第十五屆上海市高中基礎(chǔ)物理知識(shí)競(jìng)賽

第十五屆上海市高中基礎(chǔ)物理知識(shí)競(jìng)賽（TI杯）考生注意：1、答卷前，考生務(wù)必先將區(qū)（縣）、學(xué)校、姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫清楚。2、本卷滿分150分?？荚嚂r(shí)間120分鐘。3、計(jì)算題要有解題步驟，無(wú)過程只有答案不得分。4、本卷重力加速度g的大小均取10m/s2。5、全部答案做在答題紙上。 6、本卷允許使用TI圖形計(jì)算器。一．單選題（每小題3分，共27分）1．自從采用調(diào)控房?jī)r(jià)政策以來(lái)，曾經(jīng)有一段時(shí)間，全國(guó)部分城市的房?jī)r(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢(shì)。一位同學(xué)將房?jī)r(jià)的“上漲”類比成運(yùn)動(dòng)中的“增速”，將房?jī)r(jià)的“下降”類比成運(yùn)動(dòng)中的“減速”，據(jù)此類比方法，你覺得“房?jī)r(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢(shì)”可以類比成運(yùn)動(dòng)中的（ ）（A）速度增大，加速度增大（B）速度增大，加速度減?。–）速度減小，加速度減?。―）速度減小，加速度增大2．如圖所示，在上海某中學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中有一單擺，在它的正下方放置一個(gè)方位刻度盤。開始時(shí)，單擺沿方位刻度盤0-180的方向擺動(dòng)，經(jīng)過數(shù)小時(shí)后，單擺的擺動(dòng)為（ ）（A）沿0-180的刻度方向擺動(dòng)（B）沿刻度盤順時(shí)針轉(zhuǎn)過的某一刻度方向擺動(dòng)（C）沿刻度盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)過的某一刻度方向擺動(dòng)（D）無(wú)法確定3．如圖所示，靠在一起的兩條繩子串著一個(gè)發(fā)聲頻率一定的發(fā)聲器，繩的兩端分別由相向而立的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)者甲和乙拿著。實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)乙將其一端的兩繩頭靠在一起，甲用兩手快速擴(kuò)大其一端的兩繩頭間距時(shí)，發(fā)聲器將沿繩向乙方向快速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)聲器靠近乙后，甲將兩繩頭靠在一起，乙用兩手快速擴(kuò)大其一端的兩繩頭間距時(shí)，發(fā)聲器將沿繩向甲方向快速運(yùn)動(dòng)。在此交替操作過程中甲乙兩人聽到發(fā)聲器的聲音是（ ）（A）當(dāng)發(fā)聲器離開乙時(shí)，甲聽到發(fā)聲器音調(diào)變低（B）當(dāng)發(fā)聲器離開甲時(shí)，乙聽到發(fā)聲器音調(diào)變高（C）當(dāng)發(fā)聲器離開乙時(shí)，甲聽到發(fā)聲器音調(diào)不變（D）當(dāng)發(fā)聲器離開甲時(shí)，甲聽到發(fā)聲器音調(diào)不變4．如圖所示，“神舟”飛船升空后，進(jìn)入距地球近地點(diǎn)高度200km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度343km的橢圓軌道上飛行。飛行數(shù)圈后變軌，在距地面343km的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。飛船由橢圓軌道運(yùn)行變軌到圓形軌道運(yùn)行后 （ ）（A）周期變長(zhǎng)，機(jī)械能增加 （B）周期變短，機(jī)械能增加 （C）周期變長(zhǎng)，機(jī)械能減小 （D）周期變短，機(jī)械能減小5．如圖所示，斜面體M放在粗糙水平面上，輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在斜面上的光滑物體m相連，彈簧的軸線與斜面平行。若物體在斜面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，斜面體保持靜止，則地面對(duì)斜面體M的摩擦力Ff與時(shí)間t的關(guān)系圖像應(yīng)是（ ）6．如圖所示，一根遵從胡克定律的彈性繩，一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端與靜止在水平地面上的滑塊M相連接。水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。B為緊挨繩的一光滑小釘。OB等于彈性繩的自然長(zhǎng)度。當(dāng)繩處于豎直位置時(shí)，滑塊M對(duì)地面有壓力作用?，F(xiàn)在水平力F作用于物塊M，使之向右做直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，作用于物塊M的摩擦力（ ）（A）逐漸增大 （B）逐漸減?。–）保持不變 （D）條件不足無(wú)法判斷7．如圖所示，在水平面上有兩物體A、B，通過一根跨過定滑輪的不可伸縮的輕繩相連，當(dāng)繩被拉成與水平面的夾角分別為和時(shí)，物體A以水平速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，則物體B的速度v2為（ ）（A）v1sin/sin （B）v1cos/sin（C）v1sin/cos （D）v1cos/cos8．如圖（a）所示，下端固定的一根輕彈簧豎直立在水平地面上，彈簧正上方有一物塊，從高處自由下落到彈上端的O點(diǎn)，開始將彈簧壓縮。彈簧被壓縮了x0時(shí)，物塊的速度變?yōu)榱恪腛點(diǎn)開始接觸，物塊的加速度數(shù)值隨彈簧O點(diǎn)下降位移x的變化圖像是圖（b）中的（ ）9．汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P?？爝M(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)司機(jī)減小油門，使汽車功率立即減為原來(lái)的一半，并保持該功率繼續(xù)行駛。設(shè)行駛途中阻力不變。若從減小油門開始計(jì)時(shí)，能正確表達(dá)汽車v-t圖的是（ ）二．多選題（每小題5分，共25分。選對(duì)部分答案得2分，有錯(cuò)不得分）10．如圖所示，一個(gè)上表面水平的劈形物體M放在固定的光滑斜面上，在M的水平面有一光滑小球m。對(duì)劈形物體從靜止釋放開始觀察，則相對(duì)地面，小球在碰到斜面前可能的運(yùn)動(dòng)軌跡是( )(A)沿斜面向下的直線 (B)拋物線(C)豎直向下的直線 (D)無(wú)規(guī)則的曲線11．如圖（a）所示，O為水平直線EQMN上的一點(diǎn)，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)的左方時(shí)受到水平恒力F1作用，運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的右方時(shí)，同時(shí)還受到水平恒力F2的作用，設(shè)質(zhì)點(diǎn)由圖示位置靜止開始運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖（b）所示，由圖可知（ ）（A）質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)的左方加速度大小為EQ\F(v1,t4－t3) （B）F2的大小為EQ\F(2mv1,t3－t1)（C）質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)右方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3－t1（D）質(zhì)點(diǎn)在t＝0到t＝t4這段時(shí)間內(nèi)的最大位移為EQ\F(v1t2,2)，且質(zhì)點(diǎn)最終能回到開始出發(fā)的點(diǎn)12．某同學(xué)能查閱到的物理數(shù)據(jù)有：地球質(zhì)量M、地球半徑R、月球半徑r、月球質(zhì)量m、地球表面重力加速度g、月球表面重力加速度g’、月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v、周期T以及光速c。該同學(xué)又知道，1969年人類首次用激光器向月球表面發(fā)射激光光束，并經(jīng)過時(shí)間t后接收到了經(jīng)月球表面反射回來(lái)的激光光束。該同學(xué)要計(jì)算地球表面與月球表面之間的距離s，則下列方法中正確的是（ ）（A）按光的傳播規(guī)律s＝ct/2（B）按圓周運(yùn)動(dòng)線速度、周期關(guān)系v＝EQ\F(2（s＋R＋r）,T)計(jì)算（C）按重力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力mg＝mEQ\F(v2,s＋R＋r)計(jì)算（D）按重力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及線速度、周期關(guān)系mg’＝mEQ\F(42,T2)（s＋R＋r）計(jì)算13．如圖所示，甲圖為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖，圖中質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，質(zhì)點(diǎn)P剛好經(jīng)過平衡位置。乙圖為質(zhì)點(diǎn)P從t＝0時(shí)開始的振動(dòng)圖像。下列判斷中正確的是（ ）（A）波沿x軸正方向傳播，波速為20m/s（B）t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度值大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度值（C）t＝0.1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸正方向移動(dòng)了3m（D）t＝0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)14．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，在與水平方向成角的恒力F的作用下，沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)。物塊通過A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度分別為vA和vB。物塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中（ ）（A）合外力對(duì)物塊做功W＝EQ\F(1,2)mvB2－EQ\F(1,2)mvA2（B）外力F對(duì)物塊做功WF＞EQ\F(1,2)mvB2－EQ\F(1,2)mvA2（C）合外力對(duì)物塊沖量大小I＝mvB－mvA（D）外力F對(duì)物塊沖量大小IF＞mvB－mvA三．填空題（16分）15．（6分）如圖所示，一小球被限制在x＝0與x＝x1之間運(yùn)動(dòng)，設(shè)開始時(shí)小球從x＝0處以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，假定小球在區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)能保持恒定速率，且每次在x＝0或x＝x1處碰撞返回后，其速率減為原來(lái)速率的一半。試依據(jù)題意畫出小球自運(yùn)動(dòng)開始后至第二次回到x＝0處的x-t與v-t圖。實(shí)驗(yàn)序號(hào)拋射速度（m/s）水平距離X（m）豎直距離Y（m）1104.903.302127.104.7031612.408.3042222.7115.8052530.6420.4162838.3628.5873250.2033.4416．（6分）圖為某運(yùn)動(dòng)員做蹦床運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用傳感器測(cè)得蹦床彈力隨時(shí)間的變化圖。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，依據(jù)圖像給出的物理信息，可以求得：（1）穩(wěn)定后的繃床運(yùn)動(dòng)周期T＝＿＿＿＿；（2）運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m＝＿＿＿＿＿＿；（3）運(yùn)動(dòng)員離開蹦床上升的最大高度H＝＿＿＿＿；（4）運(yùn)動(dòng)員的最大加速度a＝＿＿＿＿＿＿。17．（4分）某同學(xué)為了研究斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，利用如圖所示裝置，在保持發(fā)射點(diǎn)和發(fā)射方向不變的條件下，以不同大小的速度發(fā)射小球，并設(shè)法測(cè)量小球最高點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離X和豎直距離Y。實(shí)驗(yàn)時(shí)空氣阻力可忽略，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表所示。雖然實(shí)驗(yàn)允許有誤差，但其中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為＿＿＿＿＿的水平距離X的測(cè)量值和實(shí)驗(yàn)序號(hào)為＿＿＿＿＿的豎直距離Y的測(cè)量值誤差特別大，均應(yīng)從數(shù)據(jù)表中剔除。四．實(shí)驗(yàn)題（共10分）18．（6分）伽利略利用理想實(shí)驗(yàn)的思想與方法，構(gòu)建了如圖（a）所示的理想斜面實(shí)驗(yàn)，并以此推論出“維持物體運(yùn)動(dòng)不需要力”?，F(xiàn)有如圖（b）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，它主要由小車、斜面經(jīng)及若干塊粗糙程度不同的水平長(zhǎng)直平面構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車可以從斜面平衡地滑行到水平長(zhǎng)直平面。為能利用如圖（b）所示的實(shí)驗(yàn)裝置與器材，完成能體現(xiàn)“伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)思想與方法”的實(shí)驗(yàn)推論，（1）請(qǐng)指出，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制的實(shí)驗(yàn)條件＿＿＿＿＿＿；實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)依次改變的實(shí)驗(yàn)條件＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）請(qǐng)概述，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有的主要現(xiàn)象特征＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）請(qǐng)表述，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)推論：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。19．（4分）兩個(gè)中學(xué)生利用假期分別在北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究了“單擺周期T與擺長(zhǎng)L關(guān)系”的規(guī)律，他們通過校園網(wǎng)交換了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了T2-L圖像，如圖（a）所示，從中可以判斷，北大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)圖線是＿＿＿＿（填“A”或“B”）。此外，繪制的兩地單擺振動(dòng)圖像，如圖（b）所示，若已知單擺的擺長(zhǎng)LA＝1m，則單擺的擺長(zhǎng)LB＝＿＿＿＿＿m。四．計(jì)算題（共72分）20．（12分）如圖所示，薄壁圓筒半徑為R，a、b是圓筒某直徑上的兩個(gè)端點(diǎn)（圖中OO’為圓筒軸線）。圓筒以速度v豎直勻速下落。若某時(shí)刻子彈沿圖示平面正好水平射入a點(diǎn)，且恰能經(jīng)b點(diǎn)穿出。（1）求子彈射入a點(diǎn)時(shí)速度的大小；（2）若圓筒勻速下落的同時(shí)繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度條件。21．（16分）如圖所示，用AB、BC兩根細(xì)繩把質(zhì)量為m＝1kg的小球懸掛于車內(nèi)，當(dāng)小車以速度v＝2.5m/s向右水平勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB繩與豎直方向的夾角為＝37，BC繩與豎直方向的夾角為＝45，求：（1）兩細(xì)繩的張力大小；（2）當(dāng)小車以a＝8m/s2的加速度向右水平行駛時(shí)，兩繩的張力。22．（16分）如圖所示，光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶理想連接。傳送帶水平部分長(zhǎng)L＝8m，并以恒定速度v＝3m/s沿圖中箭頭所示方向移動(dòng)。質(zhì)量均為m＝1kg、靜止于MN上的物塊A、B（視為質(zhì)點(diǎn)）之間壓縮一輕彈簧，貯有彈性勢(shì)能EP＝16J。若A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)（1）物塊B沿傳送帶向右滑行的最遠(yuǎn)距離；（2）物塊B返回到水平面MN時(shí)的速度vB；（3）若物塊B返回水平面MN后，與被彈射裝置P彈回的物塊A在水平面MN上彈性碰撞，使物塊B從Q端滑出。則彈射裝置P必須給物塊A至少做多少功？23．（16分）如圖所示，質(zhì)量均勻無(wú)彈性的一條柔軟繩索，自h高度靜止釋放，豎直地下墜至地板上。設(shè)繩索長(zhǎng)度為L(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為。當(dāng)繩索在空中的長(zhǎng)度為x（x＜L）時(shí)，求：（1）空中繩索的速度；（2）繩索對(duì)地板的壓力。24．（12分）如圖所示，將中央有一小孔的小物體C穿在豎直直桿上，使物體C只能沿桿上下運(yùn)動(dòng)，物體A與物體B分別用足夠長(zhǎng)的細(xì)線通過兩個(gè)大小不計(jì)、處于相同高度的輕質(zhì)滑輪P、Q與物體C相連，已知物體A與物體B的質(zhì)量均為M＝10kg，物體C的質(zhì)量為m＝8kg。將小物體C抬至滑輪所處的高度時(shí)，測(cè)得物體C與滑輪P、Q的水平距離分別為l1＝20cm和l2＝10cm，不計(jì)一切阻力，無(wú)初速釋放物體C，求物體C（1）下落的最大距離。（2）下落過程中所能達(dá)到的最大速度。參考答案：一．1、B， 2、B， 3、B， 4、A， 5、C， 6、C， 7、D， 8、D， 9、C。二．10、B、C， 11、A、C、D， 12、A、B， 13、A、B、D， 14、A、C、D，三．15、圖略， 16、（1）2.8s，（2）50kg，（3）5.0m，（4）40m/s2， 17、4，6， 四．實(shí)驗(yàn)題18、小車的垂直高度，水平面的粗糙程度，水平面越光滑滑行距離越長(zhǎng)，當(dāng)水平面很光滑時(shí)，小車將滑向無(wú)窮遠(yuǎn)， 19、B，9/4，五．計(jì)算題20、（1）子彈做平拋運(yùn)動(dòng)2R＝v0t，vt＝EQ\F(1,2)gt2，得v0＝EQ\F(Rg,v)；（2）＝2n＝t＝EQ\F(2v,g)，得＝EQ\F(ng,v)，n＝1,2。21、（1）由力平衡得：T2sin＝T1sin，T2cos＋T1cos＝mg，得T1＝7.14N，T2＝6.06N。（2）當(dāng)小車加速時(shí)有可能小球飄起，臨界加速度為a0，mgtan＝ma0，a0＝7.5m/s2，現(xiàn)a＞a0，故小球飄起，BC不受力，F(xiàn)sin’＝ma，F(xiàn)cos’＝mg，tan’＝0.8，F(xiàn)＝12.8N。22、（1）解除鎖定后機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒mBvB＝mAvA，EQ\F(1,2)mBvB2＋EQ\F(1,2)mAvA2＝E＝16；得：vA＝vB＝4m/s，mgL＝EQ\F(1,2)mvB2，L＝4m，（2）物塊返回時(shí)先加速再隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng)，v’＝3m/s（因?yàn)閙gL＝EQ\F(1,2)mv2，v＝4m/s＞3m/s），（3）B能從Q端滑出一定有EQ\F(1,2)mBvB’’2≥mgL’，vB’’2≥23，A與B質(zhì)量相等，完全彈性碰撞后速度互換，則A的速度確定，W＝EQ\F(1,2)mAvA’2－EQ\F(1,2)mAvA2＝EQ\F(1,2)mBvB’’2－EQ\F(1,2