2010年第十一届飞英杯高一物理竞赛及答案

2010年湖州市第十一届飞英杯高中物理竞赛高一卷(注:本卷共21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（每小题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.图为一个锻炼身体用的哑铃的示意图，现用一根结实的长绳在哑铃中部握手处紧紧地缠绕上若干圈，随后将哑铃置于粗糙的水平水泥地面上，现按图a、b、c中所示的三个方向分别用力慢慢拉动绳子，则哑铃的运动情况为A．a向右滚动，b、c向左滚动B．a、b向右滚动，c向左滚动C．a、c向右滚动，b向左滚动D．a、b、c都向右滚动2.若以抛出点为起点，取初速度方向为水平位移的正方向，则下列各图中，能正确描述做平抛运动物体的水平位移x-图象是ABCD3.如图，两梯形物块A和B叠放并置于水平地面上处于静止状态，则A.A、B两物块间只有弹力作用B.B物块对A物块的作用力一定垂直于两物块的接触面并指向A物块C.水平地面对B物块没有摩擦力作用D.水平地面对B物块的摩擦力方向向左4．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2。5s内物体的A.路程为65mB.位移大小为25m，方向向上C.速度改变量的大小为10m/sD.平均速度大小为13m/s，方向向上5．甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是A.同时抛出，且v1v2B.甲比乙后抛出，且v1v2C.甲比乙早抛出，且v1v2D.甲比乙早抛出，且v1v26．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7．如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静FFFabcAB止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动8．如图所示，在一光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻质弹簧连结起来，木块1和2分别受到方向相反的拉力F1和F2，与轻质弹簧沿同一水平直线，且F1F2。当两木块一起稳定运动时，两木块之间的距离是A.1FlkB.2FlkC.112212()mFmFlmmkD.211212()mFmFlmmk9．t＝0时，甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v－t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是A．在第1小时末，乙车改变运动方向B．在第2小时末，甲乙两车相距10kmC．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D．在第4小时末，甲乙两车相遇10．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L0现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角为300，如图所示。则物体所受摩擦力A等于零B大小为mg21，方向沿斜面向下C大小为mg23，方向沿斜面向上D大小为mg，方向沿斜面向上11．如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力大小为A．（M＋m）gB．（M＋m）g－FC．（M＋m）g＋FsinθD．（M＋m）g－Fsinθ12．如图所示，甲、乙两物体质量分别为m1=2kg,m2=3kg，叠放在水平桌面上。已知甲、乙间的动摩擦因数为μ1=0.6，物体乙与平面间的动摩因数为μ2=0.5，现用水平拉力F作用于物体乙上，使两物体一起沿水平方向向右做匀速直线运动，如果运动中F突然变为零，则物体甲在水平方向上的受力情况（g取10m/s2）A．大小为12N，方向向右B．大小为12N，方向向左C．大小为10N，方向向右D．大小为10N，方向向左13．有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、mFMθ012343060－30甲乙v/(km·h－1)t/h实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。举例如下：如图所示。质量M为倾角为θ的滑块A放于水平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上，忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度a＝2sinsinMmgMm，式中g为重力加速度。对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。但是，其中有一项是错误．．的。请你指出该项。A．当θ=0时，该解给出a＝0，这符合常识，说明该解可能是对的B．当θ＝90°时，该解给出a＝g，这符合实验结论，说明该解可能是对的C．当Mm时，该解给出a＝gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的D．当mM时，该解给出singa，这符合预期的结果，说明该解可能是对的14．如图，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块a；a与b之间、b与地面之间均存在摩擦．已知楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上．现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能A．a与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动B．a与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动C．a与b之间的压力增大，且a相对b静止不动D．b与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动15．如图所示，具有圆锥形状的回转器（陀螺），绕它的轴在高为h的光滑桌面上以角速度ω快速旋转，同时以速度υ向左运动.若回转器的轴一直保持竖直，且从桌子的边缘滑出时恰不与桌子边缘发生碰撞，则其落地点离桌子边缘的水平距离等于（设回转器的高为H，底面半径为R，不计空气对回转器的作用）A.HhRB.hHRC.HhRD.2HhR二、填空题（每空6分，共24分）16．如图所示，人和车的质量分别为m和M，人用水平力F拉绳子，图中两端绳子均处于水平方向，不计滑轮质量及摩擦，若人和车保持相对静止，且水平地面是光滑的，则车的加速度为▲.17．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力，则转盘转动的角速度ω=▲.18．舰艇A以1v速度向正南方行驶，轮船B以2v速度自东向西驶来，设0t时刻A、B的位置如图所示，它们分别距O点为1s和2s，则过时间t▲时两者相距最近，此最近距离s▲。三、计算题（共36分）ABθAB1v2v1s2sOxyab左右19.（10分）如图所示，已知物块A、B的质量分别为m1、m2，A、B间的摩擦因数为μ1，A与地面之间的摩擦因数为μ2，在水平力F的推动下，要使A、B一起运动而B不至下滑，力F至少为多大？20.（12分）抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动．现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力．（设重力加速度为g）⑴若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1，水平发出，落在球台的P1点（如图实线所示），求P1点距O点的距离x1．⑵若球在O点正上方以速度v2水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的P2（如图虚线所示），求v2的大小．⑶若球在O正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3，求发球点距O点的高度h3．21.（14分）如图，一质量为m＝1kg的木板静止在光滑水平地面上。开始时，木板右端与墙相距L＝0.08m；质量为m＝1kg的小物块以初速度v0＝2m/s滑上木板左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.1，设木板与墙碰撞前后的速度大小相等。取g＝10m/s2，求（1）从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙碰撞的次数及所用的时间；（2）达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。2Lh1P1hP2P3Ov2v12010年第十一届飞英杯高中物理竞赛高一答题卷一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）二、填空题（每空6分，共24分）16．17．18．三、计算题（共36分）19.解:题号12345678答案题号9101112131415答案得分得分得分座位号20.解:21.解:得分得分2010年湖州市第十一届飞英杯高中物理竞赛·高一卷·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）二、填空题（每空6分，共24分）16．Key:mMFa217．sintanLrg18．22211221vvvsvssm三、计算题（共36分）19.（10分）解析：B受到A向前的压力N，要想B不下滑，需满足的临界条件是：μ1N=m2g.设B不下滑时，A、B的加速度为a，以B为研究对象，用隔离法分析，B受到重力，A对B的摩擦力、A对B向前的压力N，如图2—3甲所示，要想B不下滑，需满足：μ1N≥m2g,即：μ1m2a≥m2g,所以加速度至少为a=g/μ1再用整体法研究A、B，根据牛顿第二定律，有：F—μ2（m1+m2）g=(m1+m2)g=(m1+m2)a,所以推力至少为gmmF)1)((2121.20.（12分）解析:⑴据平抛规律得：21112hgt111xtv解得：1112hxgv⑵同理得：22212hgt222xtv且：2hh22xL解得：222Lghv⑶如图，同理得：23312hgt，333xtv且：332xL设球从恰好越过球网到最高点的时间为t，水平距离为s，有：2312hhgt题号12345678答案DCCABDCADD题号9101112131415答案BCADDDBCc3stv由几何关系得：3xsL解得：343hh21.(14分）解析:（1）物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动。设木板加速度为a经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为1v，则mamg①221aTL②aTv1③联立解得sT4.0smv/4.01④在物块与木板两者达到共同速度前，在每次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的运动，因而木板与墙碰撞后将返回至初始位置，所用时间为T。设在物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞，则有对物块：atnTvv)2(0对木板：tav⑤式中t是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度所需要的时间。⑤整理得022vvnTa⑥由于木板的速率只能位于0到1v之间，故有10220vnTv⑦求解上式得5.25.1n⑧由于n是整数，所以n=2.再由以上各式得st2.0smv/2.0⑨从开始到物块与木板两者达到共同速度所用的时间为stTt8.14⑩（2）物块与木板达到共同速度时，木板与墙之间的距离为221taLS代入数据得ms06.0