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01嘉兴市2010年物理竞赛(高一试题卷)


2010 年嘉兴市物理竞赛高一试题卷
2010/05/23 考生须知:1.时间共 120 分钟,满分 150 分;可以使用计算器;答案写在答题卷上有效。 2.本试卷最大静摩擦力处理成等于滑动摩擦力。 3.在答题卷上 A、B 后的方框内打√,以确认自己是 A 类还是 B 类考生. 一、单项选择题(请注意 B 类考生只做 - 11 题, — 13 题, 每小题 5 分, . .....1 . . . . .. A .类考生只做 .....3 . . . . .. 共 55 分) 1.以 30 m / s 的速度竖直上抛的物体,不计空气阻力,g=10m/s2,则 4 s 末物体对抛出点 的位移大小和方向分别为 A.50 m,向上 B.50 m,向下 C.40 m,向上 D.40 m,向下 2.欧洲天文学家在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格里斯 581c” 该行星的质量是地球的 5 倍,直径是地球的 1.5 倍,设在该行星表面附近绕行星沿圆 轨道运行的人造卫星的动能为 Ek1 ,在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量 的人造卫星的动能为 E k 2 ,则

E k1 的值约为 Ek 2

A. 3.33 B. 0.33 C. 0.13 D. 7.5 3.质量为 1 kg 的木块受合力 F 作用由静止开始运动。图 1 F /N 为力 F 随时间 t 的变化规律。则在 t=50 s 时,木块的位 2 移为 A.0 O 2 6 4 t/s B.2 m C.50 m -2 图1 D.-50 m 4.做匀加速直线运动的物体,初速为 1 m / s,加速度为 2 m / s2,则该物体第 1 s、第 2 s、 第 3 s、??第 n s 内通过的位移大小之比为 A.1:3:5: ??:2n-1 B.1:4:9: ??:n2 C.2:4:8: ??:2n D. 1:2:3: ??:n 5.一个质点受到如图 2 所示的五个大小分别为 F1、F2、F3、F4、F5 的共点力作用,则物 体所受合力大小为 F1 F2 A.0 B.2 F5 F3 C.F1+ F2+ F3+F4+F5 F5 F4 D.F1+ F2+ F3+F4 图2
2010 年嘉兴市物理竞赛高一试题卷 第1页 共6页

6.如图 3 所示,在光滑水平面上,用弹簧水平连接一斜面,弹簧的另一端固定在墙上, 一人站在斜面上,系统静止不动。则下列说法正确的是 A.系统静止时弹簧压缩 B.系统静止时斜面共受到 5 个力作用 C.当人沿斜面加速上升时,弹簧伸长 D.当人沿斜面加速上升时,弹簧压缩 图3 7.美国航空航天局(NASA)于 2009 年 2 月 11 日晚宣布,美国一颗通信卫星 10 日与一 颗已报废的俄罗斯卫星在太空相撞, 这是人类历史上首次两颗完整在轨卫星相撞事故。 发言人凯利· 汉弗莱斯表示,撞击地点位于西伯利亚上空约 500 英里处(约 805 公里) , 发生相撞的分别是美国 1997 年发射的“铱 33”卫星,以及俄罗斯 1993 年发射的“宇宙 2251”卫星,“宇宙 2251”卫星已经废弃了 10 年。前者重约 560 千克,后者重约 900 千 克。假设两颗卫星相撞前都在离地 805 公里的轨道上做匀速圆周运动,结合中学物理 的知识,下面对于二颗卫星说法正确的是 A.碰撞前二者向心加速度大小相等 B.相撞后某些速度增大的碎片,要靠近地球运动 C.碰撞前二者线速度均大于 7.9km/s D.若发射一颗在碰撞点高度处做匀速圆周运动的卫星,发射速度至少为 11.2km/s 8.如图 4 所示传送带与水平方向夹角为 θ,当传送带静止时,有 一小物块 A 以初速为 v0 沿传送带向下运动,物块下滑到底端的 速度为 v(v>v0) ,则下列说法正确的是 A.当传送带逆时针转动时,物块滑到底端的速度一定大于 v B.当传送带逆时针转动时,物块滑到底端的速度一定等于 v C.当传送带顺时针转动时,物块滑到底端的速度一定等于 v D.当传送带顺时针转动时,物块滑到底端的速度一定小于 v

v0





θ
图4
O

9.如图 5 所示,轻弹簧上端固定在 O 点,下端拴一个钢球 P,球处于静 止状态。现对钢球 P 施加一个方向向右的水平外力 F,使钢球缓慢偏 移。若移动中保持弹簧与竖直方向的夹角?<90?,且伸长量不超过弹 性限度。则下面给出的弹簧伸长量 x 与 cos?的函数关系图像中,最接 近的是
x x x x

?

P

F

图5

O A

cos?

O B

cos?

O C
第2页

cos?

O D

cos?

2010 年嘉兴市物理竞赛高一试题卷

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10.一架飞机沿水平方向作匀加速直线运动,每隔相等时间从飞机上落下一物,不计空气 阻力,则在物体落地前,物体在空中的连线是一条 A.倾斜直线 B.曲线 C.竖直直线 D.无法确定。 11.2007 年 11 月 9 日下午 17 点 29 分开始,嫦娥一号卫星迎来了一项全新的挑战——那 就是“日凌”现象。“日凌”是指太阳、探测卫星和地面站的数据接收天线恰巧在一条直 线上,太阳产生的强大的电磁波将干扰地面站的天线接收卫星信号,从而造成通讯中 断。假设嫦娥一号卫星受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐 射能量)为某一临界值 W0 。若太阳的平均电磁辐射功率为 P,则可以计算出太阳到月 球的距离为 A.

W0 ?P

B.

W0 4?P

C.

P ?W0

D.

P 4?W0

12.2010 年将在广州举行亚运会,国家队自行车运动员正加紧训练,运动员 A 以 12m/s 的速度向正南运动时,运动员感觉到风是从正西方向吹来,运动员 B 以 21m/s 的速度 也向正南运动时,他感觉到风是从西南方向(西偏南 450) 吹来,则风对地的速度大小是多少 A.21m/s B.18m/s C.15m/s D.12m/s 13.如图 6 所示,用绳通过定滑轮牵引物块,使物块在水平面上从图示位置开始沿地面做 匀速直线运动,若物块与地面间的动摩擦因数 μ<1,滑轮的质量及摩擦不计,则在物 块运动过程中,以下判断正确的是 A.绳子拉力与物体重力的合力将保持不变 v 45° B.绳子拉力将不断增大 C.地面对物块的摩擦力与对地面对物体支持力的合力不断增大 D.物块重力与对地面对物体支持力的合力不断减小 图6 二、填空题(B 类考生只 做 — 19 题 ,A 类考生只做第 16-21 题。每题 10 分.共 60 分) . .... .14 . . . . . . 14.如图 7 所示,m 质量为 2 Kg 的圆柱体放置在粗糙的 V 形槽内如图所示,凹槽右壁竖 直, 左边为倾角? = 37?的斜面, 圆柱体与槽间滑动摩擦系数为? = 0.2, 用沿圆柱体轴线方向的水平推力 F 使圆柱体在 V 形槽内匀速前进, 则 推力 F= ▲ N。 ( sin 37 ? 0.6, cos37 ? 0.8,g ? 10m / s )
0 0 2

图7
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15.一辆汽车在平直公路上以 v ? 15m / s 的速度匀速,司机发现前方有事故立即刹车,使 汽车做匀减速运动,汽车在刹车后前 2s 内位移为 22m,则汽车刹车时加速度的大小为 ▲ m/s2 ,汽车刹车后 4s 内的位移为 ▲ m。 16.在一级方程式汽车大赛中,法拉利赛车总质量为 m,为使赛车经过弯道时,仍能保持 一定的高速行驶,工程师对赛车的外形进行了精心的设计,使得赛车在高速行驶时, 相对车辆运动的空气能对车身产生向下的附加压力 (此压 力被称为气动压力) ,从而增大赛车对地面的正压力。已 知该赛车对地面的正压力与摩擦力的比值为?(称为侧向 附着系数) 。要使赛车以速度 v 经过半径为 R 的水平弯道 时不侧滑,所需气动压力至少为 ▲ (重力加速度 为 g) 17.如图 8 所示,两个质量分别为 2m 和 m 的 A 和 B 两个小球用轻质弹 簧连接,球 A 上端用细线系住挂起来,重力加速度为 g,则静止后线 被剪断的瞬间, A 球的加速度大小为 ▲ ,方向为 ▲ 。 2m

m 图8

18.一位同学要将放在水平地面上的 N 块砖一块一块累起来,每块砖的质量为 m,砖块 厚度为 h,重力加速度为 g,则该同学至少做功为 ▲ 。 19.老鼠离开洞穴沿直线前进,它的速度与到洞穴的距离成反比,当它行进到离洞穴的距 离为 d 1 的甲处时速度为 v1 ,老鼠行进到离洞穴的距离为 d 2 的乙处时速度 v 2 ? ▲ ,从甲处到乙处需要的时间 t ? ▲ 。

20.如图 9 所示,质量为 m 的钢球下连一根可不计质量的轻杆,杆长为 L, 杆原来直立在光滑的水平面上,由于有一轻微扰动使杆倾倒,重力加 速度为 g,, 则钢球下落到离地面距离为 L/2 时, 钢球的速度 v ? ▲ , 杆着地点的速度 v A ? ▲ 。 图9

A

21. 新发现一行星, 其星球半径为 6400 km, 且由通常的水形成的海洋覆盖它所有的表面, 海洋的深度为 10 km,学者们对该行星进行探查时发现,当把试验样品浸入行星海洋 的不同深度时,各处的重力加速度以相当高的精确度保持不变.此行星表面处的重力 加速度为 ▲ m/s2. (结果保留 2 位有效数字) (已知万有引力常量 G=6. 67× 10-11N m2/ kg2,ρ 水=1× 103kg/m3)

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三、计算题(B 类考生只做第 题和第 题, A 题和 题 。第 22.23 题 . ......22 . . ...24 . . .. .类考生只做 .....23 . . ..24 . . . 各 17 分,第 24 题 18 分,共 35 分) 22.如图 10 所示,有一半径为 R 的半圆形细管 AB,管内直径可以忽略,将细管固定在 竖直墙面使 B 端切线水平,一质量为 m 的小球其直径略小于细管直径,小球由细管 上端 A 以 v ?

3gR 的水平速度进入细管,小球从 B 点飞出后恰好能从一倾角为 300

的斜面顶端 C 无碰撞的沿斜面运动,已知斜面顶端 C 与 B 点的竖直高度差为 R。 (不 计空气阻力,重力加速度为 g) (1)求小球在 B 点对细管的压力? (2)求小球在细管内运动过程克服摩擦力所作的功?

v

A

B

C 300 图 10

23.如图 11 所示,有一高为 h ? 1.25m 的平台,平台上有弹簧,弹簧一端固定,一端与 一个质量为 m ? 1kg 小物块接触但不粘连, 一细线将小物块固定于 A 点使弹簧处于压 缩状态,A 与平台边缘的 B 点的距离 L ? 1.5m ,某时刻剪断细线使小物块向右运动, 从 B 点水平抛出,小物块恰好落在 C 点,由于缓冲使物块落在 C 点时只保留了沿圆 弧切线方向的速度,进入竖直光滑圆轨道下滑,C、E 为圆弧轨道的两个端点,O 为 圆弧轨道的圆心, OE 连线水平,圆弧轨道的半径 R ? 1.0m ,圆弧对应的圆心角

? ? 143 0 ,已知小物块运动至圆弧轨道的最低点 D 时对轨道的压力为 FN ? 43N ,
0 0 小物块与平台间的动摩擦系数 ? ? 0.2 。 ( sin 37 ? 0.6, cos 37 ? 0.8 ,不计空气阻

力,g=10m/s2) (1)求小物块由 B 点飞出时的速度 v 0 (2)求开始时弹簧被压缩时具有的弹性势能 Ep
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(3)在 E 点上方有一匀速转动的水平圆盘,在圆盘直径上有两个孔分别为 P、Q, 圆盘离 E 点的高度 H ? 0.45m ,试求:圆盘转动的角速度 ω 满足什么条件可使 小物块从 P 孔向上穿出后,由 Q 孔落下。 (圆盘厚度不计) P A h C 图 11 D B O E Q

24.如图 12 所示,一上表面粗糙的斜面体上放在光滑的水平地面上,斜面的倾角为 θ。 另一质量为 m 的滑块恰好能沿斜面匀速下滑。若用一推力 F 作用在滑块上,使之能 沿斜面匀速上滑,且要求斜面体静止不动,就必须施加一个大小为 F1 = 4mgsinθcosθ 的水平推力作用于斜面体。试求:满足题意的这个 F 的大小和方向。

图 12

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