2009年第十届飞英杯高一物理竞赛及答案

2009年湖州市第十届飞英杯高中物理竞赛高一卷(注:本卷共22题，总分为120分，考试时间90分钟，g=10m/s2，请做在答题卷上)一、选择题（每题4分，共60分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分）1．《时间简史》首版以来，先后被翻译成40多种文字，销售量达2500万册。在这本书中，作者向我们阐述了关于遥远星系，黑洞等宇宙方面的伟大发现，现已成为全球科学著作的里程碑，请问《时间简史》的作者是：A．杨振宁B．爱因斯坦C．史蒂芬－霍金D．李政道2．混凝土便宜而坚固，但不耐压。钢耐压也耐拉。通常在混凝土建筑物须承受张力的部分用钢筋来加固。则在下图中，楼板和阳台的加固钢筋放置都正确的是:A．A图B．B图C．C图D．D图3．如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑。若物体匀速下滑与加速下滑时，斜面体都保持静止，且用1fF和2fF分别表示上述两种情况下斜面体受到的水平地面的的摩擦力，则（）A．1fF为零，2fF不为零且方向向左B．1fF为零，2fF不为零且方向向右C．1fF不为零且方向向右，2fF2fF不为零且方向向左D．1fF和2fF均为零4．如图所示，底面直径为D的圆桶内放有两个完全相同的光滑小球，且d＜D＜2d（其中d为小球直径）。A、B、C为桶和球相接触的三个点，三点处的弹力大小分别为F1、F2、F3。若将桶的底面直径加大，但仍小于2d，则将有A．F1增大，F2不变，F3增大B．F1减小，F2不变，F3减小C．F1减小，F2减小，F3增大D．F1增大，F2减小，F3减小5．如图甲所示，A、B两物体静止叠放在光滑水平面上，对A物体施加一水平力F，F随时间t变化的关系图象如图乙所示。两物体在力F作用下开始运动，且始终相对静止，则A．A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同B．两物体沿直线做往复运动C．2s～3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小ABCD．两物体做匀变速直线运动6．如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600，C是圆环轨道的圆心，D是圆环上任意一点。已知在同一时刻：a、b、c三球分别由A、B、C点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；d球由D点自由下落到M点。则运动到M点的时间大小关系是：（）A．BCADttttB．BCADttttC．BCADttttD．由于C点的位置不确定，无法比较时间大小关系7．汽车刹车时如果车轮停止转动（技术上叫刹车抱死），车轮与地面发生滑动，此时地面的侧向附着性能很差，汽车在种种干扰外力的作用下就会出现方向失稳问题，容易发生交通事故。安装了防抱死系统（ABS系统）后的汽车，紧急刹车时车轮处在一种将要停止滚动又仍在滚动的临界状态，但刹车距离（以相同速度开始刹车到完全停下来行驶的距离）却比车轮抱死时更小。这两种刹车过程相比较:()A．抱死时使车减速的是滑动摩擦力，而车轮转动时是滚动摩擦力B．抱死时使车减速的是滑动摩擦力，而车轮转动时是静摩擦力C．防抱死后刹车距离小是由于变滑动摩擦力为滚动摩擦力D．防抱死后刹车距离小是由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力8．在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是()A．减少每次运送瓦的块数B．增多每次运送瓦的块数C．减小两杆之间的距离D．增大两杆之间的距离9．如图所示，斜面上有A、B、C、D四个点，且AB=BC=CD．在A点正上方O点有一物体以初速度v水平抛出，刚好落到斜面上的B点．如果使物体的水平初速度增加至v2抛出，则物体的落点（）A．仍为B点B．为C点C．在B、C之间D．在C、D之间10．长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2，则此时轻杆oA将（）A.受到6.0N的拉力B.受到6.0N的压力C.受到24N的拉力D.受到54N的拉力OABCDOmA11．如图所示，电视画面每隔1/30s更迭一帧，当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景时，观众如果注意车辆的辐条，往往会看见奇怪的现象．设车上有八根对称分布的完全相同的辐条，试问：下列说法中正确的有（）A．若在1/30s内，每根辐条恰好转过45°，则观众觉得车轮是不动的B．若在1/30s内，每根辐条恰好转过360º，则观众觉得车轮是不动的C．若在1/30s内，每根辐条恰好转过365º，则观众觉得车轮是倒转的D．若在1/30s内，每根辐条恰好转过355º，则观众觉得车轮是倒转的12．在光滑的水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，如图所示．开始时，各物均静止．今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块与木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2．物块与两木板之间的动摩擦因数相同．下列说法正确的是（）A．若F1=F2，M1M2，则v1v2B．若F1=F2，M1M2，则v1v2C．若F1F2，M1=M2，则v1v2D．若F1F2，M1=M2，则v1v213.小球从空中由静止开始下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度—时间图象如图,已知g=10m/s2,由图可知A.小球下落的加速度为10m/s2B.小球初始位置距地面的高度为1mC.小球能弹起的最大高度为0.75mD.小球在弹起过程中的加速度大小为10m/s214．s1、s2和s3表示劲度系数分别为k1、k2和k3的三根轻弹簧，k1＞k2＞k3；a、b和c表示质量分别为ma、mb和mc的三个小物块，ma＞mb＞mc。将弹簧与物块按图所示的方式悬挂起来，要求三两根弹簧的总长度最长，则应该使弹簧和物体从上到下依次分别是A．s1、s2和s3，a、b和cB．s3、s2和s1，a、b和cC．s1、s2和s3，c、b和aD．s3、s2和s1，c、b和a15.如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持猫本身相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为A.sin2gB.singC.sin23gD.2singF1M1F2M2t/sv/m·s-14-300.50.75二．填空题：(每空4分,共24分)16．如图所示，用一种钳子夹着一块质量Ｍ＝50kg的混疑土砌块起吊。已知钳子与砌块之间的动摩擦因数μ＝0.4，钳子的质量ｍ＝20kg。对绳子的竖直向上的拉力Ｆ=700Ｎ，砌块刚好不从钳口滑出。则此时钳口对砌块施加的压力是N.（设钳子与砌块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取ｇ＝10m/s２）17．如图所示，物体A、B的质量分别为2kg和4kg，位于粗糙的水平桌面上，A、B与桌面间的动摩擦因数均为0.1，劲度系数为200N/m的弹簧一端固定于竖直墙上，另一端固定在A物体上，弹簧原长为20cm，用水平力F推B，平衡时弹簧长度为16cm，如果此时把F改为一水平向右的拉力F’＝3N，则B运动cm后A、B开始分离。18.如图所示，A、B两物体相距x＝7m，物体A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度vB＝10m/s,由于摩擦力作用做向右匀减速运动，加速度a＝－2m/s2。那么，物体A追上物体B所用的时间为s。19.如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1s时撤去拉力，物体运动的v—t图像如图乙所示，取g=10m/s2，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6。则在0～1s内物体的加速度大小为m/s2，在1～2s内物体的加速度大小为m/s2，拉力F的大小为N：ABFv/m·s-1t/s21020甲乙F10湖州市第十届飞英杯高中物理竞赛卷高一答题卷一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）123456789101112131415二、填空题（每空4分，共24分）16．__________17．__________18．__________19．______________________________三、计算题（共36分）20.（16分）如图所示，底座A上装有固定长0.5m的直立杆，总质量为0.2kg，杆上套有质量为0.05kg的小环B，它与杆有摩擦，当环从底座以4m/s的速率升起的时侯刚好能到达顶端，g=10m/s2,求：（1）在环升起过程中，底座对水平面的压力为多大？（2）小环从杆顶落回底座需要多少时间？得分得分得分AvB22．（20分）古希腊哲学家芝诺提出了一个著名的运动佯谬，认为飞毛腿阿基里斯永远追不上乌龟。设阿基里斯和乌龟的速度分别是1v和2v（21vv）。开始时，阿基里斯在O点，乌龟在A点，O，A相距为L。当阿基里斯第一次跑到乌龟最初的位置A时，乌龟到了第二个位置B；当阿基里斯第二次跑到乌龟曾在的位置B时，乌龟到了第三个位置C。如此等等，没有经过无穷多次，阿基里斯是无法追上乌龟的。（1）阿基里斯第n次跑到乌龟曾在的位置N时，总共用了多少时间。（2）证明经过无穷多次这样的追赶，阿基里斯可以追上乌龟，并求追上用了多少时间。（3）可是，人们还是可以替芝诺辩护的，认为他用了一种奇特的时标，即把阿基里斯每次追到上次乌龟所到的位置作为一个时间单位。现称用这种时标所计的时间叫做“芝诺时”（符号τ，单位：芝诺）。即阿基里斯这样追赶了乌龟n次的时候，芝诺时τ=n芝诺。试推导普通时与芝诺时的换算关系，即τ=f（t）的函数关系。AOBN·····LC得分09年湖州市第十届飞英杯高中物理竞赛卷高一答案一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）123456789101112131415CADAABBDDCBABDBDBDC二、填空题（每空4分，共24分）16．_625_17．_3.25_18．__819．201030三、计算题（共36分）20．（16分）解答(1)202vah（2分）2/16sma（1分）amgmfBB（2分）Nf3.0（1分）对A：gmFfAN（2分）NFN7.1所以A对地面的压力NFN7.1/（2分）(2)B下滑，/amfgmBB（2分）2//4sma2/21tah（2分）st5.0（2分）21．（20分）解答（1）当阿基里斯第一次跑到乌龟的最初位置A时，用时11vLt2分乌龟已到了第二个位置B，LvvtvAB12122分当阿基里斯第二次跑到乌龟的曾在位置B时，用时21212vLvvABt2分乌龟已到了第三个位置C，LvvtvBC21222)(2分如此等等，阿基里斯第n次跑到乌龟曾在的位置N时，用时Lvvtnnn1122分所以1212111221212121111vvvvvLvvvvvvvLttttnnnN2分（2）当n时，012nvv，所以21vvLt所以阿基里斯可以追上乌龟。2分所用时间，21vvLt2分（3）1212111vvvvvLtn由此解出1221ln)1ln(vvtlvvn4分