2011年东阳市高一物理竞赛试卷

abcdωBAvs2011年东阳市高一物理竞赛试卷考生须知：时间120分钟,满分150分；g取10m/s2；可以使用计算器；答案写在答题卷上有效一.选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）1．甲、乙两物体相距为s,同时开始向同一方向运动.乙在前面做加速度为a1初速度为零的匀加速运动;甲在后面做加速度为a2初速度为v0的匀加速度运动，则（）A.若a1a2,它们可能相遇两次B.若a1a2,它们不可能相遇C.若a1a2,它们一定能相遇两次D.若a1=a2,它们能相遇一次2．在粗糙水平木板上放一物块，沿图所示的逆时针方向做匀速圆周运动，圆半径为R，速率v＜Rg，ab为水平直径，cd为竖直直径。设运动中木板始终保持平衡，物块相对于木板静止，则：()A、物块始终受四个力作用B、只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心C、从a运动到b，物块处于超重状态D、从b运动到a，物块处于超重状态3．一根木棒沿水平桌面从A运动到B，如图所示，若棒与桌面的摩擦力大小为f，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功分别为：()A．－fs，－fsB．fs，－fsC．0，－fsD．－fs，04．相同的小球，用长度不等的细线拴在同一点，并在同一平面内作圆锥摆运动，如图，则它们的：（）A、周期一样B、运动的角速度一样C、运动的线速度一样D、向心加速度一样5．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）A．质量为2m的木块受到四个力的作用B．当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为23T6．如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触。现使斜劈A在斜面体C上静止不动，此时P、Q对球B均无压力。以下说法正确的是()A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P点对球ABCPQm2m3mFB有压力C．若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力7．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（）A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变8．物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面。下列所示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是（）9．如图所示在倾角为37°的斜面上，用沿斜面向上的6N的力拉着重3N的木块向上做匀速运动，则斜面对木块的总作用力的方向是（）A．水平向左B．介与水平向左与垂直斜面向上之间C．沿斜面向下D．介与水平向左和沿斜面向下之间10．如图所示，将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点，用力F拉小球a，使整个装置处于平衡状态，且悬线oa与竖直方向的夹角为．则F的大小（）A．可能为mgB．可能为mgC．可能为mgD．可能为mg二、填空题（本大题共7小题，每题5分，共35分）11．如图所示，在一个小山坡上竖直地立了一根电线杆AC，其高度为h，现自其顶端拉一根光滑的铁索AB到坡底，且B与C两点间的距离与电线杆的高度相等，现将一个光滑的铁环串在铁索上，试问让其从A点由静止开始滑到B点的时间为___________。12．蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s。假设它是由均匀分布的物质构成的球体，脉冲周期是它的旋转周期，万有引力是唯一能阻止它离心分解的力，已知万有引力常量113126.6710Gmkgs，由于脉冲星表面的物质未分离，故可估算出此脉冲星密度的下限是________3kgm。（保留两位有效数字）13．在国际单位制中，库仑定律写成122qqFkr，式中静电力常量9228.9810kNmC，电荷量1q和2q的单位都是库仑，距离r的单位是米，作用力F的单位是牛顿。若把库仑定律写成更简BACEPtOAEkEPvOBEPOCEPhODFA61012-2O42F/Nt/s图甲图乙洁的形式122qqFr，式中距离r的单位是米，作用力F的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量q的新单位。当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位=；新单位与库仑的关系为1新单位=C。（保留两位有效数字）14．如图乙，长杆AB中间搁在高为h的墙上，接触点为C，A端以恒定速率v沿水平地面运动，当AC为2h时，B点向C点接近的速率为_____________。15．如右图所示，物体A、B通过以轻质弹簧连接，放置在悬挂于天花板的吊篮C中，已知A、B、C的质量均为m，开始时系统处于静止状态，则剪断悬绳的瞬间，A的加速度aA为______________，B对C的作用力FBC为____________。16．如图所示是伽利略理想斜面实验的其中一幅图，一小球在光滑槽内运动，槽底水平部分长5m，若小球由A点静止开始运动，经4s钟到达另一斜面与A等高的B点，且已知小球在水平部分运动时间为1s，则小球从A到B运动的总路程是m。17．质量为1kg的物体A静止在水平面上，它们之间的滑动摩擦因数为0.2，A受到水平拉力F的作用（如图甲），试根据F—t图像（如图乙），画出v—t图像。三.计算题（本大题共4小题，共75分）18．如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0，如果环在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F=kv2(k为常数，v为环运动的速度），试求环在运动过程中克服摩擦力所做的功．（假设杆足够长）19．如图所示，半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面垂直，圆心处有一垂直于盘面的光滑水平固定轴O，在盘的边缘上与O点等高处固定有一个质量为m的小球A，在盘的正下方离O点r/2处固定有一个质量也为m的小球B。放开盘让其自由转动，求（1）当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少？（2）A球转到最低点时的线速度为多少？（3）在转动过程中，半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？ABOACBACDB20．在倾角α＝30°的斜坡底端，一小石子以v0的初速抛出，初速度方向与水平面的夹角用θ表示，如图20，则：（1）若v0＝10m/s，θ0＝60°，求石子在斜坡上的落点离抛出点的距离；（2）θ为多大时，石子沿斜坡方向的射程最大？（3）θ为多大时，石子垂直落到斜坡上。21．如图所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑的水平面上，在长木板最右端放置一质量为m的小物体，设m和M之间的动摩擦因数为μ，试求：（1）若使小物体m相对于长木板无滑动，则加在长木板上的力的最大值F1为多大？（2）若加在长木板M上的力恒为F2（F2＞F1），要把长木板从小物体下面抽出来，F2对长木板所做的功为多大？v0θ图20MmF10O2468124812t/sv（m/s）2011年东阳市高一物理竞赛答题卷一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）题号12345答案题号678910答案二、填空题（本大题共7小题，每题5分，共35分）11．___________________12．____________________13．，14．15．，16.17.计算题（本大题共4小题，共75分）18．解：19．解：20．解：21．解：v（m/s）10O2468124812t/sABOθ2011年东阳市高一物理竞赛答案一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）题号12345答案ADCCABC题号678910答案ACDCBDCD二、填空题（本大题共7小题，每题5分，共35分）11.gh2t12.14103.113．2/123smkg4105.914．V2315．0mg/216.12.517.三、计算题（本大题共4小题，共75分）18．解：当mg=kV2时，弹力为零，摩擦力为零，所以克服摩擦力所做的功为零。（4分）当mgkV2时，弹力向上，摩擦力向左，物体的速度越来越小，摩擦力越来越大，最终物体的速度为零，根据动能定理可得：221mvWf（4分）当mgkV2时，弹力向下，摩擦力向左，物体的速度越来越小，摩擦力越来越小，最终物体做匀速直线运动。所以末速度为：kmgvkvmg/2121得（4分）根据动能定理得：kgmmvmvmvWf221212122212（3分）19．解：（1）以O为零势面，则：初态：01PAE，mgrEPB211，（2分）末态：mgrEPA2，02PBE（2分）重力势能的减少量：mgrEEEEEPBPAPBPAP212211（3分）（2）由于转动过程中机械能守恒，所以有：PkEE（2分）即mgrvmmv212212122解之得：grv54（3分）（3）如图，设最大角度为θ，此时A、B速度均为零，即动能为零，重力势能分别为：cos3mgrEPA，sin213mgrEPB，（2分）根据机械能守恒有：1133PBPAPBPAEEEE，（2分）即：mgrmgrmgr21sin21cos（2分）解得：53arcsin（2分）20．解：（1）设石子在斜坡上的落点离抛出点的距离为s，则在水平方向上00coscossvt[2分]在竖直方向上2001sinsin2svtgt[2分]解得200022cossin()6.7cosvsmg[2分]（2）2200222cossin()[sin(2)sin]coscosvvsgg[2分]当6042时，射程最大（2分）（3）设石子垂直落到斜坡上的速度为vt，则有速度关系式水平方向上0sincostvv[2分]竖直方向上0cossintvvgt[2分]得0cos()sinvtg[2分]由第（1）问中的位移关系式可得200sin2tancosgtvtvt解得21sin53tansincos3[4分]21．解：（1）取m为研究对象，要使m相对与M无滑动，必须有μmg≥ma即a≤μg（3分）取M和m整体为研究对象，则F＝(M+m)a≤μ(M+m)g（3分）即F1＝μ(M+m)g（2分）（2）取m为研究对象，则由μmg＝ma1，得a1＝μg（1分）取M为研究对象，则由F2－μmg＝Ma2，得a2＝（F2－μmg）/M（1分）设M从m下面抽出所需的时间为t，则S1＝a1t2/2S2＝a2t2/2（2分）∵S2－S1＝L（2分）∴t2＝2L/(a1－a2)=2ML/[F2－μ(M+m)g]（2分）∴S2＝a2t2/2＝（F2－μmg）L/[F2－μ(M+m)g]（2分）∴W＝F2·S2＝（F2－μmg）F2L/[F2－μ(M+m)g]（2分）