2015年郑州高一年级物理竞赛试题

郑州四中董文方2015年郑州市高一年级物理竞赛试题一．选择题（每小题4分，共48分，全对得4分，对而不全得2分）1.如图所示，两板间夹一木块A，向左右两板加压力F时，木块A静止，若，将压力各加大到2F，则木块A所受的摩擦力（）A．是原来的2倍B是原来的4倍C与原来相同D因摩擦因数未知无法计算2.a.b为两重杆，上端铰于屋顶上，中间用弯成弧形的轻杆c相连，c和a，b间均用光滑铰链连接，如图所示。则轻杆c的受力情况是（）3.甲、乙两个物体相距为S，沿同一直线向同一方向运动，乙在前做加速运动为1a的匀加速直线运动，甲在后做加速度为2a、初速度为0V的匀加速直线运动，则（）A．若1a2a,可能相遇两次B若1a=2a，一定相遇一次C．若1a2a,不可能相遇两次D.若1a2a，不可能相遇一次4.如图所示，物体A在倾角为的斜面静止，现在给物体A一水平推力F，使它做匀速运动，物体A与斜面间的滑动摩擦系数为，物体质量为m，则（）A．物体Ａ将沿与斜面底边平行方向移动Ｂ物体Ａ受摩擦力大小等于cosmg，方向与Ｆ相反Ｃ物体Ａ将斜向下做匀速直线运动Ｄ物体Ａ受滑动摩擦力大小等于cosmg，方向一定与Ｆ不同直线。５.以25ms的速度行驶的汽车，车上固定一光滑斜面上，在刹车后经2.5s停下来，欲使在刹车过程中物体Ａ与斜面保护相对静止，则斜面的倾角应为（）A030B045C060D075６.如图所示，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，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性弹性限度内）。与稳定在竖直时位置相比，小球的高度（）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进度系数决定7.从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度有一物体B自由下落，两物体在空中到达某一高度时速率都是V，则下列说法正确的是（）A.物体A上抛的初速度和物体B落地时的速度大小均为2VB.物体A、B落体时间相等C.物体A能上升的最大高度和物体B开始下落时的高度相同D.物体在空中到达同一高度时一定是物体B开始下落时的高度的一半8.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各外行星绕太阳运动的轨道半径如下图所示，则下列判断正确的是（）地球火星木星土星天王星海王星地球半径（AU）1.01.55.29.51930FFAA郑州四中董文方A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半C.在2015年内一定会出现土星冲日D.地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短9.如图所示是洗衣机脱水制动示意图。脱水桶的半径为20cm，正常工作时以每分钟1200转高速转动。脱水后衣服可视为均匀紧贴脱水桶壁上，且当衣服和桶的总重量为3kg时，测得从打开脱水桶盖到脱水桶静止，脱水桶共旋转了50圈。设脱水桶刹车盘的半径为6cm，则脱水桶制动过程中刹车带上的平均摩擦力的大小约为（）A50NB15NC100ND40N10.如图所示，有一根常为L，质量是M的均匀链条静止在光滑水平桌面上，其长度的1/5悬于桌边外，如果在链条的A端施加一个拉力使悬着的部分以0.1g（g为重力加速度）的加速度拉回桌面。设拉动过程中链条与桌边始终保持接触，则拉力最少需要做功（）A.50MLgB.10MLgC.250MLgD.25MLg11.如图所示，A，B两物体用一根跨过定滑轮的细绳系住，置于固定地面上的直角斜面体两边相同高度上，处于静止状态，若不计摩擦，剪断细绳后下面说法正确的有（）A.着地时两物体速度相同B.着地时两物体所受重力的功率相同C.着地时两物体所受重力的功率相同D.两物体沿斜面滑行的时间相同12.如图所示，质量为m的小物体静止放在质量为M的平板左端，车与地面间摩擦不计，一次给物体一个向右的速度v，另一次给小车一个向左的速度v，若小车质量M大于小车质量m，则两次最后物体和小车间达到相对静止时（）A.速度的大小相等B.所需时间相等C.小车走过的距离相等D.物体相对小车滑行的距离相等二、填空题（每题6分，共48分）13.一重为G的物体静止在斜面上，所受摩擦力的大小为G/2。若用一大小为G的竖直向下的力作用在物体上，则物体所受摩擦力的大小为所受斜面的弹力大小是。14.如图所示的三个物体质量分别为1m，2m和3m，1m2m,带有滑轮的物体3m放在光滑水平面上。滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动，水平推力F=。15.质量为M的金属块和质量为m的木块，通过轻绳连在一起，从静止开始以加速度a在水中下沉，经过时间t绳断，此时金属块和木块分开，再经过't时间木块停止下沉，若金属块还未到水底，则此时金属块的速度为。16.用一根长为L的铁丝绕成等螺距的螺旋线圈，固定线圈使其轴保持竖直，线圈最高点离地面的高度为H，一个小珠子可以穿在铁丝上沿螺旋线无摩擦地下滑，现将小珠子由静止开始从螺旋线最高点释放，则小珠子达到最低点所用时间t=。17.如图所示，A球自转周期为1小时，绕B球公转周期为3小时，自转和公转方向如图所示，若在A球表面看B球，则B球绕A球公转周期为。18.在一级方程式汽车大赛中，法拉利赛车总质量为m，为使赛车经过弯道时，仍能保持一定的高速行驶，工程师对赛车的外形进行了精心的设计，使得赛车在高速行驶时，相对车辆运动的空气能对车身产生向下的附加压力（此压力被称为气动压力）,从而增大赛车对地面的正压力。已知该正压力与摩擦力的比值为（称为侧向附着系数）。要使赛车以速度v经过半径为R的水平弯道时不侧滑，所需气动力至少为。19.我国正在进行’嫦娥计划’对月球进行探测。已知地球半径R为月球半径的3.6倍，地球表面的重力加速度g为月球的6倍。月球和地球都可视为匀质球体，长期在月球工作需AB郑州四中董文方要正在月球表面覆盖压强501.010pPa的大气层。（设大气层厚度远小于月球半径）则该大气层的大气质量是kg。20.如图所示，直杆AB在半径为r的固定圆环上以垂直于杆的速度v作平动，当杆AB运动至图示位置时，杆与环的交点M的运动的加速度大小为。三、计算题（本题共有5小题，满分54分）21.（10分）如图所示，轻杆AC、AD长为均为2m，轻杆AB长为3m，A端由活络头铰在一起，B、C、D均支于水平地面上，ABAC，ABAD，60oCAD，在A端铰链上挂一重为G的物体，求AB和AC杆所受压力的大小22.（10分）如图所示，质量为Am=10kg的物块A与质量Bm=2kg的物块B放在倾角30o的光滑斜面上处于静止状态，轻质弹簧一端与物块B连接，另一端与固定挡板连接，弹簧的倔强系数400kNm。现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上做匀加速运动，已知F在前0.2s后为恒力，若g取210ms，试求：（1）力F的最大值和最小值；（2）在力F由最小值达最大值的过程中，物块A所增加的重力势能。23.（10分）当物体从高空下落时，空气对物体的阻力会随物体的速度增大而增大，因此，物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度被称为收尾速度。研究发现在相同环境条件下，球星物体的收尾速度仅与球半径及质量有关。下表某次研究的实验数据：（1）试根据表中数据，求出B、C两球达到收尾速度时，所受的空气阻力之比；（2）试根据表中数据，归纳出球星物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系式（写出表达式及比例系数）；（3）将C、D两个小球用轻绳连接，若他们在下落时所受空气阻力与单独下落时的规律相同，让他们从足够高处下落，试求出他们的首位速度，并判断它们的落地顺序。小球ABCDE小球半径3(10)rm0.50.51.52.02.5小球质量6(10)mkg254540100小球首位速度()vms1640402032BMA0郑州四中董文方24.（12分）如图所示，0、A、B为地面附近同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，60oBOA，OB=32OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点。给此小球另外施加一个未知恒力F，F的方向与OAB所在的平面平行；现从O点以同样的初动能沿某一方向使小球在恒力F作用下开始运动，该小球恰好也通过A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能在恒力F作用下沿另一方向开始运动，恰好通过B点，且到达B点的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g。求：所施加的恒力F的大小和方向。25.（12分）如图所示，将中央有一小孔的小物体C穿在竖直杆上，使物体C只能沿杆上下运动，物体A与物体B分别用足够长的细线通过两个大小不计、处于相同高度的轻质滑轮P、Q与物体C相连，已知物体A与物体B的质量均为M=10kg，物体C的质量为m=8kg。将小物体C抬至滑轮所处高度时，测得物体C与滑轮P、Q的水平距离分别为1l=20cm和2l=10cm，不计一切阻力，无初速度释放物体C，求：（1）物体C下落的最大距离（2）物体C下落过程中所能达到的最大速度。0BA