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毓秀杯物理竞赛试题3


2016 年第二届“毓秀杯”高一物理竞赛试题
总分 150 分 考试时间 150 分 一、选择题(48 分,每小题 4 分)在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一项符合题 意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括 号内.全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分. 1.A、 B 两个物体从同一地点在

同一直线上做匀变速直线运动, 它们的 V-t 图如图所示, 则 ( ) A. B. 、 两物体运动方向相同 时, 、 两物体相遇 时 、 两物体相距最远

C.在相遇前,

D.在相遇前, 、 两物体最远距离 20m 2.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔 8 m 关卡 1 关卡 2 关卡 3 关卡 4 关卡 5 设计有一个关卡,各关卡同步放行和关闭.放行和关 闭的时间分别为 5s 和 2s.关卡刚放行时,一同学立 即在关卡 1 处以加速度 2m/s2 由静止加速到 2m/s, 然 8m 8m 8m 8m 后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是 A.关卡 2 B.关卡 3 C.关卡 4 D.关卡 5 3.如图,粗糙的水平地面上有一倾角为 θ 的斜劈,斜劈上一光滑、质量为 m 的物块在沿斜 面向上的恒力 F 作用下,以速度 v 0 匀速下滑,斜劈保持静止,则( ) A. 斜劈受到 5 力作用处于平衡状态 B. 斜劈受到地面摩擦力等于零 C. 斜劈受到地面摩擦力方向向左 D. 斜劈受到地面摩擦力大小与 F 大小有关 4.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 V1 沿顺时针方向运动,传送带右端 有一与传送带等高的光滑水平面,物体以速率 V2 沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间 又返回光滑水平面上, 这时速率为 V2’, 则下列说法正确的是 ( )
' A.若 v1 < v 2 ,则 v 2 = v1 ' B.若 v1 > v 2 ,则 v 2 = v 2

' ' C.不管 v 2 多大,总有 v 2 = v 2 D.只有 v1 = v 2 时,才有 v 2 = v1

5.如图所示, 在粗糙水平面上放着两个质量分别为 m1、m2 的铁块 1、 ,2, 中间用一原长为 L、 劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来,铁块与水平面间的动摩擦因数为 ? .现有一水平力 F 拉 铁块 2,当两个铁块一起以相同的加速度做匀变速运动时,两铁块间的距离为( A.
L? m1 ( m1 ? m 2 ) F ?m1 g ? k k



B.

L?

?m1 g
k

L?

C.

m1 F k (m1 ?m2 )

L?

?m 2 g
k

D.

6.在汽车内的悬线上挂一小球 m,实验表明,当汽车做匀变速直 线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度,如图所示。若在

汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体 M,则关于汽车的运动情况和物体 M 的受力情况 正确的是(


B.汽车可能向左做加速运动

A.汽车可能向右做加速运动

C.M 除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用 D.M 除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向左的摩擦力作用 7.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度 a 随时 a/m· s-2 2 间 t 变化的图线如图所示, 以竖直向上为 a 的正方向, 1 则人对地板的压力 t/s 0 A.t = 2s 时最大 B.t = 2s 时最小 –1 –2 C.t = 8.5s 时最大 D.t = 8.5s 时最小 –3 8.两个物体 A. B 的质量分别为 m1 和 m2,并排静止在 0 2 4 6 8 10 水平地面上,用同向水平拉力 F1、F2 分别作用于物体 A 和 B 上,分别作用一段时间后撤去,两物体各自滑行一段距离后停 止下来。两物体运动的速度?时间图象分别如图中图线 a、b 所示。已 知拉力 F1、F2 分别撤去后,物体做减速运动过程的速度?时间图线彼 此平行(相关数据已在图中标出).由图中信息可以得出( ) A. 若 F1=F2,则 m1 小于 m2 B. 若 m1=m2,则力 F1 对物体 A 所做的功较多 C. 若 m1=m2,则整个过程中摩擦力对 B 物体做的功较大 D. 若 m1=m2,则整个过程中摩擦力对 A 和 B 物体做的功一样多 9.一个小球从高处由静止开始落下,从释放小球开始计时,规定竖直向上为正方向,落地点 为重力势能零点。小球在接触地面前、后的动能保持不变,且忽略小球与地面发生碰撞的时 间以及小球运动过程中受到的空气阻力。下图分别是小球在运动过程中的位移 x、速度 v、 动 能 Ek 和 重 力 势 能 Ep 随 时 间 t 变 化 的 图 象 , 其 中 正 确 的 是 ( )

10.一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上, 如图,可视为质点的小球 A、B 用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为 R 有光滑圆 A 柱,A 的质量为 B 的两倍。当 B 位于地面时,A 恰与圆柱轴心等高。将 A 由静止释放,B 上升的最大高度是( ) B A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3 11.如图所示,绝热隔板 K 把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,K 与气缸壁的接触是光 滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b。气体分子之间相互作用势 能可忽略。现通过电热丝对气体 a 加热一段时间后,a、b 各 自达到新的平衡( ) A.a 的体积增大了,压强变小了 B.b 的温度升高了 C.加热后 a 的分子热运动比 b 的分子热运动更激烈 D.a 增加的内能大于 b 增加的内能

12.水平绳 O 端竖直方向做简谐运动,经 t 时间传播到 P 点,形成如图所示横波波形,已知 O、P 两点之间距离为 s,则下列判断正确 的是( ) A.波长为 1.5s B. 波速为 1.5s/t C. P 点该时刻振动方向向上 D. 波源 O 开始振动方向是向上的 二、填空题.(33 分,每空 3 分) 13.物体由静止开始做匀加速直线运动. 已知物体在第 n 秒内的平均速度大小为 v, 则该物体 的加速度大小为 。 14.一颗子弹沿水平方向射来,恰好穿透 3 块相同的木板,设子弹穿透木板时的加速度恒定, 则子弹穿透 3 块木板所用的时间之比是 15.如图所示,用水平力 F=50N 将质量为 m=1kg 的物体压在竖直墙上,物体匀 速下滑。取 g=10m/s2。物体和墙壁之间的摩擦力大小为______________N,物 体和墙壁之间的动摩擦因数为____________。 16.已知在单摆 a 完成 10 次全振动的时间内,单摆 b 完成 6 次全振动,两摆长之差 为 1.6m.则两单摆摆长 La 和 Lb 分别为 La= m,Lb= m。 17.图中所示两物块叠放在一起, 下面物块位于光滑水平桌面上, 其质量为 m, 上面物块的质量为 M,两物块之间的静摩擦系数为μ .现从静止出发对下面 物块施以随时间 t 变化的水平拉力 F=kt,k 为一常量,则从力开始作用到两 物块刚发生相对运动所经过的时间等于 ,此时物块的速 度 . 18.在大气中, 将一容积为 0.50m3 的一端封闭一端开口的圆筒筒底朝上筒口朝下竖直插人水 池中,然后放手.平衡时,筒内空气的体积为 0.40m3.设大气的压强与 10.0m 高的水柱产 生的压强相同,则筒内外水面的高度差为 . 19.有一种利用蓄电池提供动力的电动自行车装有发电机,当关 闭动力让车滑行时,发电机利用充电装置可向车载的蓄电池充 电,则充电过程是将______能转化成化学能的过程。现有某人 骑这样的电动车自行车,以 600J 的初动能在粗糙的水平路面上 滑行,第一次关闭发电机充电装置,让车自由滑行,其动能随 位移变化的关系如图线①所示;第二次启动发电机充电装置,其动能随位移变化的关系如 图线②所示,设前后二次地面和空气对车产生的阻力恒定且相等,则第二次时蓄电池增加 的化学能最多是______J. 三、计算题(计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最 后结果的不能得分.有数值计算的,答案中必须明确写 出数值和单位.) 20.(10 分)如图,一定质量的理想气体从状态 A 经等 容过程变化到状态 B,此过程中气体吸收的热量 Q=6.0×10 2J,求: (1) 该气体在状态 A 时的压强; (2) 该气体从状态 A 到状态 B 过程中内能的增量。

21.(12 分)如图所示,一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角 θ=300。一个质量 m=1kg 的小 物体 (可视为质点) , 在 F=10 N 的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。

已知斜面与物体间的动摩擦因数 。则:

??

3 6 ,取

(1)求物体在拉力 F 作用下运动的加速度 a 1; (2)若力 F 作用 1.2 s 后撤去,求物体在上滑过程中距出发点的最大距离 s; (3)求物体从静止出发到再次回到出发点的过程中物体克服摩擦所做的功。

22.(15 分)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面 的中央。桌布的一边与桌的 AB 边重合,如图。已知盘与桌 布间的动摩擦因数为 ?1 ,盘与桌面间的动摩擦因数为 ? 2 。 现突然以恒定加速度 a 将桌布抽离桌面, 加速度方向是水平 的且垂直于 AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度 a 满足的条件是什么?(以 g 表示重力加速度)
B

A a

23. (17 分) 如图所示, 固定斜面的倾角 θ=30°, 物体 A 与斜面之间的动摩擦因数为

??

3 4 ,

轻弹簧下端固定在斜面底端, 弹簧处于原长时上端位于 C 点. 用一根不可伸长的轻绳通过轻 质光滑的定滑轮连接物体 A 和 B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A 的质量为 4kg,B 的质量为 2kg,初始时物体 A 到 C 点的距离为 L=1m.现给 A、B 一初速度 v0=3m/s 使 A 开始沿斜面向 下运动,B 向上运动,物体 A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到 C 点.已知重力加速度为 g=10m/s2,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸 直状态,求此过程中: (1)物体 A 沿斜面向下运动时的加速度大小; (2)物体 A 向下运动刚到 C 点时的速度大小; (3)弹簧的最大压缩量和弹簧中的最大弹性势能。

24.(17 分)在海面上有三艘轮船,船 A 以速度 u 向正东方向航行,船 B 以速度 2u 向正北方 向航行,船 C 以速度 2 2u 向东偏北 450 方向航行.在某一时刻,船 B 和 C 恰好同时经过 船 A 的航线并位于船 A 的前方,船 B 到船 A 的距离为 a,船 C 到船 A 的距离为 2a.若以此 时刻作为计算时间的零点, 求在 t 时刻 B、 C 两船间距离的中点 M 到船 A 的连线 MA 绕 M 点 转动的角速度.


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