高二物理竞赛试题

2006-2007年度高二年级物理竞赛试卷时间：90分总分：100分一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，选对的得4分，选错的不得分，共32分）1、下列说法中正确的是()A、作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越快B、作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量变化就越快C、作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变D、延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的冲量大小2、两个小车，如果让它们沿相反方向做匀速直线运动,每隔10s钟它们的距离就增加16m;如果让它们以原来的速度沿同一方向运动,每隔5s它们之间的距离增大2m，则这两辆车的速度大小分别为()A、1m/s，0.6m/sB、1.2m/s，0.8m/sC、0.8m/s，0.8m/sＤ、1m/s，1.4m/s3、从某高处自由下落到地面的物体,在中间一秒内通过的路程为30m,则该物体下落时的高度为（）A、0mB、100mC、140mD、180m4、如图所示，质量为m的小球固定在小车的木架ABC的A端上，AB杆和竖直方向上的BC杆夹角为，当小车以加速度a向右作匀加速直线运动时，AB杆对小球的作用力的大小为（）A、maB、mgtgC、ma／sinD、m22ga5、从匀加速直线行驶的火车内释放一石子，不计阻力的影响，他看到石子做（）A、自由落体运动B、平抛运动C、匀速直线运动D、匀变速直线运动6、将物体以v0的速度水平抛出，不计空气阻力，当其竖直分位移的大小与水平分位移的大小相等时，以下说法中不正确的是（）A、瞬时速度的大小为5v0B、运动的时间为gv02C、运动的位移的大小为gv2022D、竖直分速度的大小等于水平分速度的大小7、在绕地球的圆形轨道上飞行的航天飞机上，将质量为m的物体挂在一个弹簧秤上，若轨道处的重力加速度为g/，则下面说法中正确的是()A、物体所受的合外力为mg/，弹簧秤的读数为零B、物体所受的合外力为零，弹簧秤的读数为mg/C、物体所受的合外力为零，弹簧秤的读数为零D、物体所受的合外力为mg/，弹簧秤的读数为mg/。BAaC8、如图所示，物体M重100N，若不计摩擦、绳及滑轮自重，当滑轮在恒力F作用下以1m/s的速度匀速上升时，物体M的速度及绳子的拉力F的大小分别为()A、0.5米/秒、100牛B、1米/秒、50牛C、2米/秒、200牛D、4米/秒、100牛二、多项选择题（每小题有一个或多个正确答案，全选对的得6分，选对不全的得3分，只要有一个选错的不得分，共30分）9、一个钢球从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中．若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为Ⅱ，则（）A、过程Ⅰ中钢球动量的改变量等于重力的冲量B、过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C、过程Ⅱ中钢球克服阻力所做的功等于过程Ⅰ中与过程Ⅱ中所减少的重力势能之和D、过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中所增加的动能10、如图所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以75m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞蓬小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（）A、5m/sB、4m/sC、85m/sD、95m/s11、国产水刀——超高压数控万能水切割机以其神奇的切割性能在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上引起轰动，它能切割40mm厚的钢板，50mm厚的大理石等其他材料．水刀就是将普通的水加压，使其从口径为02mm的喷嘴中以800m/s～1000m/s的速度射出的水射流．我们知道，任何材料，承受的压强都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的压强限度．设想有一水刀的水射流横截面积为S，垂直入射的速度v＝800m/s，水射流与材料接触后，速度为零，且不附着在材料上，水的密度ρ＝1×103kg/m3，则此水刀不能切割上述材料中的（）12、如图所示，Q为地球，A为在空间运行的宇宙飞船，现有一对接舱B在A的后方加速追A，并与A实现对接.y轨道为A的运行轨道，x轨道和z轨道分别是y比轨道高一些和低一些的两个轨道，那么…（）A、B只有从x轨道开始加速，才有可能实现与A对接B、B只有从y轨道开始加速，才有可能实现与A对接C、B只有从z轨道开始加速，才有可能实现与A对接D、B从x、y轨道开始加速，都有可能实现与A对接，从z轨道开始加速，不能实现与A对接13、如图所示，通过空间任意一点A可作无数个斜面.如果物体从A点分别沿这些倾角各不相同的光滑斜面滑下，那么物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是（）A、球面B、抛物面C、水平面D、不规则的曲面A橡胶5×107PaB花岗石12×108Pa～26×108PaC铸铁88×108PaD工具钢67×108Pa三、非选择题14、（6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律．伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示．图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示．15、(10分)如图所示，平板小车停在光滑水平面上，质量均为m的物块A和B从小车两端相向滑上小车上表面，它们的水平速度大小分别为2v0和v0，若小车质量为m，A和B与小车间的动摩擦因数均为μ，试问经过多少时间A和B相对静止？（小车足够长，A、B不相撞）16、（12分）一个质量为kg4的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数1.0,从0t开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化规律如图所示.求83秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功.g取2/10sm17、（10分）一轻绳一端固定在O点，另一端拴一小球，拉起小球使轻绳水平，然后无初速的释放.如图所示，小球在运动至轻绳达到竖直位置的过程中，小球所受重力的瞬时功率在何处取得最大值.参考答案：1、A2、A3、D4、D5、D6、D7、A8、C9、AC10、C11、CD12、C13、C14、【答案】平均速度物块的末速度15、t＝gv35016、【答案】167m681J17、θ=arccos33时参考解答：6.解析：依题意有21gt2=v0t,t=gv02,B正确.vt=5)(22022gtvvvyxv0,A正确.s=gvgttvyx2022202222)21()(,C对D错.故应选D.答案：D10.【解析】小球做平抛运动，它落在车底前瞬间的竖直分速度为vy＝201022ghm/s＝20m/s则小球的水平分速度为v0＝22yvv＝15m/s小球落到车中跟车相互作用过程中，系统在水平方向的动量守恒，则Mv－mv0＝（M＋m）v′v′＝5.4155.05.740mMmvMvm/s＝5m/s11.【解析】以射到材料上的水量Δm为研究对象，以其运动方向为正方向，由动量定理得：pSΔt＝－ρSvΔt·v；p＝－ρv2＝－64×108Pa由表中数据可知：不能切割C、D．【答案】CD12.解析：对接仓B在A的后方加速时，由于速度变大，需要的向心力大于实际提供的向心力，会产生离心运动，这样轨道就会升高.因此只能从z轨道加速，才有可能与A对接，故选C.答案：C15.【解析】A、B两物块都滑动时小车静止，当B速度减小到零后，在A的摩擦力作用下；小车与B一起向右加速运动，直到跟A达到相同速度之后，A、B和小车以相同速度做匀速直线运动．由动量守恒定律得2mv0－mv0＝3mvv＝31v0对A由动量定理得：－μmgt＝mv－m·2v0从A、B滑上小车到它们跟小车相对静止，经历的时间为t＝gv350【答案】gv35016.【答案】167m681J【分析】当物体在前半周期时由牛顿第二定律，得F1-μmg=ma1a1=(F1－μmg)/m=(12－0.1×4×10)/4=2m/s2当物体在后半周期时，由牛顿第二定律，得F2+μmg=ma2a2=(F2+μmg)/m=(4+0.1×4×10)/4=2m/s2前半周期和后半周期位移相等x1=1/2at2=0.5×2×22=4m一个周期的位移为8m最后1s的位移为3m83秒内物体的位移大小为x=20×8+4+3=167m一个周期F做的功为w1=（F1－F2）x1=（12－4）4=32J力F对物体所做的功w=20×32+12×4-4×3=681J17．解析：重力的瞬时功率P=mg·vcosα=mgvy其中vy为速度v的竖直分量，由于mg恒定，P的变化规律即vy的变化规律.定性分析vy的变化，在起点A，v=0,vy=0.最低点B速度v水平，vy=0，故在下落过程中，vy先增大后减小，vy取最大值之处必是竖直方向加速度ay=0,设为C处，此处，绳的拉力的竖直分量Fy必与重力平衡.小球在C处重力的瞬时功率最大，则有Fy=mg,Fcosθ=mg①需求出绳的拉力F由圆周运动知F－mgcosθ=lmv2②从A点至C点机械能守恒(l为绳长).Mglcosθ=21mv2③解式①、②、③，得cosθ=33即绳与竖直成θ=arccos33时，vy最大，即PG最大