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2016年惠州市高中应用物理竞赛试题(高一组)


2016 年惠州市高中应用物理竞赛试题(高一组)
考试时间 2016 年 5 月 29 日(星期日)上午 9:30—11:30

本试卷共四大题 总分 150 分钟 一 .单项选择题(每小题只有一个选项正确 4×10=40 分) 1.如图所示,一只猴子抓附在倾斜的树枝上,下面说法正确的是 A. 树枝对猴子的支持力垂直树枝向上 B. 树枝对猴子的支持力

竖直向上 C. 树枝对猴子的支持力等于猴子的重力 D. 树枝对猴子的摩擦力等于猴子的重力

2.有一个小实验:当向两片竖直放置的纸片的中间吹气时,会发现两 个小纸片不但不分离,反而靠拢了。这一现象告诉我们,流体运动部 分产生的压强要比它周围静止部分产生的压强小。也可以概括为流速 大,压强小,流速小,压强大。飞机上天就是由于机翼上下方空气流速不同造成的压力差所致。F1 赛 车在尾部都装有尾翼板,其作用是 A.减小摩擦 B.抵消升力 C.减小阻力 D.升高重心

3.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0 时刻同 时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的 v-t 图中(如图),直 线 a、b 分别描述了甲、乙两车在 0-20 s 内的运动情况.关于两车之间 的位置关系,下列说法正确的是 A.在 0-10 s 内两车逐渐靠近 C.在 5-15 s 内两车的位移相等

v/(m/s) 10 b(乙)
5 0 5 10

a(甲)
15 20

t/s

B.在 10-20 s 内两车逐渐远离 D.在 t=10 s 时两车在公路上相遇

4.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 ? 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 ? D. A 与斜面间的动摩擦因数, ? =tan ?

第1页

5.一质量为M的探空气球在匀速下降, 若气球所受浮力F始终保持不变, 气球在运动过程中所受阻力仅与 速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减 少的质量为

M?
A.

2F g

2( M ?
B.

F ) g

2M ?
C.

F g

D. 0

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.如图所示,光滑的半圆柱体的半径为 R,其上方有一个曲线轨道 AB,轨道底端水平并与半圆柱体顶端 相切。质量为 m 的小球沿轨道滑至底端(也就是半圆柱体的顶端)B 点时的速度大小为 gR ,方向沿 水平方向。小球在水平面上的落点为 C(图中未标出)则: A.小球将做平抛运动到达 C 点 B.小球将沿圆柱体表面做圆周运动滑至 C 点 C.小球先沿圆柱体表面做圆周运动后平抛运动滑至 C 点 D. 小球先平抛运动后沿圆柱体表面做圆周运动滑至 C 点 R A A m B A O A v A

8.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽 可能靠近赤道的地方,如图这样选址的优点是,在赤道附近 A.地球的引力较大 C.地球自转线速度较大 B.重力加速度较大 D.地球自转角速度较大

9.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率,星 球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。 由此能得到密度为ρ 、 且均匀分布的星球的 最小自转周期 T 是(G 为万有引力常量) A.T=

4? / G?

B.T= 3? / G?

C. T= 2? / G?

D.T=

? / G?

第2 1页

10.如图(a)所示,下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上,弹簧正上方有一物块,从高处自由下 落到弹簧上端的 O 点,开始将弹簧压缩。弹簧被压缩了 x0 时,物块的速度变为零。从 O 点开始接触, 物块的加速度数值随弹簧 O 点下降位移 x 的变化图像是图(b)中的
a g
O x0

a g

a g

a g

O

x0/2 x0 (A)

x O

x0/2 x0 x (B)

O

x0/2 x0 x O (C)

x0/2 x0 x (D)

(a)

(b)

二.不定项选择题(每小题有 2 个或者 2 个以上选项正确,全部选对的得 4 分,选对不全的得 2 分,有 选错或不答的得 0 分,共 4×5=20 分) 11.图中 a、b、c 为三个物块,M、N 为两个轻质弹簧,R 为跨过光滑定滑轮 的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态。 A.有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于压缩状态 B.有可能 N 处于压缩状态而 M 处于拉伸状态 C.有可能 N 处于不伸不缩状态而 M 处于拉伸状态 D.有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于不伸不缩状态 b c a M R N

12.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 v2 = v1 C. 不管 v 2 多大, 总有 v2 = v 2
/

?

B.若 v1 > v 2 ,则 v2 = v 2 D. 只有 v1 = v 2 时, 才有 v2 = v1

?

?

?

13.如图所示,一质点沿螺旋线自外向内运动,已知其走过的弧长 S 与运动时间 t 成正比,关于该质点 的运动,下列说法正确的是 A.小球运动的线速度越来越大 B.小球运动的加速度越来越大 C.小球运动的角速度越来越大 D.小球所受的合外力越来越大

第3 1页

14.某同学能查阅到的物理数据有:地球质量 M、地球半径 R、月球半径 r、月球质量 m、地球表面重力 加速度 g、月球表面重力加速度 g’、月球绕地球转动的线速度 v、周期 T 以及光速 c。该同学又知道, 1969 年人类首次用激光器向月球表面发射激光光束,并经过时间 t 后接收到了经月球表面反射回来的 激光光束。该同学要计算地球表面与月球表面之间的距离 s,则下列方法中正确的是 A.按光的传播规律 s=ct/2 2?(s+R+r) B.按圆周运动线速度、周期关系 v= 计算

T

C.按重力作为圆周运动的向心力 mg=m

v 计算 s+R+r
2

2

4? D.按重力作为圆周运动的向心力及线速度、周期关系 mg’=m 2 (s+R+r)计算

T

15.如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F 拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动.在移 动过程中,下列说法正确的是 A.F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 D.F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 三.填空题 (共 70 分) 16.(4 分)在下面括号内列举的科学家中,对发现和完善万有引力定律有贡献的是 (安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第) 17.(6 分)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 。 。 F

18.(6 分)用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁 上,已知绳能承受的最大张力为 10N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距 最大为 (g 取 10m/s )
2

19.(6 分)通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。在时间 t 内踏脚板转动的圈数为 N,那么脚踏板转动的角速度 ? = 要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有 自行车骑行速度的计算公式 v= . ; ;

第4 1页

20.(6 分)如图所示,球网高出桌面 H,网到桌边的距离为 L。某人 在乒乓球训练中,从左侧 L/2 处,将球沿垂直于网的方向水平击出, 球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球运动为平抛运动。则 (1)击球点的高度与网高度之比为 (2)乒乓球在左、右两侧运动时间之比为 ; .

21.(6 分)一个质量为 4kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物 体与地面间的动摩擦因数 ? ? 0.1 .从 t ? 0 开始,物体受到一个大小 和方向呈周期性变化的水平力 F 作用, 力 F 随时间的变化规律如图所 示.则前 10s 内物体位移大小是 .( g 取 10m / s )
2

22.(6 分)为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小,让钢球从某一高度竖直落下进入 液体中运动,用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置。如图所示为拍摄中的一段图片。 已知钢球在液体中运动时所受阻力 F=kv ,闪光照相机的闪光频率为 f,图中刻度尺的最小 分度为 s0 ,钢球的质量为 m,重力加速度为 g,则阻力常数 k 的表达式为 k=___________。 23.(6 分) 一人坐在雪橇上,从静止开始沿高度为 15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为 10m/s, 人和雪橇的总质量为 60kg,下滑过程中克服阻力做的功等于 J。(g=10m/s )
2 2

24.(6 分)质量均匀无弹性的一条柔软绳索,自 h 高度静止释放,竖直地下坠至地板上。设绳索长度为

L,单位长度的质量为?。当绳索在空中的长度为 x(x <L)时,空中绳索的速度为
25. (6 分)天文观测发现宇宙空间中存在一些双星系统.某双星系统的 A、B 两颗星的质量分别为 MA 和 MB,A、 B 相距为 d,它们绕同一点 O 做匀速圆周运动, 如图所示.此双星系统的运动周期为 .G 为万有引力常量. O B 26.(12 分)羚羊从静止开始奔跑,经过 50m 距离能加速到最大速度 25m/s,并 能维持一段较长的时间;猎豹从静止开始奔跑,经过 60m 的距离能加速到最大 速度 30m/s,以后只能维持这个速度 4.0s.设猎豹距离羚羊χ m 时开始攻击, 羚羊则在猎豹开始攻击后 1.Os 才开始.奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿 同一直线奔跑.猎豹要在其最大速度减速前追到羚羊,则χ 的取值范围为____________;若猎豹要在其 加 速 阶 段 追 上 羚 羊 , 则 χ 的 取 值 范 围 为 ________________ 。 A

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2016 年惠州市高中物理竞赛试题(高一组)
考生注意:请将答案填入下列表格中,考试结束后只交答题卷 一.选择题(每题4分,共 60 分)
题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

二.填空题(共 70 分) 16. 18. 20. 24. 19. 21. 25. 22. 26. 23. 17.

三.计算题.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的 不能得分,有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。共 20 分

27.( 20 分)如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下 半部 AB是一长为 2R的竖直细管,上半部 BC是半径为R的四分之一圆弧弯 管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R 、下端固定的轻质弹簧。投 饵时, 每次总将弹簧长度压缩到 0.5R后锁定, 在弹簧上段放置一粒鱼饵, 解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时,对 管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定 和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求: (1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1 ; (2) 弹簧压缩到 0.5R时的弹性势能Ep; ( 3)已知地面与水面相距 1.5R,若使该投饵管绕 AB管的中轴线OO’在 900 角的范围内 来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在 2m/3 到m之间变化,且均能 落到水面。持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?

第6 1页

2016 年惠州市高中物理竞赛试题(高一组) 参考答案
一.选择题(每题4分,共 60 分) 题号 答案 1 A 2 B 3 C 4 D 5 B 6 B 7 A 8 C 9 B 10 D 11 AD 12 AB 13 BCD 14 AB 15 CD

二.填空题( 共 70 分) 16 答案:第谷(1 分);开普勒(1 分);牛顿(1 分);卡文迪许 (1 分)评分说明:每选错 1 个扣
2? N ; t 牙盘的齿轮数 m、飞轮的齿

1 分,最低得分为 0 分。17

.2v/(2n-1); 18.

19 .答案:

轮 数 n 、 自 行 车 后 轮 的 半 径 R( 牙 盘 的 半 径 r1 、 飞 轮 的 半 径 r2 、 自 行 车 后 轮 的 半 径
m mN rN r Rw或2? R(2? 1 或 1 Rw) n nt r t r 2 2 R);

20.

9∶8 ;1∶2

21。 20m

22.

mg 2 2 4s0 f

23. 6000

24

2g(h+l-x)

25 .

4? 2 d 3 G(M A ? M B )

26.

? 55; ? 31.9

三.计算题.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数 值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。共 20 分

27.(20 分) 解析: 此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点 (1)质量为 m 的鱼饵到达管口 C 时做圆周运动的向心力完全由重力提供,则

(1) 解得

(2 分) (2) (2 分)

第7 1页

(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能,由机械能守恒定律有

…………………..(3)(2 分) 由(2)(3)得 ………………….(4) (2 分)

(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响,质量为 m 的鱼饵离开管口 C 后做平抛运动,设经过 t 时间落到水面上,离 OO’的水平距离为 x1,由平抛规律有

………………………..(5) ………………………(6) 由 (5)(6)两式得

(2 分) (1 分) (2 分)

………………..(7)

当鱼饵的质量为

时,设其到达管口 C 时速度大小为 V2,由机械能守恒定律有

…………………..(8)(2 分) 由 (4)(8)两式解得 ……………………..(9)(1 分)

质量为

的鱼饵落到水面时上时,设离 OO’的水平距离为 x2 则 ……………………………..(10) (1 分) (1 分)

由(5)(9)(10)解得:

鱼饵能够落到水面的最大面积 S,S=

(π x2 -π x1 )=

2

2

π R (或 8.25π R )。(2 分)

2

2

第8 1页


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