二、论述、计算题（共30分）
解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
23．（7分）如图18所示，质量m =5.0 kg的物体放在光滑水平面上。t=0时刻，物体在水平
拉力F作用下由静止开始运动。已知F=10N。求 （1）物体加速度a的大小； （2）t=2.0s时物体的速度大小
24．（7分）如图19所示的电场中，A点的电场强度E=1.0×104N/C。将电荷量q=+1.0×10-9C
的点电荷放在电场中的A点。
（1）求该点电荷在A点所受电场力F的大小； （2）在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向。
25．请考生注意：本题有①、②两个小题。其中第①小题供选学物理1-1的考生做；第②小题供选学物理3-1的考生做。每位考生只做其中一个小题。
①（供选学物理1-1的考生做）（8分）
2017年4月入轨的中星16号是中国第一颗高轨道高通量通信卫星。中星16号是同步星，定点于东经115.5°，其轨道可近似为圆形轨道，示意图如图20所示。已知卫星离地面高为h，地球半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G。
(1)求中星16号在同步轨道上运行时的线速度大小图v； (2)求地球的质量M；
(3)与我国已发射的其他通讯卫星相比，中星16号的通信
容量大幅增加。预计在三年内，在中国的民航客机、高速列车和轮船上，人们可随时随地实现高速上网，大大提高交流效率。请你展开想象的翅膀，再举一个例子说明中星16号可能给人们的交流带来的变化。
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图19
图18
F
②（供选学物理3-1的考生做）（8分）
26．图21是质谱仪工作原理的示意图。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从小孔S飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后通过小孔乙照相底片M沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，经历半个圆周后打在照相底片上的N点。已知匀强磁场的磁感应强度为B。不计带电粒子的重力。
(1)求粒子从小孔M射入磁场压时的速度大小v； (2)求小孔M与N点之间的距离d；
(3)现有两种电荷量相同、质量不同的带电粒子，请判断用质谱仪能否将这两种粒子区分开，并简要说明理由。
27．（8分）图22所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力。如图23所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次到Q点的过程中，机械能损失可忽略。已知弹性绳的原长l0=10m，弹性绳的弹力大小F=kΔx，其中k=100N/m，Δx为弹性绳的伸长量。取重力加速度g=10m/s2。
（1）求游客从蹦极平台第一次到P点所用的时间t；
（2）游客从蹦极平台第一次到Q点的运动过程中，取竖直向下为正方向，在图24中定性画出弹性绳对游客的弹力F随游客位移x变化关系的图线；
（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm =3.0×103N，请结合你画出的F-x关系的图线，运用所学的物理知识，求允许蹦极游客的最大质量。
蹦极平台 弹性绳 P 游客 t0 F
B M U S 图21 N 照相底片
Q 图23 图22
图24
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