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高一物理上册基础知识竞赛


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高一物理上册基础知识竞赛(TI 杯)
考生注意:1、本卷满分 150 分。 2、考试时间 120 分钟。 3、计算题要有解题步骤,无过程只有答案不得分。 4、全部答案做在答题纸上。 5、本卷重力加速度 g 的大小均取 10m

/s2。审核:卢立臻 一.单选题(每小题 4 分,共 36 分) 1.如图所示,质量不计的光滑滑轮用轻绳 OB 悬挂于 B 点,一 端系住重物 G 的轻绳跨过滑轮后固定于墙上 A 点,此时 OA 正好处于 水平状态。若仅缓慢改变悬点 B 在水平天花板上的位置,使滑轮位置 随之移动,则可以判断悬点 B 所受拉力 T 大小的变化情况是( ) (A)若 B 左移,T 将增大。 (B)若 B 右移,T 将增大。 (C)若 B 左移、右移,T 都保持不变。 (D)若 B 左移、右移,T 都减小。 2.某学生曲蹲在称量体重的磅秤上,然后快速站立起来。期间,磅秤示数( ) (A)保持不变。 (B)持续增加。 (C)先增大后减小。 (D)先减小后增大。 3.图甲为打捞“南海一号”宝船的示意图。图中 A 为沉箱,A 形状如一个中空且上下底面敞开的长方体。打捞作业时,先将沉箱沉 入海底,靠控制方位及控制沉入海底深度使宝船 B 全体进入沉箱腔体 内,然后潜水员在海底部分清淤后,将宝船与沉箱加因成一个刚性结 构。起吊时,吊钩 P 起吊与沉箱连接的钢缆,使沉箱连同宝船一齐上 浮。整个起吊过程极其缓慢,经历数小时。图乙是起吊宝船至海面过 程中吊钩受力 F 的可能示意图 (G 为沉箱与宝 船的重力)其中 , 最可能符合实际 情况的图是( ) 4.喷泉广场上组合喷泉的喷嘴竖下向上。某一喷嘴喷出水的流量 Q=300L/min,水 的流 v0=20m/s。不计空气阻力,则处于空中的水的体积是 ( (A)5L。 (B)20L。 (C)10L。 (D)40L。
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O (A) t O (B) 乙 t O (C) t O (D) t F G F G F G F G
A B 甲 P
O G A B



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5.如图所示,在水平导轨上放置一辆小车,小车上固 定一小风扇和一块挡板。其中风扇平面相对小车可以绕竖直 轴 360?转动,挡板面与导轨垂直,且其面积大于小风扇吹出 的风的面积。 当风扇正对着挡板吹风时, 小车恰好保持不动。 若风扇从正对着挡板吹风开始,然后顺时针缓慢地绕竖直轴 转动 180?,在此过程中的小车( (A)始终保持静止。 (B)由静止先向右运动,再向左运动。 (C)由静止先向左运动,再向右运动。 (D)始终保持向一个方向运动。 6.如图所示,一钢球系在弹性绳的一端,绳的另一端固定在天花板上。先 把钢球托起,然后由静止释放。若弹性绳的伸长始终在弹性限度内,关于钢球的 加速度 a 与速度 v 分别随时间 t 变化的图像,下列说法中正确的是( )
导轨 小车 挡板


小风扇 左 右

O 甲

t

O 乙

t

O 丙

t

O 丁

t

(A)图乙表示 a-t 图线,图甲表示 v-t 图线。 (B)图乙表示 a-t 图线,图丙表示 v-t 图线。 (C)图丁表示 a-t 图线,图丙表示 v-t 图线。 (D)图丁表示 a-t 图线,图甲表示 v-t 图线。 7.如图所示,质量为 m 的滑雪运动员从高为 H 的凹形 雪坡顶 A 处由静止开始滑下, 然后沿雪坡升到 h 高的 B 处恰好 停下。接着按原雪坡返回,在返回过程中,运动员仅在下滑雪 坡段做功,最终恰好返回 A 处。则运动员所做的功应为( ) (A)W=mg(H-h) 。 (B)W=2mg(H-h) 。 (C)W>2mg(H-h) 。 (D)2mg(H-h)>W>mg(H-h) 。 8.如图所示,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 O
H A B h

?

F



O (A)

cos?

O (B)

cos?

O (C)

cos?

O (D)

cos?

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9.图甲是 t=1.0s 时沿 x 轴负方向传播的平面简谐波图像。 已知波速 v=1.0m/s, x=1.0m 处的质点的振动图像是图乙中的 则 (
y /cm 4 O 6 12 (A)

y /cm 4 O 6 甲 12

v


y /cm 4 x/m O 6 (B) 乙 12 y /cm 4 x/m O 6 (C) 12

x/m

y /cm 4 x/m O 6 12 (D) x/m

二.多选题(每小题 5 分,共 20 分。选对部分答案得 2 分,有错不得分) 10.科学家观察到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它绕该恒星运行一周所用的 时间为 1200 年。 行星与该恒星的距离为一球到太阳距离的 100 倍。 假定该行星绕恒星运行 的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆形轨道。仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) (A)恒星密度与太阳密度之比。 (B)恒星质量与太阳质量之比。 (C)行星质量与地球质量之比。 (D)行星运行速度与地球公转速度之比。 11.在交通事故中,测定碰撞瞬间的汽车速度对于事故责任的认定具有重要的作用。 《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算公式:设甲车为碰撞汽车,则甲车在碰撞瞬间的 4.9?L 车速 v= ,式中?L 是甲车散落在事故现场路面上的 A、B 两物体,沿公路方向的 h1- h2 水平距离之差,h1、h2 分别是 A、B 两物体在车上时的离地高度。即只要用米尺测量出事 故现场的?L、h1、h2 三个量,根据上述公式就能估算出甲车碰撞瞬间的速度。下列叙述中 正确的是( ) (A)A 与 B 是甲车上任意两个部件。 (B)A 与 B 没有牢固地固定在甲车上。 (C)A 与 B 的水平正前方都不存在阻挡物。 (D)A 与 B 物体的质量与体积之比不能太小。 12.如图所示,质量为 m 的小球用长为 l 的悬绳固定城 O 点, 在 O 点的正下方 2l/3 处有一颗钉子 O’。把悬绳拉至与竖直方向成?/3 弧度,然后沿切线方向以 2gl的初速度释放小球,则以下说法中正确 的是( )
O’ O 2l/3

?
l

(A)当悬绳碰到钉子 O’时,小球的速度值突然变大。 (B)当悬绳碰到钉子 O’时,小球的向心加速度值突然变大。 (C)当悬绳碰到钉子 O’后,小球能运动到钉子 O’的正上方。 (D)当悬绳碰到钉子 O’后,小球不能做半径 r=l/3 的圆周运动。 13.如图所示,一根自然长度为 l0,劲度系数为 k 的轻弹簧一端固定于水平光滑平板 上的 O 点,另一端连接一个质量为 m 的小球(可视为质点) 。现将平板以过 O 点的水平轴 在竖直平面内逆时针缓慢转动,直到平板变为竖直状态。若弹簧始终处在弹性限度内,则
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此过程中(



O

k

m

(A)球的竖直高度一定不断增大。 (B)球的竖直高度可能不断增大。 (C)对确定的弹簧,则球的质量足够大时,总能使球的竖直高度先增大后减小。 (D)球的竖直高度变化情况仅与球的质量有关,而与弹簧的自然长度无关。 三.填空题(每小题 4 分,共 24 分) 14.如图所示,小球 A、B、C、D 的质量均为 m,其中 A、C 球均用细 线分别悬挂于 O1、O2 点,A、B 球用劲度系数为 k 的轻弹簧连接,C、D 球 用细线连接。若用剪刀分别剪断细线 O1A 与 O2C,在剪断瞬间,A 球的加速 度的大小为______;B 球的加速度的大小为______;C 球的加 速度的大小为______;D 球的加速度的大小为______。 15.如图所示,一光滑轨道由水平轨道和圆弧形轨 道构成, 放在竖直平面内, 圆弧形轨道半径分别为 R 和 2R, 在水平轨道上有 A、B 两物体,A、B 中间隔有一轻弹簧, 用细线连接 A、B 并使轻弹簧处于压缩状态。若剪断细线, 摩擦,则 A、B 两物体的质量 mA 和 mB 之比为______。 16.图为观察物体碰撞现象的实验装置,该装置在竖直平面内等高 地悬挂着 5 个完全相同的钢性小球 A、B、C、D、E,悬挂线间距等于小球 的直径。在竖直平面内使小球 A 向左侧拉成与竖直方向成?角度后自由释 放,则撞击发生后 A、B、C、D、E 中____球会被弹起;若将 A、B、 C 三小球同时向左侧拉成与竖直方向成?角度后自由释放,则撞击发生后
ABCDE
A B

O1 A

O2 C

B

D

A、B 两物体能分别运动到左右两圆弧形轨道的最高点,且对轨道压力都为零。若不计任何

A、B、C、D、E 中______球会被弹起;若同时将小球 A、E 分别向左侧和右侧拉成 与竖直方向成?角度后自由释放,则撞击发生后 A、B、C、D、E 中______球会被弹 起。 17.风能是一种环保能源。风力发电是将风的动能转化为电能的过程, 设空气的密度为?,水平风速为 v,风力发电机有 3 个叶片,每个叶片迎风垂直 面积为 S。设风能转化为电能的效率为?,那么该风力发电机的电功率 P=__ ________。 18.2007 年 10 月 24 日 18 时 05 分,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号” 在西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭发射成功。在火箭匀加速阶段,监 测系统每隔 2.5s 对火箭拍摄一张照片,在连续三个时间间隔内,拍摄得到火箭 在不同位置的照片。已知火箭的长度为 40m,现用刻度尺对该照片进行测量, 如图所示,则运载火箭在照片中 B 位置时速度的大小 v=______m/s,已 知“嫦娥一号”卫星整体质量为 2350kg,运载火箭处于 B 位置时的质量为 200 t,则火箭在匀加速阶段的推力 F=______N。 19.如图所示,质量分别为 M 和 m 的两滑块迭 放在光滑水平面上,滑块 M 倾斜面的倾角为?,不计
m M
A B 12 C 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 cm

?

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一切摩擦阻力,当滑块 m 下滑时,滑块 M 的加速度大小为______。 四.计算题(共 70 分) 20. (12 分)已知汽车质量为 m,行驶速度为 v,汽车刹车系统的制动力大小恒为 F, 设驾驶员的反应时间为 t0。求: (1)驾驶员从发现情况到完全停车经过的总距离 s; (2)根据(1)中的计算表达式,请你推断交通法规中会有哪些严禁的违章条例。 21. (13 分)如图所示,光活见鬼水平面上,一个质量为 m 的小球被一劲度系数为 k 的弹性细绳系于墙上,设绳自然长 度为 l,且拉直时呈水平状态。现向右拉小球,使绳伸长为(l +?l) ,然后由静止释放,若运动过程中无机械能损失。求小球 振动的周期 T。 22. (15 分)图是新兴的体
30m

?l
l

育比赛“冰壶运动”的场地平面 示意图。 其中, 内圆的半径为 0.6 m,外圆的半径为 1.8 m,栏线 A 点距内圆的圆心 O 点为 30 m, 比 赛时,若参赛一方将已方的冰石壶推至内圆内,并将对方冰石壶击出外圆,则获胜。在某 次比赛中,甲队队员以速度 v1=3 m/s 将质量为 m=19 kg 的冰石壶从左侧栏线 A 处向右推 出,恰好停在 O 点处。 乙队队员以速度 v2=5 m/s 将质量为 M=20 kg 的冰石壶也从 A 处向 右推出,沿中心线滑动到 O 点并和甲队冰石壶发生碰撞。设两个冰石壶均可看成质点且碰 撞前后均沿中心线运动, 不计碰撞时的动能损失, 两个冰石壶与水平面的动摩擦因数相同。 求: (1)冰石壶与冰面间的动摩擦因数; (2)乙队冰石壶能否停在内圆区域内并把甲队冰石壶击出外圆从而获胜。为什么? 23. (15 分)如图所示,水龙头开口处 A 的直径 d1=2cm,A 离 地面 B 的高度 h=80cm,当水龙头打开时,从 A 处流出的水流速度 v1 =1 m/s,在空中形成一完整的水流束。求该水流束在地面 B 处的截面 直径 d2。 以下是某同学对该题的解题思路(如下附文所示) ,请判断该同 学的解题思路正确与否。若你认为该同学的解题思路正确,请算出直 径 d2。若你认为该同学的解题思路有错,请指出错误之处并分析错误 原因。 附:某同学的题解: 从水龙头 A 处流出的水是做初速为 v1、加速度为 g 的直线运动。设水到达地面所需 时间为 t,则满足方程 1 h=v1t+ gt2 2
B h d1 水龙头 A
A 栏线 外圆 O 内圆

(1)

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1 在时间 t 内,从水龙头 A 处流出的水的体积 VA= ?v1td12。该水的体积同时也为 AB 4 空间区域中水的体积。可以这样计算水的体积:设 B 处水截面直径为 d2,则水流束平均截 — 1 1 — ?h 1 面积 S = ? ?d12+ ?d22? ,故 AB 空间区域中水的体积 VAB= S h= ?d 2+?d22) 。 2 ?4 4 8 ( 1 ? 因为水的体积 VA=VAB,即 1 ?h ?v td 2= 8 (?d12+?d22) 4 1 1 (2)

(1) (2)方程组中,t、d2 为未知量,故方程组有解。将已知数据代入可求得具体的 d2 值。经物理合理性讨论,从而最后确定合适的 d2 值。 24. (15 分)设质量为 m 的地球卫星正绕着地球沿半径为 r0 的圆形轨道运动。 (1)若地球卫星的机械能为 E、动能为 Ek,地球质量为 M,万有引力恒量为 G。已 GMm GMm 知与地球相距为 r0 的地球卫星的引力势能 EP=- ,试证明 E=-Ek=- 。 r0 2r0 (2)若卫星运动受到微弱的摩擦阻力 f(常量)作用,使卫星轨道半径 r 逐渐变小而 接近地球。已知卫星运动一周,轨道半径的减小量?r?r。试证明:卫星运动一周,①轨 3 道半径减小量?r 与轨道半径 r 的 3 次方成正比;②速率增量?v 与轨道半径 r 的 次方成正 2 比。

参考答案: 一.1、C, 7、C, 二.10、B、D, 2、C, 8、D, 3、D, 9、A。 11、B、C、D, 12、B、C, 13、B、C, 4、B, 5、C, 6、A,

三.14、2g,0,g,g, 15、 2:1, 16、E,C、D、E,A、E, 3 17、 ??Sv3, 18、42,3.6?106, 19、mg sin? cos?/(M+m sin2?) , 2 四 F v2 mv2 20、 (1)车辆的减速度 a= ,则 s=vt0+ =vt0+ ; m 2a 2F (2)由以上关系式可知,当 F 恒定时,s 与 t0、m、v 有关。故在交通法规中应有严 禁的条例是:严禁酒后驾车;严禁超载;严禁超速。 21、小球在平衡位置右侧是做简谐运动,在平衡位置左侧是做匀速直线运动,碰墙 T1 后原速率返回平衡位置,右侧运动时间:t1= =? 2 m 2l ;左侧运动时间:t2= ,由机 k v

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1 1 械能守恒得 mv2= k?l2,v= 2 2

k ?l,所以周期 T=t1+t2= m

m ? 2l ?+ ? 。 k ? ?l ?

1 v12 32 22、 (1)由动能定理得:-?mgs=0- mv12,?= = =0.015; 2 2gs 2?10?30 (2)乙队员抛出的冰石壶到达 O’点时的速度 v’: v22-2?gs =4 m/s, 两冰石壶发生弹性碰撞(设碰撞后 M 和 m 的速度分别为 v’’和 v3) : 1 1 1 由 Mv’=Mv’’+mv3 和 Mv’2= Mv’’2+ mv32 2 2 2 M-m 2M 解得:v3= v’=4.1 m/s,v’’= =0.1 m/s, M+m M+m 1 v32 碰撞后,甲冰石壶移动距离 s1 为?mgs1= mv32,s1= =56 m, 2 3? g 乙冰石壶移动距离 s2 为 s2= v’’2 =0.033 m,甲出外圆,乙在内圆,即乙获胜。 2?g 1 1 Mv22 - Mv’2 = ?Mgs,v’= 2 2

23、 (1)由各截面处流量相同有:S1v1=S2v2,d12v1=d22v2,v22-v12=2gh,解得:v2 =4.12 m/s,d2=0.98 cm, (2)该同学的解法错误。在于计算 VAB 时,误把水柱看成圆台,错误原因:流水在 空中成柱体状决定于稳流模型的物理规律。 GMm 1 24、 (1)卫星机械能 E=EP+EK,其中 EP=- ,EK= mv2,卫星做圆周运动: r0 2 mv2 GMm GM GMm GMm GMm = 2 ,得 v2= ,E= - =- 。 r0 r0 r0 2r0 r0 2r0 (2)运动一周后,阻力做功使机械能减少,即 GMm? 1 1 4?fr3 f?2?r=-?E= - ? ,因为?r?r,得?r=- ,即|?r|?r3。 2 ?r+?r r ? GMm GM GMm 3 由圆周运动得:v2= ,?v=- ?r,得出:?v? r 。 r0 3 2 r

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