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高一物理竞赛试题(含答案)


2015—2016 学年度高州中学高一物理竞赛试题
一、单项选择题(共 6 小题,每题 3 分,共 18 分) 1.如图,滑块 A 置于水平地面上,滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖 直),此时 A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知 A 与 B 间的动摩擦因数为 ?1,A 与地面间 的动摩擦因数为 ? 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与 B 的

质量之比为( ) A.

1

?1 ? 2 1 ? ?1? 2 C. ?1? 2

?1?2 2 ? ?1? 2 D. ?1? 2

B.

1 - ?1? 2

2.如图所示,轻杆 BC 的一端铰接于 C,另一端悬挂重物 G,并用细绳绕过定滑轮用 力拉住.开始时,∠BCA>90°,现用拉力 F 使∠BCA 缓慢减小,直到 BC 接近竖直位 置的过程中,杆 BC 所受的压力( ) A.保持不变 B.逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 3、如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车 从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球 稳定偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 )。与稳定在竖直位置时相比, 小球高度 A 一定升高 B 一定降低 C 保持不变 D 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 4、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为 L1 和 L2,中间球网 高度为 h 。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓 球,发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用,重力加速度大小为 g 。若乒乓球的发射速 率为 v 在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则 v 的最大 取值范围是

L
A. 2 B. L
4

1

g g ? v ? L2 6h 6h
(4 L1 ? L 2) g g ?v? h 6h
2 2

1

C. L 1
2

g 1 (4 L1 ? L 2) g ?v? 6h 2 6h
g 1 (4 L1 ? L 2) g ?v? h 2 6h
2 2

2

2

D. L 1
4

5.在街头的理发店门口常可以看到这样的标志:一个转动的圆筒,外表有螺旋斜条纹。我 们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的 转动而使我们的眼睛产生的错觉。 如图所示, 假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带, 相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)L=10cm,圆筒半径 R=10cm,如果我们 观察到条纹向上运动的速度为 0.1m/s,则从上往下看,关于圆筒的转动方向和转动周期 说法正确的是 A.顺时针转动,周期为 1s B.顺时针转动,周期为 2π s C.逆时针转动,周期为 1s D.逆时针转动,周期为 2π s

ω 6. 如图 1 所示,弹性杆插入桌面的小孔中,杆的另一端连有一个质量为 m m r

桌面
1 图1

的小球,今使小球在水平面内作匀速圆周运动,通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为 F,小球运动的角速度为ω ,重力加速度为 g.则小球圆周运动半径为 A. C.

F m? 2 F 2 ? m2 g 2 m? 2

B.

F ? mg m? 2

D.

F 2 ? m2 g 2 m? 2

二、多项选择题(共 6 小题,每题 4 分,共 24 分) 7.将某均匀的长方体锯成如图所示的 A、B 两块后,对齐并排放在水平桌面上.现用垂直于 B 边的水平力 F 推物体 B,使 A、B 整体保持矩形并沿力 F 方向匀速运动,则 A.物体 A 在水平方向受两个力作用,合力为零 B.物体 B 在水平方向受四个力作用,合力为零 C.B 对 A 的作用力方向和 F 方向相同 D.若不断增大 F 的值,A、B 间一定会发生相对滑动 8.图甲是由两圆杆构成的“V”形槽,它与水平面成倾角 ? 放置.现将一质 量为 m 的圆柱体滑块由斜槽顶端释放, 滑块恰好匀速滑下. 沿斜面看, 其截面如图乙所示. 已 知滑块与两圆杆的动摩擦因数为 ? ,重力加速度为 g, ? =120 则 A. ? ? tan ? B.左边圆杆对滑块的支持力为 mgcos ? C.左边圆杆对滑块的摩擦力为 0.5mgsin ? D、若增大 ? , 圆杆对滑块的支持力将增大 9.如图,光滑斜面 C 静止在粗糙的水平地面上,质量均为 m 的滑块 A、B 叠放在一起后由静止开始下滑,此过程中斜面保持静止。 则下列说法错误的是 A.A 对 B 的压力等于 mg B.B 受 4 个力的作用 C.地面对 C 的摩擦力方向水平向左 D.若将 A 撤去,则 B 下滑的加速度变小 10、如图,直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位 移一时间(x 一 t)图线,由图可知 A.在时刻 t1,a 车追上 b 车 B.在时刻 t2,a、b 两车运动方向相反 C.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的速率先减少后增加 D.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的速率一直比 a 车大 11、如图所示,两个可视为质点的、相同的木块 A 和 B 放在转盘上, 两者用长为 L 的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力 的 K 倍,A 放在距离转轴 L 处,整个装置 能绕通过转盘中心的转轴 O1O2 转动。开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转 动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是 A. ? ?

A B C

2 Kg Kg 时,A、B 相对于转盘会滑动 B. ? ? 时,绳子一定有弹力 3L 2L Kg 2 Kg C.当 范围内增大时,B 所受摩擦力变大 ?? ? 2L 3L
D.当 0 ? ? ?

2Kg 范围内增大时,A 所受摩擦力一直变大 3L

12.如图,截面为等腰直角三角形的圆锥形陀螺,其上表面半径为 r, 转动角速度为 ? .欲让旋转的陀螺从光滑桌面上水平飞出(运动中陀

2

螺转动轴总保持竖直),且飞出过程中恰不与桌子相碰.设陀螺底端顶点离开桌面的瞬间, 其水平速度为 v0.陀螺上的最大线速度为 v.则下列说法正确的是 A、 v0 ?

gr

B、 v0 ?

gr / 2

C、 v ? ?r ? gr / 2

2 2 D、 ? ? ? r ? gr

三、实验题(共 2 小题,每空 3 分,共 15 分) 13(1).两木块甲和乙自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木 块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是 0.1s.已知乙作 v=0.4m/s 的 2 匀速直线运动.则甲的加速度大小为 m/s ,t3 时刻甲的速度大小为 .

(2)某同学做“探究加速度与力的关系”的实验,实验的探究对象是铝块(质量小于砂桶的), 在静止释放轻绳前,装置如图甲所示,

①该同学在实验操作中有两处明显错误,分别是 和 。 ②纠错后开始实验:保持铝块的质量 m 不变,通过在砂桶中添加砂来改变对铝块的拉力; 每次释放轻绳,由力传感器可测得拉力的大小 F,由纸带上打出的点可算出对应加速度 的大小 a;已知重力加速度为 g。该同学根据多组实验数据画出如图乙所示的一条过坐 标原点的直线,他标注纵轴为加速度 a,但忘记标注横轴,你认为横轴代表的物理量是 (用所给的字母表示) 。 ③若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更 (选填“不变”、 “更大”或“更小”)

四、计算题(共 3 小题,共 43 分)

3

14.(1 2 分)某新式可调速火炮,水平射出的炮弹可视为平抛运动.如图,目标是一个剖 面为 90° 的扇形山崖 OAB,半径为 R (R 为已知) ,重力加速度为 g. (1)若以初速度 v0(v0 为已知)射出,恰好垂直打在圆弧的中点 C,求炮弹到达 C 点所用 时间; (2)若在同一高地 P 先后以不同速度射出两发炮弹,击中 A 点的炮弹运行的时间是击中 B 点的两倍,OABP 在同一竖直平面内,求高地 P 离 A 的竖直高度.

15、(14 分)一平板车静放在光滑水平地面上,其右端放一质量 m=5kg 的物体.平板车质 量 M=10kg,总长度 L=1.5m,上表面离地高度 h=1.25m,与物体间的动摩擦因数 ? =0.2.物 体可看成质点,所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,空气阻力可忽略,重力加速度 g=10m/s2.现在平板车上施加一水平向右 F=60N 的拉力,求 (1)物体刚脱离小车时的速度; (2)当物体落地时,距离平板车左端的水平距离.

16.(17 分)图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台 水平传送,A、B 两端相距 3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角 θ=37°,C、D 两端相距 4.45m,B、C 相距很近.水平部分 AB 以 5m/s 的速率顺时针转动.将质量为 10kg 的一袋大 米放在 A 端,到达 B 端后,速度大小不变地传到倾斜的 CD 部分,米袋与传送带间的动摩 2 擦因数均为 0.5.(g 取 10m/s )试求: (1)若 CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离. (2)若要米袋能被送到 D 端,求 CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从 C 端到 D 端所用时间的取值范围.

4

2015—2016 学年度高州中学高一物理竞赛参考答案
题号 答案 1 B 2 A 3 A 4 D 5 A 6 C 7 BC 8 BC 9 BC 10 BC 11 ABD 12 BC

13.(1) 1 ; 0.35m/s; (2) ①打点计时器错接在直流电源上(或打点计时器应该接在交流电源上);要进行 打点的纸带留得太短(或铁块的位置太高,或砂桶的位置太低).②F-mg.③更大. 14.解:(1)炮弹做平抛运动,恰好垂直打在圆弧的中 点 C 时水平和竖直分速度相等,即 有 vy=v0·······················2 分 又 vy=gt······················2 分 解得 t ?

v0 g

······················

2分

(2)设 P 离 A 的竖直高度为 h.

1 2 g ? 2t ? ······················2 分 2 1 h ? R ? gt 2 ······················2 分 2 4 联立解得 h ? R ······················2 分 3
则有 h ? 15.解:(1)对 M: F ? ? mg ? Ma1 解得: a1 ? 5m / s 对 m: 得: a2 ? 2m / s 由:
2
······················

1分

2

······················

1分 1分

?mg ? ma2

······················

······················

1分

1 2 1 2 a1t1 ? a2t1 ? L ······················1 分 2 2 得: t1 ? 1s ······················1 分
m 脱离的速度 v1 ? a2t1 ? 2m / s 竖直方向: h ?
······················

1分

(2)物体 m 脱离 M 后做平抛运动:

1 2 gt2 ······················1 分 2 水平方向: s1 ? v1t2 ? 1m ······················1 分
对 M: F ? Ma3 得: a3 ? 6m / s
2
······················

1分

······················

1分 1分

m 脱离时 M 的速度为 v2 ? a1t1 ? 5m / s 小车位移 s2 ? v2t2 ?

······················

1 2 a3t2 ? 3.25m 2

······················

1分

5

故 ?s ? s2 ? s1 ? 2.25m ······················1 分 16.解: (1) 米袋在 AB 上加速时的加速度 a0= 分 米袋的速度达到 v0=5m/s 时, 滑行的距离 s0=

?mg
m

? ?g =5m/s2·

·····················

1

?0 2
2a 0

=2.5m<AB=3m, ······················2

分 因此米袋在到达 B 点之前就有了与传送带相同的速度 设米袋在 CD 上运动的加速度大小为 a,由牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcosθ=ma······················1 分 2 代入数据得 a=10 m/s ······················1 分 所以能滑上的最大距离 s=

?0 2
2a

=1.25m······················1 分

(2)设 CD 部分运转速度为 v1 时米袋恰能到达 D 点(即米袋到达 D 点时速度恰好为零), 2 则米袋速度减为 v1 之前的加速度为 a1=﹣g (sinθ+μcosθ) =﹣10 m/s ······················1 分 2 米袋速度小于 v1 至减为零前的加速度为 a2=﹣g (sinθ﹣μcosθ) =﹣2 m/s ······················1 分 由

v1 ? v0 0 - ?1 + =4.45m······················2 分 2 a2 2a1
2 2
2

解得 v1=4m/, 即要把米袋送到 D 点, CD 部分的速度 vCD≥v1=4m/s······················1 分 米袋恰能运到 D 点所用时间最长为 tmax=

v1 ? v0 0 - v1 + =2.1s a1 a2

······················

2

分 若 CD 部分传送带的速度较大,使米袋沿 CD 上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上, 则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为 a2. 由 SCD=v0tmin+

1 2 a2t min 2

······················

1分

得:tmin=1.16s ······················1 分 所以,所求的时间 t 的范围为 1.16 s≤t≤2.1 s;······················2 分

6


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