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2011迎新高一物理竞赛试题


2010红旗中学新城校区 2010-2011 年度高一物理竞赛试题
选择题: 不定项选择, (不定项选择 一、 选择题: 不定项选择,每小题 4 分,共 48 分。选对但不全得 2 分。 ( )
1.如图所示,质量为 m 的物体在力 F 的作用下,贴着天花板沿水平方向向右做加速运动, 若力 F 与水平面夹角为 θ ,物体与天花板间的动摩擦因数为 ? ,则物体的加速度为:

F (cos θ ? ? sin θ ) m F (cos θ + ? sin θ ) C. ? ?g m
A.

F cos θ m F (cos θ ? ? sin θ ) D. + ?g m
B.

2.甲车在前以 v0 速度匀速行驶,乙车在后以较大的速度同向行驶,为避免追上撞车,乙车 以大小为 2 m/s 的加速度匀减速运动,经 5s 两车相距最近,距离为 20m,则: A 5s 时刻乙车速度为 v0 B 4s 时两车相距 22m C 4s 时两车相距 21m D 因不知 v0 数值和两车原来的距离,无法知道 4s 时两车的距离 3.如图所示,物体 B 叠放在物体 A 上,A、B 的质量均为 m,且上、下表面均与斜面平行, 它们以共同速度沿倾角为 θ 的固定斜面 C 匀速下滑,则: A. A、B 间没有静摩擦力 B. A 受到 B 的静摩擦力方向沿斜面向上 C. A 受到斜面的滑动摩擦力大小为 mg sin θ D. A 与斜面间的动摩擦因数, ? =tan θ 4. 一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑, 可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用, 若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则斜面受地面的摩擦力:
2

A.大小为零 C.方向水平向左

B.方向水平向右 D.无法判断大小和方向

5.如图所示,在粗糙水平面上放着两个质量分别为 m1、m 2 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 + m2 ) F ?m1 g + k k

B. L +

?m1 g
k

C. L +

m1 F k ( m1 + m 2 )

D. L +

?m2 g
k

6.如图甲所示,放在光滑水平面上的木块受到两个水平力 F1 与 F2 的作用,静止不动,现保 持力 F1 不变,使力 F2 逐渐减小到零,再逐渐恢复到原来的大小,在这个过程中,能正确描述木 块运动情况的图象是图乙中的:

7.小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度一时间图象如图所 示,则由图可知(g=10m/s ): A.小球下落的最大速度为 5 m/s B.小球第一次反弹初速度的大小为 3 m/s C.小球能弹起的最大高度 0. 45 m D.小球能弹起的最大高度 1. 25 m 8.如图(a)所示,水平面上质量相等的两木块 A、B 用一轻弹簧相连接,整个系统处于平
2

衡状态. 现用一竖直向上的力 F 拉动木块 A, 使木块 A 向上做匀加速直线运动, 如图(b) 所示. 研 究从力 F 刚作用在木块 A 的瞬间到木块 B 刚离开地面的瞬间这一过程,并且选定该过程中木块 A 的起点位置为坐标原点,则图(c)中可以表示力 F 和木块 A 的位移 x 之间关系的是:

9.如图所示,四根相同的轻质弹簧连着相同的物体,在外力作用下做不同的运动:(1)在 光滑水平面上做加速度大小为 g 的匀加速直线运动; (2) 在光滑斜面上做向上的匀速直线运动; (3)做竖直向下的匀速直线运动,(4)做竖直向上的加速度大小为 g 的匀加速直线运动.设四 根弹簧伸长量分别为 ?l1 、 ?l 2 、 ?l 3 、 ?l 4 ,不计空气阻力,g 为重力加速度,则: A. ?l1 > ?l 2 B. ?l 3 < ?l 4 C. ?l1 < ?l 4 D. ?l 2 = ?l 3

10.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 < v2 ,则 v 2 = v1 B.若 v1 > v2 ,则 v 2 = v2 C.不管 v2 多大,总有 v 2 = v2 D.只有 v1 = v2 时,才有 v 2 = v1

′ ′





二、将答案填写到相应位置处。每小题 4 分,共 16 分。 将答案填写到相应位置处。
11.一质点从静止开始做匀加速运动.从开始运动起计时,通过连续三段位移所经历的时间 依次为 T、2 T、3 T,则这三段位移的大小之比为 12.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____ ___。

13.质量为 10kg 的物体,原来静止在水平面上,当受到水平拉力 F 后,开始沿直线作匀加 速运动, 设物体经过时间 t 位移为 s, s、 的关系为 s=2t , 且 t 物体所受合外力大小为______N, 第 4s 末的速度是______m/s,4s 末撤去拉力 F,则物体再经 10s 停止运动,则 F=______N, 物体与平面的摩擦因数μ=______(g 取 10m/s ) 14.跳水运动员从离水面 10m 高的跳台上向上跃起, 举双臂直体离开台面. 此时其重心位于从手到 脚全长的中点。跃起后重心升高 0.45m 达到最高点。落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员 水平方向的运动忽略不计) 从离开跳台到手触水面, 。 他可用于完成空中动作的时间是_____s。 (计算 时可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,取 g=10m/s 。结果保留 2 位有效数字。 )
2 2 2

2010年度高一物理竞赛答题卷 红旗中学新城校区 2010-2011 年度高一物理竞赛答题卷

题号 答案

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11.这三段位移的大小之比为 12.则该物体的加速度大小为____ 13.合外力大小为____ ___。 ____m/s, F=__ ____N,μ=__ ____
2

__N,第 4s 末的速度是__

14.他可用于完成空中动作的时间是___

__s。 (取 g=10m/s 。结果保留 2 位有效数字。 )

三.计算题:解答中要有必要的文字说明和解题步骤,只有最后结果而无解题过程 计算题:解答中要有必要的文字说明和解题步骤, 的不得分,涉及数字运算的,要正确使用物理量的单位。 小题, 的不得分,涉及数字运算的,要正确使用物理量的单位。共 4 小题,计 44 分。
15(8 分)如图所示,一个质量为 10kg 的木箱放在水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为 0.5。现有一个与水平方向成 53°角的拉力拉着木箱沿水平方向以 4m/s 速度匀速前进,求: (1)拉力 F 的大小是多少? (2)拉力 F 撤消后木箱还能滑行多远? (已知 sin53°=0.8 cos53°=0.6 取 g=10m/s )
2

16、 (10 分)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,我国公安部门规定,高 速公路上行驶的汽车的安全距离为 200m,最高时速为 120km/h,请你根据下面提供的资料,通

过计算来说明安全距离为 200m 的理论依据(取 g=10m/s ) 。 资料一:行驶员的反应时间:0.35—0.65 之间 资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数 路面 干沥青与混凝土 干碎石路面 湿历青与混土路面 动摩擦因数 0.7—0.7 0.6—0.7 0.32—0.4

2

(1)在计算中驾驶员反应时间,路面与轮胎之间的动摩擦因数各应取多少? (2)通过你的计算来说明安全距离为 200m 的必要性。

17. (13 分)传送带与水平面夹角 37°,皮带以 10m/s 的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转 动,如图 6 所示。今在传送带上端 A 处无初速地放上一个质量为 m = 0.5kg 的小物块,它与传

送带间的动摩擦因数为 0.5,若传送带 A 到 B 的长度为 16m,g 取 10m / s 2 ,则物体从 A 运动到 B 的时间为多少?

18. (13 分)如图 7,质量 M = 8kg 的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力 F=8N。当小车向右运动速度达到 3m/s 时,在小车的右端轻放一质量 m=2kg 的小物块,物块与小 车间的动摩擦因数 ? = 0.2 ,假定小车足够长,问:

(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动? (2)小物块从放在车上开始经过 t 0 = 3.0s 所通过的位移是多少?(g 取 10m / s 2 )

年度高一物理竞赛试题参考 参考答案 红旗中学新城校区 2010-2011 年度高一物理竞赛试题参考答案
题号 1 2 3 4 A 5 6 7 8 A 9 ABC 14.1.7s 10 AB 答案 D 11.1:8:27; AC D 12.2v/(2n-1); C B ABC 13.40N, 16m/s, 56N, 0.16

15. 解: (1)根据题意有 F cos θ = F f (1 分)

FN = mg ? F sin θ (1 分)
联立解得 F =

F f = ?FN (1 分)

?mg = 50 N (2 分) cos θ + ? sin θ
Ff m = ?g (1 分)

(2)F 撤消后物体做匀减速运动,加速度大小 a =

v = 2as = 2 ?gs (1 分)
2 0

2 v0 s= = 1.6m (1 分) 2 ?g

16.

(1)驾驶员反应时间为 t = 0.6s,动摩擦因数μ=0.32 ………………(2 分) (2)汽车在反应时间内做匀速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动

s1 = v 0 t = 20(m) ……………… (2 分)
∴ a = ?g = 3.2 ……………………(1 分) ∴ s2 =
2 v0 ≈ 173.6(m) ……………(1 分) 2a

?mg = ma …………………(2 分)
2 v0 = 2as 2 ……………………(1 分)

s = s1 + s 2 = 193.6m ………(1 分)

因此,高速公路上汽车安全行驶距离是 200m 是必要的。 17.因 (1 17. ? = 0.5 < tan θ = 0.75 ,物体必沿传送带对地下移,且不会与传送带相对静止。 分) 设从物块刚放上到皮带速度达 10m/s,物体位移为 s1 ,加速度 a1 ,时间 t1 , 因物速小于皮带速率,故物块受滑动摩擦力沿斜面向下。 分) (1 根据牛顿第二定律, a1 =

mg sin θ + ?mg cosθ = 10m / s 2 方向沿斜面向下。 分) (2 m

t1 =

v 1 2 = 1s,s1 = a1t1 = 5m < 皮带长度。 分) (2 a1 2

设物块从速率为 10m/s 到 B 端所用时间为 t 2 ,加速度 a 2 ,位移 s2 , 因物块速度大于皮带速度,故物块受滑动摩擦力变为沿斜面向上, 分) (2

a2 =
有:

mg sin θ ? ?mg cosθ = 2m / s 2 m 1 2 s2 = vt 2 + a 2 t 2 2
1 2 × 2t 2 ,t 2 = 1s 2

(2 分)

即 16 ? 5 = 10t 2 +

( t 2 = ?10s 舍去) 分) (2

所用总时间 t = t1 + t 2 = 2 s (1 分) 18.(1)依据题意,物块在小车上停止运动时,物块与小车保持相对静止,应具有共同的速度。 18. 设物块在小车上相对运动时间为 t,物块、小车受力分析如图 8: 物块放上小车后做初速度为零加速度为 a1 的匀 加速直线运动,小车做加速度为 a 2 匀加速运动。 由牛顿运动定律: 物块放上小车后加速度: a1 = ?g = 2m / s 2 小车加速度: 2 = ( F ? ?mg ) / M = 0.5m / s a
2

v1 = a1t v2 = 3 + a2 t

由 v1 = v 2 得: = 2 s t

(2)物块在前 2s 内做加速度为 a1 的匀加速运动,后 1s 同小车一起做加速度为 a 2 的匀加 速运动。 以系统为研究对象: 根据牛顿运动定律,由 F = ( M + m)a 3 得:

s1 = (1 / 2)a1t 2 = 4m a 3 = F / ( M + m) = 0.8m / s 2
物块位移 s = s1 + s2
2 s2 = v1t + (1 / 2)at 2 = 4.4m

s = s1 + s2 = 8.4m


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