17年温州市力学竞赛试题及评分标准

12017年温州市高一物理（力学）竞赛试题一、选择题（本题共10小题，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.在2016年的夏季奥运会上，我国跳水运动员获得多枚奖牌，为祖国赢得荣誉，高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中，若此过程中运动员头部的运动轨迹如右图中虚线所示a、b、c和d为运动轨迹上的四个点，下列说法正确的是（）A.经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下B.经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下C.研究运动员的跳水动作及评定得分时可以将运动员视为质点D.若b和d点切线沿竖直方向，则经b和d点运动员头部加速度方向不可能竖直向下2.如图所示，在农村有一种常见平板车上放着一袋化肥。若平板车保持图中所示状态向左水平加速运动且加速度逐渐增大，在运动过程中，这袋化肥始终和平板车保待相对静止，则（）A.平车对化肥的支持力逐渐增大B.平板车对化肥的摩擦力逐渐增大C.平板车对化肥的作用力逐渐增大D.平板车对化肥的作用力方向竖直向上3.一辆警车在平直的公路上以40m/s的速度巡逻，突然接到报警，在前方不远处有警情需要处理，该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为40m/s，有三种方式；a为一直匀速直线运动；b为先减速再加速；c为先加速再减速，则（）A.a方式先到达B.b方式先到达C.c方式先到达D.可条件不足，无法确定4.如图所示，ca、cb是竖直平面内两根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，d为圆周的最高，a为最低点，cb经过圆心。每根杆上都套着一个小滑环，两个滑环都从c点无初速释放，用t1、t2分别表示滑环到达a、b所用的时间，则下列关系正确的是（）A.t1t2B.t1t2C.t1=t2D.无法确定5.如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道。则飞行器（）A.变轨后可能沿轨道3运动B.相对于变轨前飞行器运行周期变长C.变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等D.变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等6.如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g.今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则（）A.当绳的拉力恰好为0时，小球在最高点的速率vgLB.当绳的拉力恰好为0时，小球在最高点的速率32vgLC.若小球在最高点速率为3,此时每根绳的拉力大小为833FmgD.若小球在最高点速率为3,此时每根绳的拉力大小为23Fmg7.如图所示，物块A置于水平地面上，物块B在一水平力作用下紧靠物块A(A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑，A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等千滑动摩擦力。A与B的质量之比为（）A.121B.12121C.12121D.12122vabcd水面abodc28.近几年来我国在深海与太空探测方面有了重大发展。2015年1月5日“蛟龙号”载人潜水器在西南印度洋“龙旅”热液区完成两次下潜科考任务，2016年8月16日，我国将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）发射升空。把地球看做质量分布均匀的球体且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。若地球半径为R，“蛟龙号”下潜深度为d，量子卫星轨道距离地面高度为h，“蛟龙号”所在处“量子卫星”所在处的加速度之比为（）A22()()RdRhB.RdRhC.23()()RdRhRD.2()()RdRhR9.2013年2月15日，一团亮光划过俄罗斯车里雅宾斯克州上空，留下白色尾迹，有视频显示，当时巨大的橘红色火球掠过天空，爆炸时散发出比太阳更耀眼的光芒，陨石雨降落后，车里雅宾斯克州各类建筑的窗户被震碎，屋顶被掀翻，下面叙述中正确的是（）A.陨石经过地球大气层内能转化为机械能B.陨石经过地球大气层机械能减小C.陨石经过地球大气层机械能转化为内能的过程D.陨石在地上砸出坑说明陨石对地面做了功10.运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落。如果用表示下落高度，t表示下落时间，F表示人受到的合力，E表示人的机械能，Ep表示人的重力势能，v表示人下落的速度，在整个过程中，如果打开伞后的阻力与速度的平方成正比，则下列图像可能符合事实的是（）二、填空题（本题共4小题，11-13题每空6分，14题每空2分，共38分）11.如图（a）示是一超声波测速仪的工作示意图，固定的盒子B内有超声波发射装置，工作时该装置每隔Δt向被测物体发出一个短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被B盒接受。图（b）是某次测量中连续两次被B盒接受。图（b）是某次测量中连续两次发射的超声波的s-t图像（s表示声波所到地方离声源的距离），若物体正在做匀速直线运动，则运动物体正在（选填“靠近”或“原理”）B盒，速度大小为。（用题目和图中的符号表示）12.一个重为G的物体，用绳悬挂，开始时在竖直位置处于平衡。如果再对物体施加一个大小一定的作用力F（FG），使物体在某一位置重新处于平衡，如图所示。若不计悬线质量，则悬线质量，则悬线与竖直方向的最大夹角θ的正弦值sinθ=。13.一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一物体P,P的质量m2=10.5kg，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图所示，现给P加一个竖直向上的力F使P从静止开始向上做匀加速运动，已知在最初0.2s内F是变力，在0.2s后F是恒力，则力F的最小值为；最大值为（注：g=10m/s2）14.为了测量铁块与木块间滑动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置，让铁块从倾斜木板上A点由静止释放作匀加速直线运动，位移传感器可以测出铁块到传感器的距离，连接计算机，描绘出铁块相对传感器的位移x随时间t变化规律如右边图所示。（1）根据图线计算0.6s时，铁块速度v=m/s加速度a=m/s2（2）为了测定μ，还需要测量哪一个物理量（已知当地重力加速度g）A.铁块质量mB.铁块所受合力FC.A点距离传感器的高度hD.铁块所受支持力FN（3）为了减少误差，下列最可行的一个措施是。A.加大木板倾角倾角越大，误差越小B.A点与传感器距离适当大些C.选择体积大的空心铁块D.铁块必须由静止释放ABB（a）Os1s2t1t2（b）3三、计算题（本提供5小题共62分。解答题应写出必要的文字说明、方程和重要的步骤。只写出最后答案的不得分）15（11分）.如图（a）所示，一物体以一定的速度v0沿足够长斜面向上运动，此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系如图（b）所示。设各种条件下，物体运动过程中的动摩擦因数均不变，g=10m/s2。试求：(1)物体与斜面之间的动摩擦因数及物体的初速度大小。(2)θ为多大时，x值最小并求出x的最小值。16(11分）.如图所示，将直径4R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点，直径AB与竖直面的夹角为60°;在导轨上套一质量为m的小圆环，原长为4R、劲度系数16mgkR的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点已知弹性轻绳满足胡克定律，且形变量为x时具有弹性势能E=,重力加速度为g,不计一切摩擦。将圆环由A点正下方的C点静止释放，当圆环运动到导轨的最低点D点时，求。(1)圆环的速率v0。(2)导轨对圆环的作用力F的大小。17（11分）．某游乐场捡地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R，角速度为ω，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H。选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动。选手必须作好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上。设人的质量为m，悬挂时选手身体竖直且脚恰与平台等高。人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g。(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？(2)若已知H＝5m，L＝36m，a＝3m/s2，g＝10m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？418（14分）.如图所示，一个厚度不计的圆环A，紧套在长度为L的圆柱体B的上端，A、B两者的质量均为m。A与B之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，其大小为kmg(k1)。B在离地H高处由静止开始落下，触地后能竖直向上弹起，触地时间极短，且无动能损失。B与地碰撞n次后A与B分离，求。（1）当A与B第一次达到相同速度时，B下端离地面的高度是多少？（2）如果H、n、k为已知，那么L应为多少？19（15分）.如图所示，物体a质量为m，嵌套在一根光滑竖直杆上，吊索一端拖着A使之沿光滑竖直杆上升，另一端跨过固定在车厢底的光滑滑轮B上并绕在其正下方，逆时针匀速转动的鼓轮上，鼓轮外缘转动速度为v0滑轮B和鼓轮安装在一个车厢里，并随车厢以速度为v1向右匀速运动,当滑轮B运动到距离到杆的水平距离为l0时绳AB段与竖直夹角为。求此时绳中张力的大小为多少？（注：计算时，滑轮B的大小可忽略）52017年温州市力学竞赛参考答案一、选择题（全对得5՛,不全得2՛,有错得0՛）12345678910BDBCCBADBCBCBCDAC11、远离21212()ssttt12、FG13、72168（每空6分，共30分）14、（1）0.61（2）C（3）B（每空2分，共8分）67