高一物理竞赛试题答案

高一物理竞赛试题一．单选题（每题5分,共60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：(C)A.杨振宁B.爱因斯坦C.史蒂芬－霍金D.李政道2.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上，白毛巾的中间用绳与墙壁连接着，黑毛巾的中间用手将它拉住，欲将两条毛巾分开来。若每条毛巾的质量均为m,毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因素均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需要的力F的大小为：(D)A.2μmgB.3μmgC.4μmgD.5μmg3.庆祝节日的时候人们会在夜晚燃放美丽的焰火。某型号的礼花弹射出时的速度为V0,在4s末到达离地100m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。上升过程中所受到的阻力大小始终是自身重力的K倍，那么V0和K分别为：(C)A.25m/s、1.25B.40m/s、0.25C.50m/s、0.25D.50m/s、1.254.一个网球从一定高度落下到地面后又反弹到空中，如此无数次的落下和反弹，若速度向下时为正方向。下列图象中哪一个是正确的：(B)5.如图所示，在高空中有四个小球，在同一位置同时以速率V向上，向下，向左，向右被射出，经过1s后四个小球在空中的位置构成的正确图形是：(A)6.物体在水平地面上受到水平拉力F作用，在6s内的V---t图象和做功功率P---t图象如图所示，则物体的质量为：(B)A.5/3kgB.10/9kgC.0.9kgD.0.6kg7.质量为m的绳子两端分别系在天花板上的A、B两点，A、B间距离小于绳长，整条绳悬垂情况如图实线所示。今在绳的中点C施加竖直向下的力，将绳子拉直如图虚线情况，则整条绳的重力势能：(A)A增大B不变C减小D不确定8．如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(D)A．tanφ=sinθB．tanφ=cosθC．tanφ=tanθD．tanφ=2tanθ9．在雅安抗震救灾中，成都军区某陆航团每天要向灾区投放各类救灾物资，一次直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是(C)A．箱内物体对箱子底部始终没有压力B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”10.如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为μ。由于光滑导槽B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度V1向右运动，同时用力F沿导槽的方向拉动物体，使物体沿导槽A、B,以速度V2匀速运动，则F的大小为：(C)A、等于μmgB、大于μmgC、小于μmgD、不能确定11.用一大小可以变化的水平拉力F，拉一物体，使物体在水平面上作加速运动，分别用三个物体b、c、d做试验，测得物体的加速度大小和拉力的关系如图所示，图中b与c的延长线交a轴于一点，c于d平行，根据图线判断正确的是：(B)A、b和c的质量相等B、c和d的质量相等C、c和d跟水平间的动摩擦因素相同D、c与d受到的摩擦力大小相同12.如图所示，一物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功为W1；若该物体从M点沿两斜面滑到N，摩擦力做的总功为W2。已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则：(A)A．W1＝W2B．W1＜W2C．W1＞W2D．无法确定二、填空题（共28分）13．（16分）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好靠近刻度尺。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2，……，挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是和.测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1②实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm90.6041LLd，cm90.6152LLd，cm00.7263LLd。请你给出第四个差值：d4=＝cm。④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量L。L用d1、d2、d3、d4表示的式子为：L＝，代入数据解得L＝cm。⑤计算弹簧的劲度系数k＝N/m。（g取9.8m/s2）14．（12分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=(保留三位有效数字)。（2）回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有。（填所选物理量前的字母）A．木板的长度lB．木板的质量m1C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间t②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是。（3）滑块与木板间的动摩擦因数＝（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数（填“偏大”或“偏小”）。写出支持你的看法的一个论据：。二、填空题（共28分）13．（16分）①L5，L6；②L3=6.85（6.84、6.86均给分），L7=14.05（14.04、14.06均给分）；③cm20.7374LLd；（7.18~7.22均给分）④444321ddddL，cm75.1L（1.73~1.77均给分）⑤k＝28N/m。（27.7~28.3均给分）14．（12分）（1）a=0.495~0.497(有效数字位数不对的不给分)。（2）①C，D，②天平（3）gmammgm2323)(，偏大因为细绳与滑轮间，纸带与限位孔间均有摩擦三、计算与论证。（本题共3小题，共52分。按题目要求做答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15．（15分）总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图，试根据图像求：（g取10m/s2）（1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。（2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。15．（15分）解：（1）从图中可以看出，在t＝2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为：8216tvam/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mg－f＝ma得：f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N（2）从图中估算得出运动员在14s内下落了39.5×2×2m＝158m根据动能定理，有：221mvWmghf所以有：5221025.168021158108021mvmghWfJ（3）14s后运动员做匀速运动的时间为：5761525002vhHts运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间：s71571421ttt总评分说明：第（2）问中数出的方格数在38~40之间的均可，随后各步数据相应变动。16．（18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)(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度1v，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。．(2)若球在O点正上方以速度2v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2v的大小．(3)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h3．16．（18分）解：（1）21112hgt111xvt解得1112hxvg（2）设发球高度为h2，飞行时间为t2，同理根据平抛运动22212hgt222xvt且h2=h22xL得222Lgvh(3)如图所示，发球高度为h3，飞行时间为t3，同理根据平抛运动得，23312hgt333xvt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3svt由几何关系知：Lsx3联立①~⑥式，解得：h3=43h17．（19分）如图所示，AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为h，末端B处的切线方向水平．一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放，滑到B端后飞出，落到地面上的C点，轨迹如图中虚线BC所示．已知它落地时相对于B点的水平位移OC＝l．现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带，传送带的右端与B的距离为l／2．当传送带静止时，让P再次从A点由静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的C点．当驱动轮转动从而带动传送带以速度v匀速向右运动时（其他条件不变），P的落地点为D．（不计空气阻力）（1）求P滑至B点时的速度大小（2）求P与传送带之间的动摩擦因数（3）求出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式．17．（19分）解：（1）物体在轨道上由P滑到B的过程，由机械能守恒2021mvmgh得物体滑到B点时的速度为ghv20（2）当没有传送带时，物体离开B点后作平抛运动，运动时间为t，ghlvlt20当B点下方的传送带静止时，物体从传送带右端水平抛出，在空中运动的时间也为t，水平位移为l21，物体从传送带右端抛出的速度22201ghvv物体在传送带上滑动时，由动能定理：212021212mvmvlmg解出物体与传送带之间的动摩擦因数为lh23（3）当传送带向右运动时，若传送带的速度1vv，即22ghv时，物体在传送带上一直做匀减速运动，离开传送带的速度仍为1v，落地的水平位移为2l，即s＝l当传送带的速度22hgv时，物体将会在传送带上做一段匀变速运动．如果尚未到达传送带右端，速度即与传送带速度相同，此后物体将做匀速运动，而后以速度v离开传送带．v的最大值2v为物体在传送带上一直加速而达到的速度。即202221212mvmvlmg．由此解得ghv272当2vv，物体将以速度ghv272离开传送带，因此得O、D之间的距离为)71(22721lghtls当21vvv，即ghvgh2722时，物体从传送带右端飞出时的速度为v，O、D之间的距离为)221(22ghvlvtls综合以上的结果，得出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式为：)27()71(2)2722()221(2)22()(ghvlghvghghvlghvlvs