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2013届精英九班物理基础训练四


2013 届精英九班物理基础训练(四)
80 分钟 100 分 ye 2012.9

一、选择题(本题包括 15 小题,每小题 4 分,共 60 分) 在以下各题的四个选项中,只有一项 是符合题目要求的,请将正确的选项涂写在专用机读卡中的相应位置。 1.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献, 下列说法正确的是

A.伽利略最早发现了行星运动的三大规律 B.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 C.开普勒通过实验测出了引力常量 D.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 2.物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力 F,A 中 F 垂直于 斜面向上,B 中 F 垂直于斜面向下,C 中 F 竖直向上,D 中 F 竖直向下,施力后物块仍然 静止,则物块所受的静摩擦力增大的是
F F F F

A.

B.

C.

D.

3.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(取 g =10m/s2) A.
3 2 m

B.

2 2

m

C.

1 2

m

D.

3 4

m
挂钉 挂钉

4.重量为 mg 的物体静止在水平地面上,物体与地面之间的最大静摩擦力为 fm。从 0 时刻开 始,物体受到恒定的水平拉力 F 的作用, F 与时间 t 的 关系如图 a 所示。为了定性地表达该物体的运动情 况,在图 b 所示的图像中,纵轴 y 应为该物体的 A. 位移大小 s B.加速度大小 a C. .动能大小 Ek D 动量大小 p

5.如图所示,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 m A.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ =tanθ , 拉力大小应是 2mgsinθ θ B.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ =tanθ , 拉力大小应是 mgsinθ
-1-

C.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ <tanθ ,滑块将减速下滑 D.将滑块由静止释放,如果μ >tanθ ,滑块将下滑 6.如图所示,以 8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有 2s 将熄灭,此时汽车距离停 车线 18m。该车加速时最大加速度大小为 2m/s2,减速时最大加速度大小为 5m/s2。此路 段允许行驶的最大速度为 12.5m/s,下列说法中正确的有 A.如果距停车线 5m 处减速,汽车能停在停车线处 停 B.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 车 线 C.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 D.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车不能通过停车线
18m

7.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的摩擦因数为μ (0<μ <1) 。现对木箱施加一拉力 F, 使木箱做匀速直线运动。设 F 的方向与水平面夹角为θ ,如图,在θ 从 0 逐渐增大到 90? 的过程中,木箱的速度保持不变,则 A.F 一直减小 B.F 一直增大 F C.F 的功率增大 D.F 的功率减小 θ

8. 据报道, “嫦娥一号” “嫦娥二号” 和 绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为 200km 和 100km,运行速率分别为 v1 和 v2。那么,v1 和 v2 的比值为(月球半径取 1700km) A.
19 18

B.

19 18

C.

18 19

D.

18 19

9. 2009 年 2 月 11 日,俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国“铱—33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的 大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲 的运行速率比乙的大,则下列说法中正确的是 A.甲的运行周期一定比乙的长 B.甲距地面的高度一定比乙的高 C.甲的向心力一定比乙的小 D.甲的加速度一定比乙的大 10. “嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为 r,运行 速率为 v,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 A.r、v 都将略为减小 B.r、v 都将保持不变 C.r 将略为减小,v 将略为增大 D. r 将略为增大,v 将略为减小 11. 如图所示,一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,从波传到 x=5m 处的 M 点开始计时(t=0s) , 已知开始计时后,P 点在 t=0.3s 的时刻第一次到达波峰,下面说法中正确的是 A.这列波的周期是 1.2s B.这列波的传播速度大小是 10m/s C.质点 Q(x=9m)经过 0.5s 才第一次到达波峰 D.M 点右侧各质点开始振动的方向都是沿着 y 轴的正方向 12. 有一辆沿着平直的大道运动的汽车 A,向着固定目标 B 运动。若在国际单位制下, A、B 之
-2-

间的距离以 L=L0-2t2(m)的规律变化(L0 表示开始 t=0 时,小车离开目标 B 的距离) ,那 么汽车 A A.做匀加速直线运动 B.做减加速直线运动 C.运动的初速度为零 D.运动的加速度为零 13.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为 H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面。在 上升至离地高度 h 处,小球的动能是势能的 2 倍,在下落至离高度 h 处,小球的势能是 动能的 2 倍,则 h 等于 A H/9 B 2H/9 C 3H/9 D 4H/9 14.如图所示,两质量相等的物块 A、B 通过一轻质弹簧连接,B 足够长、放置在水平面上, 所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块 A 上施加一个水平恒力,A、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中,下列说法中正 确的有 A.当 A、B 加速度相等时,弹簧的弹性势能最大 A F B.当 A、B 加速度相等时,A、B 的速度也相等 B C.当 A、B 的速度相等时,A、B 的位移也相等 D.当 A、B 的速度相等时,系统的机械能最大 15. 某中学实验小组的同学们在电梯的天花板上固定一根弹 F/N 簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在 10 钩上悬挂一个重为 10N 的钩码。 弹簧秤弹力随时间变化 的规律可通过一传感器直接得出, 如图所示的 F-t 图象。 根据 F-t 图象,下列分析正确的是 0 t1 t2 t3 t4 t/s A.从时刻 t1 到 t2,钩码处于超重状态 B.从时刻 t3 到 t4,钩码处于失重状态 C.电梯可能开始停在 15 楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在 1 楼 D.电梯可能开始停在 1 楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在 15 楼 二、计算题(本题包括 4 小题,共 40 分;要求:写出关键的分析过程,并明确推导出必要的结 论) 16. 10 分) ( 如图 10 所示, 竖直悬挂的弹簧测力计吊一物体, 处于静止状态, 弹簧测力计示数表示物体对弹簧的拉力,其大小为 F,试论证物体受到重力大小 等于 F,每一步推导都要写出说明所根据的物理规律。

图 10

17. (10 分)如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同 一水平线上,枪口与目标靶之间的距离 s=100m,子弹射出的水平速度 v=200m/s,子弹从枪口 2 射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度 g 为 10m/s ,求:

-3-

⑴从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶? ⑵目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离 h 为多少?
v 射击枪 s 目标靶

18.(10 分)在 2008 年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬, 体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上升过程中运动员 与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮, 一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为 65kg,吊椅的质量为 15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取 g=10m/s2。 当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1m/s2 上升时,试求: ⑴运动员竖直向下拉绳的力; ⑵运动员对吊椅的压力。

19.(10 分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点 A 出 发,沿水平直线轨道运动 L 后,由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨 道后继续在光滑平直轨道上运动到 C 点,并能越过壕沟。已知赛车质 R 量 m=0.1kg , 通 电 后 以 额 定 功 率 P=1.5W 工作, 进入竖直轨道前受到 C 阻力恒为 0.3N,随后在运动中受到 A L B h 的阻力均可不记。图中 L=10.00m, s R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m。问: 要使赛车完成比赛,电动机至少工 作多长时间?(取 g=10m/s2)

2013 届精英九班物理基础训练(四)参考答案
80 分钟 100 分 一、选择题:每题 4 分,共 60 分 ye 2012.9

-4-

题 号 答 案

1 B

2 D

3 A

4 D

5 A

6 B

7 D

8 C

9 D

10 C

11 B

12 A

13 D

14 D

15 C

二、计算题:共 40 分 16.(10 分) 弹簧测力计的示数 F 等于弹簧受到的拉力,设物体受到弹簧的拉力为 F′,物体受到的重力为 G ??2 分 (不说明受力情况,但画出右图所示的 受力示意图也给这 2 分) 。 物体静止受力平衡,根据共点力平衡条件 F′=G??3 分 F 与 F′是作用力和反作用力,根据牛顿第三定律 F= F′??3 分 所以:物体重力大小 G=F??2 分 17.(10 分) (1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线运动,设子弹经 t 时间集中目标靶, 则: 代入数据得: t=
s v

F′

G F 答案图

。。。。。。。。。。。。。。。 分) 。。。。。。。。。。。。。。(2

t=0.5s 。。。。。。。。。。。。。。(3 分) 。。。。。。。。。。。。。。
1 2 gt 。。。。。。。。。(2 分) 。。。。。。。。。
2

(2)目标靶做自由落体运动,则:h= 代入数据得:

h=1.25m 。。。。。。。。。。。。。(3 分) 。。。。。。。。。。。。。

18. (10 分) 解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为 F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊 椅受到绳的拉力也是 F?对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:
2F - ?m 人 ? m 椅 ?g ? ?m 人 ? m 椅 ?a 。。。(3 分) 。。。
F F

。。。。。。。。。。。。 分) 。。。。。。。。。。。(1 由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力 。。。。。。。。。。。。。(1 F ? ? 440 N 。。。。。。。。。。。。。。 分)
。。。 。。。

F ? 440 N

a

(m 人+ m 椅)g

(2)设吊椅对运动员的支持力为 FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:
F ? F N - m 人 g ? m 人 a 。。。。。。。。。。。 分) 。。。。。。。。。。(3

FN

F

F N ? 275N

a

。。。。。。。。。。。。。。。 分) 。。。。。。。。。。。。。。(1
m 人g

由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为 275N。。。。(1 分) 。。。。 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m;运动员竖直向下的拉力为 F,对
-5-

吊椅的压力大小为 FN? 根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为 F,吊椅对运动员的支持力为 FN?分别以运动员和 吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律
F ? F N - M g ? Ma F ? F N ? mg ? ma

错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。
F ? 440 N

由错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。得:
F N ? 275 N

19. (10 分) 为保证过最高点,到达 B 点的速度至少为 v1=4m/s。。。(2 分) 。。。 为保证越过壕沟,到达 B 点的速度至少为 v2=3m/s。。。 分) 。。(2 因此赛车到达 B 点的速度至少为:v=v1=4m/s。。。。。。。。(2 分) 。。。。。。。。 从 A 到 B 对赛车用动能定理: Pt ? fL ?
1 2 mv 。。。。。。。(2 分) 。。。。。。。
2

解得 t≥2.53s 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(2 分) 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

-6-


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