滴向下運動
D．將開關K打開，減小兩板間距離，靜電計指針張角變小，油滴靜止不動
二、實驗題：本題共2小題，共15分。
13．（8分）用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，并測量小鋼球的質量。將拉力傳感器固定在天花板上，一根輕質細線一端連接在傳感器上，另一端連接直徑為d的小鋼球，懸點與小鋼球之間的細線的長度為L（），在傳感器的正下方安裝一個光電門。現(xiàn)拉起小鋼球從與懸點等高處由靜止釋放（細線伸直），小鋼球做圓周運動，運動到最低點能通過光電門，測得小鋼球通過光電門的時間為t，當?shù)刂亓铀俣却笮間，回答下列問題：
(1)小鋼球通過光電門時的速度大小為 ，若L= （用g、d、t表示），則小鋼球下落過程中機械能守恒。
(2)改變懸點與小鋼球之間的細線的長度L，當小鋼球運動到最低點時，讀出拉力傳感器的示數(shù)F，重復上面的實驗過程，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖像是一條過原點、斜率為k的傾斜直線。通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，懸點與小鋼球之間的細線越長，小鋼球運動到最低點時，通過光電門的時間 （填“越長”“越短”或“不變”），拉力傳感器的示數(shù) （填“越大”“越小”或“不變”）。若某次實驗時，拉力傳感器的示數(shù)為F0，則小鋼球的質量為 （用k、F0、d表示）。
14．（7分）(1)小明同學利用如圖所示的電路研究電容器充、放電的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)放電過程中電表的示數(shù)變化太快，來不及記錄數(shù)據(jù)。下列操作能解決該問題的是（ ）
A．增大電阻R的阻值B．增加電容器的電容
C．換更大量程的電流表D．換更大量程的電壓表
(2)在探究向心力大小F與物體的質量m、角速度ω和半徑r的關系時，某同學用向心力演示器進行實驗，實驗情境如甲、乙、丙三圖所示。三個情境中，圖 （選填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F與半徑r的關系。在甲情境中，若左邊標尺露出1格，右邊標尺露出4格，則實驗中選取的左、右兩個變速塔輪的半徑之比為 。
三、計算題：本題共3小題，共37分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
15．（11分）如圖甲所示，質量m=1.0kg的物體靜止在光滑水平地面上，從t=0時起，受到水平力F作用，力F與時間t的關系如圖乙所示，取向右為正方向，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）物體在前2s時間內運動的加速度大小a1；
（2）物體在前2s內運動的位移大小x1；
（3）物體在第4s末的速度大小v。
16. （12分）如圖所示，光滑硬質細圓弧軌道ABC被固定在豎直面內，、分別是水平、豎直半徑，傾斜半徑與豎直方向的夾角為（未知），另一個半徑為r的光滑硬質細圓弧軌道CDE與ABC在C點平滑連接，也被固定在豎直平面內，半徑與半徑在同一條直線上，、分別是豎直、水平半徑。質量為m的小環(huán)（視為質點）套在細圓弧軌道上，從B點由靜止下滑到D點時，細圓弧軌道對其支持力是小環(huán)所受重力的4倍，重力加速度大小為g。
（1）求小環(huán)在D、E兩點的速度大小；
（2）求小環(huán)在E點的加速度大?。?br>（3）若小環(huán)剛運動到C點還未離開細圓弧軌道ABC時剛好不受彈力的作用，求及細圓弧軌道ABC的半徑。
17. （14分）某些腫瘤可以用“質子療法”進行治療。在這種療法中，質子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤并殺死靶細胞?！百|子療法”可簡化為如圖所示的模型，真空中的平行金屬板A、B間的電壓為U，平行金屬板C、D之間的距離為d、金屬板長也為d。質子源發(fā)射質量為m、電荷量為q的質子，質子從A板上的小孔進入（不計初速度）平行板A、B間，經(jīng)加速后從B板上的小孔穿出，勻速運動一段距離后以平行于金屬板C、D方向的初速度v0（大小未知）進入板間，質子射出平行金屬板C、D時末速度方向與初速度方向的夾角θ=37°之后質子恰好擊中靶細胞。已知平行金屬板A、B之間，平行金屬板C、D之間均可視為勻強電場，質子的重力和質子間的相互作用力均可忽略，取，求：
（1）質子從B板上的小孔穿出時的速度大小v0；
（2）質子射出金屬板C、D間時沿垂直于板面方向偏移的距離y；
（3）平行金屬板C、D間的電壓大小U′。

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