高一物理力學(xué)競(jìng)賽試題

高一物理力學(xué)競(jìng)賽試題考試時(shí)間：120分鐘滿分160分一、本題共15小題，每小題4分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．1.圖示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿過蘋果瞬間的照片。該照片經(jīng)過放大后分析出，在曝光時(shí)間內(nèi)，子彈影像前后錯(cuò)開的距離約為子彈長(zhǎng)度的1%~2%。已知子彈飛行速度約為500m/s，因此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間最接近A．10-3sB．10-6sC．10-9sD．10-12s2．如圖所示，在高為H的臺(tái)階上，以初速度拋出一質(zhì)量為的小石子，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)小石子落到距拋出點(diǎn)的垂直高度為h的臺(tái)階上時(shí)，小石子動(dòng)能的增量為Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ．3.有四名運(yùn)動(dòng)員在標(biāo)準(zhǔn)的田徑場(chǎng)進(jìn)行800米跑步競(jìng)賽，圖中插小旗處是他們各自的起跑位置，他們都順當(dāng)?shù)匕匆?guī)則要求完成了競(jìng)賽，下列說法正確的是A．他們跑完的路程相同B．他們跑完的位移相同C．他們跑完的圈數(shù)相同D．他們到達(dá)的終點(diǎn)可以相同4．如圖所示，一同學(xué)沿始終線行走，現(xiàn)用頻閃照相記錄了他行走中9個(gè)位置的圖片，視察圖片，能大致反映該同學(xué)運(yùn)動(dòng)狀況的速度—時(shí)間圖象是5．下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是A．汽車駛過拱形橋頂端B．蕩秋千的小孩通過最低點(diǎn)C．跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，離開跳板向上運(yùn)動(dòng)。D．火箭點(diǎn)火后加速升空。6．如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為：A．2B．3C．4D．57．如圖所示，PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的EQ\f(1,4)圓周軌道，圓心O在S的正上方。在O和P兩點(diǎn)各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b，從同一時(shí)刻起先，a自由下落，b沿圓弧下滑。以下說法正確的是A．a(chǎn)比b先到達(dá)S，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)能相等B．a(chǎn)、b同時(shí)到達(dá)S，它們?cè)赟點(diǎn)的速度不同C．a(chǎn)比b先到達(dá)S，它們?cè)赟點(diǎn)的速度相同D．b比a先到達(dá)S，它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)能相等8．如圖所示，光滑軌道MO和ON底端對(duì)接且ON=2MO，M、N兩點(diǎn)高度相同。小球自M點(diǎn)從靜止自由滾下，忽視小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，以、、、分別表示小球的速度、位移、加速度和動(dòng)能四個(gè)物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程的是9．一輛汽車以恒定的功率，由靜止動(dòng)身沿平直的馬路行駛。經(jīng)4min的時(shí)間行駛了1800m，則能描述汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是圖中的10．不久前歐洲天文學(xué)家發(fā)覺了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍。設(shè)想在該行星表面旁邊繞行星沿圓軌道運(yùn)行的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為，在地球表面旁邊繞地球沿圓軌道運(yùn)行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為，則為A．0.13B．0.3C．3.33D．7.511．甲乙兩輛汽車在平直的馬路上沿同一方向作直線運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過馬路旁的同一個(gè)路標(biāo)。在描述兩車運(yùn)動(dòng)的v－t圖中（如圖），直線a、b分別描述了甲乙兩車在0－20s的運(yùn)動(dòng)狀況。關(guān)于兩車之間的位置和位移關(guān)系，下列說法正確的是A．在0－10s內(nèi)兩車漸漸靠近B．在10－20s內(nèi)兩車漸漸遠(yuǎn)離C．在5－15s內(nèi)兩車的位移相等D．在t＝10s時(shí)兩車在馬路上相遇12．如圖所示，在傾角為300的足夠長(zhǎng)的斜面上有一質(zhì)量為m的物體，它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按圖（a）、（b）（c）、（d）所示的四種方式隨時(shí)間變更（圖中縱坐標(biāo)是F及mg的比值，力沿斜面對(duì)上為正）。已知此物體在t=0時(shí)速度為零，若用v1、v2、v3、v4分別表示上述四種受力狀況下物體在3秒末的速率，則這四個(gè)速率中最大的是（）v1B．v2C．v3D．v413．如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不行伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大拉力為A．B．C．D．14．10個(gè)同樣的木塊緊靠著放在水平地面上，每個(gè)木塊的質(zhì)量m=0.4kg，長(zhǎng)L=0.5m，它們及地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.1，在左方第一個(gè)木塊的左端放一質(zhì)量M=1.0kg的鉛塊，它及木塊之間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ1=0.2，如圖，現(xiàn)突然給鉛塊一向右的初速度v0=5.0m/s，使其在木塊上滑行，則鉛塊起先帶動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)鉛塊的速度為（鉛塊可看成質(zhì)點(diǎn)）：A．m/sB．m/sC．3.0m/sD．m/s15．如圖所示，用相同材料做成的質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體中間用一輕彈簧連接。在下列四種狀況下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速運(yùn)動(dòng)：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速運(yùn)動(dòng)。②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速運(yùn)動(dòng)。③拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面對(duì)上加速運(yùn)動(dòng)。④拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面對(duì)上加速運(yùn)動(dòng)。以△l1、△l2、△l3、△l4依次表示彈簧在四種狀況下的伸長(zhǎng)量，則有A．△l2＞△l1 B．△l4＞△l3 C.．△l1＞△l3 D．△l2＝△l4二．填空題（每題8分共16分）16．如圖（a）所示，小車放在斜面上，車前端栓有不行伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪及重物相連，小車后面及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。起初小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車在重物的牽引下，由靜止起先沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車會(huì)接著向上運(yùn)動(dòng)一段距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的溝通電頻率為50Hz。圖（b）中a、b、c是小車運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所示。（1）依據(jù)所供應(yīng)紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算打c段紙帶時(shí)小車的加速度大小為______m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）打a段紙帶時(shí)，小車的加速度是2.5m/s2。請(qǐng)依據(jù)加速度的狀況，推斷小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的_________。（3）假如取重力加速度為10m/s2，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物及小車的質(zhì)量比為____。17．在“驗(yàn)證牛頓其次定律”的試驗(yàn)中，試驗(yàn)裝置如圖甲所示．有一位同學(xué)通過試驗(yàn)測(cè)量作出了圖乙中的A圖線,另一位同學(xué)試驗(yàn)測(cè)出了如圖丙中的B圖線．試分析①A圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是；②A圖線上部彎曲的緣由是；③B圖線在縱軸上有截距的緣由是．三、計(jì)算及論證。本題共6小題，共84分。按題目要求做答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位。18．（8分）固定光滑細(xì)桿及地面成肯定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F和小環(huán)速度v隨時(shí)間變更規(guī)律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小環(huán)的質(zhì)量m；（2）細(xì)桿及地面間的傾角。19．（15分）如圖所示，物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止起先下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面（設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變），最終停在C點(diǎn)。每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)。（重力加速度g＝10m/s2）求：（1）斜面的傾角；（2）物體及水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）t＝0.6s時(shí)的瞬時(shí)速度v。20．（12分）直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索及豎直方向的夾角θ１＝４５０。直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng)，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5m/s2時(shí)，懸索及豎直方向的夾角θ2＝１４０。假如空氣阻力大小不變，且忽視懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量Ｍ。（取重力加速度g=10m/s2；sin１４０=0.242；cos１４０=0.970）21．（15分）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和及之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止起先下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)及軌道間的壓力不能超過5mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。22．（16分）傾斜雪道的長(zhǎng)為25m，頂端高為15m，下端經(jīng)過一小段圓弧過渡后及很長(zhǎng)的水平雪道相接，如圖所示。一滑雪運(yùn)動(dòng)員在傾斜雪道的頂端以水平速度v0＝8m/s飛出，在落到傾斜雪道上時(shí)，運(yùn)動(dòng)員靠變更姿態(tài)進(jìn)行緩沖使自己只保留沿斜面的分速度而不彈起。除緩沖外運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，過渡軌道光滑，其長(zhǎng)度可忽視。設(shè)滑雪板及雪道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，求運(yùn)動(dòng)員在水平雪道上滑行的距離（取g＝10m/s2）23．（18分）如圖所示，一輕繩吊著粗細(xì)勻稱的棒，棒下端離地面高Ｈ，上端套著一個(gè)細(xì)環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力kmg(k>1)。斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長(zhǎng)，及地面發(fā)生碰撞時(shí)，觸地時(shí)間極短，無動(dòng)能損失。棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直，空氣阻力不計(jì)。求：（１）棒第一次及地面碰撞彈起上升過程中（設(shè)此時(shí)環(huán)已相對(duì)棒滑動(dòng)），環(huán)的加速度。（２）從斷開輕繩到棒及地面其次次碰撞的瞬間，棒運(yùn)動(dòng)的路程Ｓ。（３）從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對(duì)環(huán)及棒做的總功Ｗ（發(fā)的熱）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、本題共15小題，每小題4分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．題號(hào)1234567891答案BAADCBDCAACCCCBCD二．填空題（每題8分共16分）16．解答：（1）由，用逐差法：要求保留兩位有效數(shù)字，所以，（有效數(shù)字位數(shù)不對(duì)的給1分）┄┄┄3分（2）從b段紙帶上的數(shù)據(jù)可以看出，在相同的時(shí)間間隔（0.02s）內(nèi)的位移，直到D4~D5段還在增加（之前始終加速），而從D5~D6段起先減?。ㄖ笃鹣葴p速）所以，小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在D4~D5段。┄┄┄2分（3）當(dāng)小車的加速度是2.5m/s2時(shí)，對(duì)整體由牛頓其次定律：①當(dāng)小車的加速度是-5m/s2時(shí)，對(duì)小車由牛頓其次定律：②代入數(shù)據(jù)聯(lián)立①②解出：┄┄┄3分點(diǎn)評(píng)：本題考查考生對(duì)有效數(shù)字的相識(shí),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)字運(yùn)算、試驗(yàn)誤差的處理，考查推理實(shí)力和試驗(yàn)探究實(shí)力。17．解答：①?zèng)]有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠；（答對(duì)一點(diǎn)也給2分）┄┄┄2分②未滿意拉車的鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M；┄┄┄3分③在平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過大，小車重力沿斜面對(duì)下的分力大于摩擦力，使尚未對(duì)小車施加拉力時(shí)，小車已有加速度．（答對(duì)平衡摩擦力過度的也給3分）┄┄┄3分點(diǎn)評(píng)：本題的難點(diǎn)是第②問，這是一個(gè)連接體的問題，令鉤碼對(duì)小車的拉力為，共同的加速度為，由牛頓其次定律，對(duì)鉤碼：，對(duì)小車：，聯(lián)立解出，時(shí)，近似有：，當(dāng)拉力越來越大，也即越來越大時(shí)，實(shí)際加速度，及志向值：相比，越來越偏小，導(dǎo)致A圖線上部向下彎曲。三、計(jì)算及論證。本題共6小題，共84分。按題目要求做答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位。18．（8分）解答：由圖得前2s內(nèi)：m/s2，┄┄┄2分依據(jù)牛頓其次定律，前2s有：F1－mgsin＝ma，┄┄┄2分2s后有：F2＝mgsin，┄┄┄2分由圖中數(shù)據(jù)：F1=5.5N，F(xiàn)2=5N，代入數(shù)據(jù)可解得：m＝1kg，┄┄┄1分＝30。┄┄┄1分點(diǎn)評(píng)：本題要求將運(yùn)動(dòng)情景和兩個(gè)圖像相結(jié)合，留意區(qū)分前2s和2s后運(yùn)動(dòng)情景和兩個(gè)圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系。19．（15分）解答：（1）由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時(shí)的加速度為：a1＝EQ\F(v,t)＝5m/s2┄2分由牛頓其次定律：mgsin＝ma1┄1分可得：＝30┄1分（2）由后二列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時(shí)的加速度大小為：a2＝EQ\F(v,t)＝2m/s2┄2分由牛頓其次定律：mg＝ma2┄1分可得：＝0.2┄1分（3）令物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止起先下滑，經(jīng)t秒到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)速率為由，對(duì)斜面上的加速運(yùn)動(dòng)：①┄┄1分對(duì)平面上的減速運(yùn)動(dòng)到1.4s的過程：②┄┄1分聯(lián)立①②解出：┄┄┄1分┄┄┄2分0.5s后，物體在水平面上減速運(yùn)動(dòng)，t＝0.6s時(shí)，2分點(diǎn)評(píng)：本題的難點(diǎn)在第（3）問，要推斷t＝0.6s時(shí)，物體是在斜面上還是在平面上運(yùn)動(dòng)，即推斷物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而確定如何算t＝0.6s時(shí)的瞬時(shí)速度v20．（12分）解答：直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水的過程，對(duì)空箱令繩的拉力為，空氣阻力為，由于平衡，在水平方向：┄┄2分在豎直方向：┄┄2分所以：┄┄2分直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng)的過程，對(duì)空箱和水，令繩的拉力為，由牛頓其次定律，在水平方向：┄┄┄2分豎直方向由于平衡：┄┄┄2分代入數(shù)據(jù)聯(lián)立以上方程解出：┄┄┄2分點(diǎn)評(píng)：本題兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程都是用正交分解法，要留意審題，飛機(jī)取水做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然兩個(gè)方向都是列平衡方程，而送水的過程在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然水平方向列牛頓其次定律，而豎直方向還是列平衡方程。21．（15分）解：10物塊恰好能通過最高點(diǎn)時(shí)，令速度為，物塊下落高度為由牛頓其次定律：；┄┄┄1分∴；┄┄┄2分從靜止滑下到最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律：┄┄┄1分∴┄┄┄2分20物塊對(duì)最高點(diǎn)的壓力為時(shí)，令速度為，物塊下落高度為，由牛頓其次定律：┄┄┄1分∴；┄┄┄2分從靜止滑下到最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律：┄┄┄1分