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鹏程中学高一物理竞赛试题(答案)


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鹏程中学高一物理竞赛试题(答案)
2014.1
一、 单项选择题: 1.一物体自 t=0 时开始做直线运动,其速度图线如图所示。下列选项正确的是( A.在 0~6s 内,物体离出发点最远为 30m B.在 0~6s 内,物体经过的路程为 30m C.在 0~4s 内,物体的平均速度为 7.5m/s D.在 4~6s 内,物体的位移为 10m C)

考试号:_______________

姓名:_______________

2.2 如图所示,轻杆 BC 一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮 C,系重物的轻绳绕过滑轮 C 将上端固定于墙上的 A 点,不计摩擦,系统处于静止状态,现将 A 点沿墙稍上移一些,系统又 处于静止状态,则由于 A 点的上移 ( C ) A.轻杆与竖直墙壁间的夹角减小 B.绳的拉力增大,轻杆受的压力减小 C.绳的拉力不变,轻杆受的压力减小 D.绳的拉力减小,轻杆受的压力不变) 3. 如右图所示,将质量为 m 的滑块放在倾角为θ 的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦 因数为μ .若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为 g,则 ( C ) A.将滑块由静止释放,如果 μ>tan θ,滑块将下滑 B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果 μ<tan θ,滑块将减速下滑 C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果 μ=tan θ,拉力大 小应是 2mgsin θ D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果 μ=tan θ,拉力大小应是 mgsin θ 4.我国发射的“神舟六号”宇宙飞船在重返大气层时,速度可达几千米每秒。为保证飞船 安全着陆,在即将落地时要利用制动火箭使飞船减速到某一安全值,在这段时间内( A) A.飞船处于超重状态 B.飞船处于失重状态 C.宇航员受到的重力变大了 D.宇航员受到的重力变小 5.如图,用斜向下的推力 F 推木箱,木箱恰好做匀速直线运动,则推力 F 与木箱所受的摩 擦力的合力的方向一定是 (C ) A.向下偏左 B.向下偏右 C.竖直向下 D.水平向左

学校:_______________

班级:_______________

6.如图所示,有 5 个力作用于同一点 O,表示这 5 个力的有向线段恰好构成一个正 六边形的两邻边和三条对角线,已知 F3=10N,则这 5 个力的合力大小为( C ) A.0 B.20N C.30N D.40N
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7.粗糙的水平面上叠放着 A 和 B 两个物体,A 和 B 间的接触面也是粗糙的,如果用水平力 F 拉 B,而 B 仍保持静止如图所示,则此时 ( B) A.B 和地面间的静摩擦力等于 F,B 和 A 间的静摩擦力也等于 F B.B 和地面间的静摩擦力等于 F,B 和 A 间的静摩擦力等于零 C.B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和 A 间的静摩擦力也等于零 D.B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和 A 间的静摩擦力等于 F 8.如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球.两小球均保持静 止.当突然剪断细绳时,上面小球 A 与下面小球 B 的加速度为 ( A.aA=g aB=g C.aA=2g aB=0 B.aA=g aB=0 D.aA=0 aB=g C)

考试号:_______________

9.如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处 由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这 一全过程中,下列说法中正确的是 A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先增大后减小 10.如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处 有一分界 线,约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计,冰面可看成 光滑,则下列说法正确的是 A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利 D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 11.如右图所示,悬挂于小车里的小球向左偏离竖直方向 θ 角,则小车可 能的运动情况是 A.向右加速运动 (A ) B.向右减速运动 ( C) ( C )

班级:_______________

姓名:_______________

C.向左加速运动 D.匀速运动 12.一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地流离房顶,要设计 好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么图中所示四种情况中 符合要求的是 ( C )

学校:_______________

二、多项选择题: 13. 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验:用一辆电动玩具汽车拖运另一辆 无动力的玩具汽车,在两车挂接处装上传感器探头,并把它们的挂钩连在一起.当电动玩
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具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时,可以在显示器屏幕上出现相互作用力随时间变化 的图象如上图所示.观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以 下实验结论,其中正确的是 ( AC) A.作用力与反作用力的大小时刻相等 B.作用力与反作用力作用在同一物体上 C.作用力与反作用力大小相等、方向相反 D.作用力与反作用力方向相同 14.如图所示,质量分别为 m1、m2 两个物体通过轻弹簧连接,在力 F 的作用下一起沿水平 方向做匀速直线运动(m1 在地面,m2 在空中) ,力 F 与水平方向成 ? 角。则 m1 所受支持 力 N 和摩擦力 f 正确的是 ( AC ) A. N ? m1 g ? m2 g ? F sin ? B. N ? m1 g ? m2 g ? F cos? C. f ? F cos ? D. f ? F sin ? 15. 为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有 人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过 程,如右图所示.那么下列说法中正确的是 ( AD) A.顾客先受到三个力的作用,后受到二个力作用 B.顾客先处于超重状态,后处于失重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下 16.如图所示,在光滑的桌面上有 M、m 两个物块,现用力 F 推物块 m,使 M、m 两物块在 桌上一起向右加速,则 M、m 间的相互作用力为:( BD ) A.

班级:_______________

姓名:_______________

考试号:_______________

mF M ?m

B.

MF M ?m

F
?

m M

C.若桌面的摩擦因数为

,M、m 仍向右加速,则 M、m 间的相互作用力为

MF ? ?Mg M ?m
D.若桌面的摩擦因数为 ? ,M、m 仍向右加速,则 M、m 间的相互作用力仍为

学校:_______________

MF M ?m

17.如图所示,将质量为 m1 和 m2 的物体分别放于质量为的物体两侧,它们均处于静止状态, 已知 m1<m2, ? ? ? ,则下列判断正确的是 ( CD) A.m1 对 M 的压力一定大于 m2 对 M 的压力 B.m1 对 M 的摩擦力一定大于 m2 对 M 的摩擦力 C.水平地面对 M 的支持力一定等于 (M ? m1 ? m2 ) g
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D.水平地面对 M 的摩擦力一定等于零 三、简答题:本题 2 小题,共 21 分;请将解答填写在答题纸相应的位置。 18.(9 分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则” 。弹簧测力计 A 挂 于固定点 P,下端用细线挂一重物 M。弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点,手持另一端向 左拉,使结点 O 静止在某位置。分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数,并在贴于竖直木板的 白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向。 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N,图中 A 的示 数为__3.6____N。 (2) 下列不必要 的实验要求是 __D_______ 。 ( 请填写选项 ... 前对应的字母) A.应测量重物 M 所受的重力 B.弹簧测力计应在使用前校零 C.拉线方向应与木板平面平行 D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使 O 点静止在同一位置 (3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程,下列解决办法 不可行的是 C 。 A.改变弹簧测力计 B 拉力的大小; B.减小重物 M 的质量 C.将 A 更换成量程较小的弹簧测力计, D. 改变弹簧测力计 B 拉力方向 19.(12 分) 为了探究加速度与力的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中 G1、G2 为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑块通过 G1、G2 光电门时,光束被遮挡 的时间 Δ t1、Δ t2 都可以被测量并记录,滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为 M, 挡光片宽度为 D,光电门间距离为 x,牵引砝码的质量为 m.回答下列问题:

班级:_______________

姓名:_______________

考试号:_______________

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,在不挂重物的情况下轻推滑块,如果得到 Δ t1 = Δ t2(选填“=” “<” “>” )就可以证明气垫导轨已经水平。 (2) 若取 M = 0.4 kg ,改变 m 的值,进行多次实验,以下 m 的取值不合适的一个是 D A.m1=5 g B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g (3) 在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达为 _________________▲____________(用 Δt1、Δt2、D、x 表示). (荅案: (4)此图线的 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 C A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大 四、计算题:解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的 演

D2 2 x?t1
2

?

D2 2 x?t 2
2



学校:_______________

算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
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20.(10 分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量 m =2 ㎏,动力系统提供的恒定 升力 F =28 N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大 小不变,g 取 10m/s2。 (1)第一次试飞,飞行器飞行 t1 = 8 s 时向上加速到高度 H = 64 m。求飞行器所阻力 f 的 大小; (2)第二次试飞,飞行器飞行 t2 = 6 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行 器能达到的最大高度 h; 解析:第一次飞行中,设加速度为 a1 由牛顿第二定律 F ? mg ? f ? ma 1 则H ?

考试号:_______________

1 2 a1t1 2

(2 分) (1 分)

(2 分)

解得 f ? 4( N )

(2)设失去升力时的速度为 v1 ,上升的高度为 s1 ;则 s1 ? 设失去升力后的速度为 a2 ,上升的高度为 s2 由牛顿第二定律 mg ? f ? ma2 解得 h ? s1 ? s2 ? 42(m)

1 2 a1t 2 2

(2 分)

姓名:_______________

v1 ? a1t 2
(1 分)

s2 ?

v12 2a2

(2 分)

班级:_______________

21.C 一辆摩托车行驶能达到的最大速度为 30m/s, 现从静止出发 ,追赶前方 100m 处正以 20m/s 的速度前进的汽车,经过 3min 正好追上汽车,求: (1)摩托车的加速度; (2)在摩托车追上汽车前它们之间的最大距离 答案:(1)0.265m/s2(2)856m(点拨:设摩托车的加速度为 a,达到最大速度的时间为 t,则:

?1 2 ? at ? 30?30 ? t ? ? 20 ? 3 ? 60 ? 100 ? a ? 0.265m/ s 2 ,在摩托车追上汽车前相距最大 ?2 ? ?30 ? at
距离时,它们的速度相同,都为 20m/s,则 s 汽 ? 20 ?

202 20 ? 1509m , s 摩 ? ? 755m,Δs=s 汽 a 2a

学校:_______________

+100-s 摩≈856m) 22.如图所示,木箱重为 G,与水平地面间的动摩擦因数为 μ,现用斜向上的力 F 拉木箱使之沿 水平面匀速前进,问 F 与水平方向的夹角 α 为何值时拉力 F 最小?这 个最小值是多少? 答案:木箱的受力情况如图,因为木箱匀速运动,所以有:

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?Fcos? ? f ? ?Fsin? ? N ? G ?f ? ?N ?
解得 F ?

?G ?sin? ? cos?

考试号:_______________

求极值有:当α =tan-1μ 时 F 有极小值, Fmin ?

?G
1? ? 2

23. (12 分)当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后 将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度 . 已知球形物体速度不大时所受的 空气阻力正比于速度 v,且正比于球半径 r,即阻力 f=krv,k 是比例系数。对于常温 下的空气,比例系为 k=3.4×10 4Ns/m2。已知水的密度ρ =1.0×103kg/m3,取重力 加速度 g= 10m/s2。试求半径 r= 0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度 vr。 (结果取两位数字)


姓名:_______________

答案: 15. (12 分)雨滴下落时受两个力作用:重力,方向向下;空气阻力,方向向上,
当雨滴达到终极速度 vr 后,加速度为零,二力平衡,用 m 表示雨滴质量,有
3 4 mg ? krvT ? 0 ① m ? ?r 3 ? ② 由①②得终极速度 vr ? 4?r ?g ③ 3 3k

班级:_______________

代入数值得 vr =1.2m/s .

24.风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放 入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。 ( 1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时 小班干部所受的风力为小球所受重力的 0.5 倍,求小球与杆间的滑动摩 擦因数。 (2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为 37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离 S 所 需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

学校:_______________

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答案: (1)设小球所受的风力为 F,小球质量为 m

F ? ?mg

1 ○ 2 ○

? ? F / mg ? 0.5mg / mg ? 0.5
(2)设杆对小球的支持力为 N,摩擦力为 f

考试号:_______________

? ? f ? ma○ 沿杆方向 F cos? ? mgnin 3
垂直于杆方向 N ? F sin ? ? ng cos? ? 0 ○ 4

f ? ?N
可解得 a ?

5 ○

F cos? ? ng sin ? ? f F2 3 6 ? ( g ? 2 ) sin ? ? g ○ m 4 m g
7 ○

姓名:_______________

S?

1 2 at 2

?t ?

2S 8S ? 3g / 4 3g

8 ○

评分标准:全题 12 分。 (1)3 分。正确得出○ 2 式,得 3 分。仅写出○ 1 式,得 1 分。 (2)9 分,正确得出○ 6 式,得 6 分,仅写出○ 3 、○ 4 式,各得 2 分,仅写出○ 5 式,得 1 分,正确得出○ 8 式,得 3 分,仅写出○ 7 式,得 2 分,g 用数值代入的不扣分。

学校:_______________

班级:_______________

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