高中物理競賽模擬試題包含答案

1、物理競賽模擬試題及答案1. 為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示。那么下列說法中正確的是( )A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用B. 顧客始終處于超重狀態(tài)C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D. 顧客對扶梯作用的方向先指向右下方，再豎直向下2.如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上， 木板和物塊間有摩擦。現(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動情況為()A. 物塊

2、先向左運(yùn)動，再向右運(yùn)動B. 物塊向右運(yùn)動，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動C. 木板向右運(yùn)動，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動D. 木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零3.如圖所示， 兩質(zhì)量相等的物塊A 、B 通過一輕質(zhì)彈簧連接，B 足夠長、 放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時(shí)處于原長，運(yùn)動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個(gè)水平恒力，A 、B 從靜止開始運(yùn)動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有()A當(dāng) A、 B 加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大B當(dāng) A、 B 加速度相等時(shí)，A 、B 的速度差最大C當(dāng) A、 B 的速度相等時(shí)，A 的速度達(dá)到最大D當(dāng) A、 B 的速度相等時(shí)，彈簧

3、的彈性勢能最大4. 大爆炸理論認(rèn)為，我們的宇宙起源于137 億年前的一次大爆炸。除開始瞬間外，在演化至今的大部分時(shí)間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的。上世紀(jì)末，對 1A 型超新星的觀測顯示，宇宙正在加速膨脹，面對這個(gè)出人意料的發(fā)現(xiàn)，宇宙學(xué)家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量組成，它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時(shí)期內(nèi)開始加速膨脹。如果真是這樣，則標(biāo)志宇宙大小的宇宙半徑R 和宇宙年齡的關(guān)系，大致是下面哪個(gè)圖像？ ()5圖示為某探究活動小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為3。木箱在軌道端時(shí)，自動裝貨裝6置將質(zhì)量為m 的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿

4、軌道無初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過程。下列選項(xiàng)正確的是()A m MBm 2MC木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能6.如圖所示，某貨場要將質(zhì)量為 m1=100 kg 的貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無初速滑下，軌道半徑R=1.8 m。地面上緊靠軌道依次排放兩個(gè)完全相同的木板A 、B ，長度均為L=2m ，質(zhì)量均為m2=100 kg，木板上表面與

5、軌道末端相切。貨物與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2 。（最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）（1）求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對軌道的壓力。（2）若貨物滑上木板A 時(shí)，木板不動，而滑上木板B 時(shí)，木板B 開始滑動，求（3）若1 =0.5，求貨物滑到木板A 末端時(shí)的速度和在木板A 上運(yùn)動的時(shí)間。1 應(yīng)滿足的條件。7.如圖甲，在水平地面上固定一傾角為 的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中。一勁度系數(shù)為k 的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電量為 q（q0）的滑塊從距離彈簧上端為 s0 處靜

6、止釋放，滑塊在運(yùn)動過程中電量保持不變， 設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失， 彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。（ 1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間t 1（ 2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個(gè)過程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm 過程中彈簧的彈力所做的功W ；（ 3）從滑塊靜止釋放瞬間開始計(jì)時(shí)，請?jiān)谝覉D中畫出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個(gè)過程中速度與時(shí)間關(guān)系v-t 圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、 t2 及 t3 分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時(shí)刻，縱坐標(biāo)軸上的v1 為滑塊在t1 時(shí)刻的速度大小，v m是題中

7、所指的物理量。（本小題不要求寫出計(jì)算過程）8. 探究某種筆的彈跳問題時(shí)，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和 4m.筆的彈跳過程分為三個(gè)階段：把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見題 24 圖 a）；由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1 時(shí)，與靜止的內(nèi)芯碰撞（見題 24 圖 b）；碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2 處（見題 24 圖 c）。設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力，重力加速度為g。求：（ 1）外殼與碰撞后瞬間的共同速度大?。唬?）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）

8、從外殼下端離開桌面到上升至h2 處，筆損失的機(jī)械能。1.C 2.BC. 3.BCD 4.C 解析：圖像中的縱坐標(biāo)宇宙半徑R 可以看作是星球發(fā)生的位移x，因而其切線的斜率就是宇宙半徑增加的快慢程度。由題意，宇宙加速膨脹，其半徑增加的速度越來越大。故選C。5.BC 解析：受力分析可知， 下滑時(shí)加速度為gg cos，上滑時(shí)加速度為 gg cos，所以 C 正確。設(shè)下滑的距離為 l，根據(jù)能量守恒有( mM ) gl cosMgl cosmgl sin ，得 m2M 。也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外，還有其他力( 非重力、彈性力 )做的功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量，B 正確。在木箱與貨物從頂端滑到最

9、低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能，所以D 不正確。6（.1）設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為v0 ，對貨物的下滑過程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgR1m1v022設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為FN ,根據(jù)牛頓第二定律得， FNm1g m1v02R聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得FN3000 N 根據(jù)牛頓第三定律，貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對軌道的壓力大小為3000N ，方向豎直向下。（2）若滑上木板 A 時(shí)，木板不動，由受力分析得1m1 g2 (m12m2 ) g 若滑上木板 B 時(shí)，木板 B 開始滑動，由受力分析得1m1g2 (m1m2 ) g 聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得10.6 。（3） 10

10、.5 ，由式可知，貨物在木板A 上滑動時(shí)，木板不動。設(shè)貨物在木板A 上做減速運(yùn)動時(shí)的加速度大小為 a1 ，由牛頓第二定律得1m1gm1a1 設(shè)貨物滑到木板A 末端是的速度為v1 ，由運(yùn)動學(xué)公式得 v12v022a1l 聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得v14m / s 設(shè)在木板 A 上運(yùn)動的時(shí)間為 t，由運(yùn)動學(xué)公式得 v1v0 a1t 聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得t0.4s ?？键c(diǎn)：機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)方程、受力分析7.（1） t12ms0;（2） W1mvm2(mg sinqE)(s0mg sinqE ) ;qEmg sin2k(3)【解析】本題考查的是電場中斜面上的彈簧類問題。涉及到勻變速直線運(yùn)動、運(yùn)用動能定理處理變力功問題、最大速度問題和運(yùn)動過程分析。（ 1）滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度大小為a，則有qE+mgsin=mas01 at12