2009年嘉兴市物理竞赛高一试题卷

2009年嘉兴市物理竞赛高一试题卷2009/05/24考生须知：1．时间共120分钟，满分150分；可以使用计算器；答案写在答题卷上有效。2．本试卷最大静摩擦力处理成等于滑动摩擦力。3．本试卷数值计算时重力加速度g取10m/s2。一．单项选择题(请注意B．类考生只做．．．．．1．－．11．．题，．．A．类考生只做．．．．．3．—．13．．题，．．每小题5分，共55分)1．在高空水平匀速飞行的轰炸机每隔1s时间相对于飞机无初速度释放一颗炸弹。连续释放了n颗炸弹。则下列说法不．正确．．的是A．地面的人观察到每颗炸弹在空中的运动轨迹是抛物线B．飞机上的人观察到每颗炸弹在空中的运动轨迹是直线C．地面上的人观察到某时刻n颗炸弹在空中是呈抛物线状排列的D．飞机上的人观察到某时刻n颗炸弹在空中是呈直线状排列的2．下列实例中属于完全失重现象的是A.火箭点火后加速升空的过程B.跳高运动员蹬地跳起后离开地面向上运动C.荡秋千的小孩通过最低点D.蹦床运动员下落速度达到最大时3．无线电测向运动又被称“猎狐”，即在野外设置的隐蔽电台发射无线电信号，队员要通过手中的测向仪接收信号，迅速而准确地找到电台。在某次演习中，指挥部通过现代通信设备，在荧屏上实况观察甲乙两队员的行进路线，如图1所示，两队员同时同地出发，最后同时“猎狐”于A点，下列说法中正确的是A.两队员行进的路程乙甲＝ssB.两队员的平均速度乙甲＝vvC.xy图象表示的是速度－时间图象D.xy图象表示的是位移－时间图象4．如图2所示,卡车平板上放有一块质量为m的物块A，物块Ａ与卡车平板间的滑动摩擦因数为。现在卡车以加速度a沿水平方向做匀加速直线运动，此时物块A与卡车保持相对静止。则关于此时卡车对物块的作用力F的大小说法一定正确的是A.maFB.maFC.maFmgFD.5．如图3所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则A.B受到C的摩擦力一定不为零图1图2B.C受到水平面的摩擦力一定不为零C.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等D.给B施加一个水平向左的拉力，系统仍保持静止状态，则水平面对C的摩擦力一定向右6．某运动员在进行网球训练，某次质量为60g的网球以108km/h的速度迎面飞来，运动员沿水平方向用力挥拍，使网球仍以108km/h的速度离开球拍，则击球过程中球拍对网球做功大小为A.零B.1.8JC.27JD.54J7．要使小球A能击中离地面H高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图４所示。甲为高度小于H的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心如图所示。小球从地面出发，初速度大小都为gHv20,在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球A.轨道甲和轨道丁B.轨道乙和轨道丁C.轨道丙和轨道丁D.只有轨道丁8．物体在直线运动中，某物理量与时间关系如图５所示，则x作为下列哪个物理量时，一定反映了物体在这段时间内的运动方向是单一的A.位移B.速度C.合外力D.动能9．水平抛出一物体，如图６所示，正好垂直打在倾角为的斜面上的P点。取P点所在位置为零势能面，则物体刚被抛出时的重力势能与动能之比为图６P图５ABCθ图3图４A.tanＢ.tan1C.2tanD.2tan110．有一内腔半径是R的半球形的碗，碗内腔表面光滑。现在A、B两个质量均为m的相同小球连同轻弹簧一起水平放入碗内处于静止状态，如图7所示。已知弹簧原长为2R，现在长度是原长的一半，则弹簧的劲度系数为A.mgR33B.mgR23C.mgR3D.mgR33211．如图8所示，在风平浪静的海面上有一艘匀速行驶的邮轮。一名船员Ａ用水桶Ｂ到海中取水。某一段时间内，船员拉着连接水桶绳索的另一头将装满了水的水桶提起，船员和水桶以相同的水平速度相对于海面匀速运动，Ａ与Ｂ之间的距离以2ttHl的规律变化(H为A到海面的距离)。则在这段时间内水桶Ｂ的受力情况和相对于海面的运动轨迹正确的是12两小物块Ａ和Ｂ放在粗糙的水平圆台上，并用一根不可伸长的轻绳连接，圆台转轴记为Ｏ点，Ａ、Ｏ、Ｂ处在一条直线上，如图9所示。已知Ｂ物块质量是Ａ物块质量的两倍，Ａ物块与圆台的滑动摩擦因数是Ｂ物块与圆台的滑动摩擦因数的两倍，ＢＯ距离是ＡＯ距离的三倍。现让该装置从静止开始绕通过Ｏ点的竖直轴转动，使转速从零开始逐渐增大，在从开始到两物块ＡＢ即将滑动的过程中，下列说法正确的是Ａ.物块Ａ受到的静摩擦力一直增大Ｂ.物块Ａ受到的静摩擦力先增大后减小Ｃ.物块B受到的合外力先增大，后保持不变Ｄ.物块Ｂ受到的静摩擦力先增大，后保持不变13．如图10所示，在倾角为300的足够长的光滑斜杆上套有一质量为m的小环，它受到沿斜杆向上的力F的作用。力F可按图（a）、（b）（c）、（d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力F沿斜面向上为正）(a)(b)(c)(d)F/mgt/sO0.5-0.5123123F/mgt/sO0.5-0.523F/mgt/sO0.5-0.51123F/mg0.5t/sO-0.51图10图8AB图9图7已知此物体在t=0时速度为零，若用x1、x2、x3、x4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒内经过的位移，则这四段位移中最大的是A.x1Ｂ.x2Ｃ.x3Ｄ.x4二．填空题（B．类考生只做．．．．．14．．—．19．．题．，A类考生只做第16－21题。每题10分.共60分）14．物体以sm/6的速度竖直上抛，物体在向上的运动过程中所受的空气阻力大小恒定为重力的0.2倍。则物体向上运动的最大高度为▲m，物体由出发到最高点所用的时间为▲s。15．在水平圆盘上放置一个质量为2.0㎏的物块,物块离圆盘转轴的距离为1.25m,物块与圆盘间动摩擦因数为0.5。当圆盘以角速度ω=1.0rad/s转动时，物块随圆盘一起做匀速圆周运动,此时物块所受的摩擦力大小为▲N。要保证物块相对圆盘不动,则圆盘的角速度最大不能超过▲rad/s16．某同学在引体向上的预备阶段，处于如图11所示的静止状态。认为左右对称的两臂笔直，两臂间夹角为600，该同学体重为50kg，则每只手臂的拉力大小为▲N,杆对每只手的弹力大小为▲N。17．用铁锤敲击铁钉将铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比。在铁锤击第一次时，铁钉击入木块的深度为L，铁锤击第二次时，又把铁钉击入L深。若第一次锤击时铁锤对铁钉做功为W，则第二次锤击时铁锤对铁钉做功为▲。（铁钉的重力忽略不计）18．如图12所示，倾角为的固定斜面上静止一斜劈，斜劈质量为M,斜劈与斜面之间的滑动摩擦因数为，斜劈上静止放一小球。现对斜劈施加一沿斜面向下的恒力F，使小球在碰到斜面之前作自由落体运动，则F的最小值为▲。（重力加速度用g表示）19．如图13所示，A、B两物体在同一直线上运动，当它们相距8m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正在以3m/s的速度向右做匀速运动；而物体B此时速度为10m/s，方向向右，它在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度的大小为2m/s2。则物体A追上物体B所需时间为▲s。20．如图14所示，某人竖直站立，取中心竖直线OO’，O点为OO’与地面的交点，现有一小球由长为l＝1.5m的轻绳拴住，此人用手抓住绳的另一端A，使A点在头上方的水平面内绕OO’做匀速圆周运动，小球也在水平面内绕OO’做匀速圆周运动。已知A点到OO’的距离为b=0.3m,A点到地面的距离为h=2.0m,绳与竖直线的夹角为370。若此人突然松手，小球飞出，则小球的落地点到O点的距离为图11图13图14图12图16▲m。21．质量为m的小球塞在一内腔粗糙且粗细均匀的质量也为m细管内的上端，小球与管的滑动摩擦力为小球重力的6倍。如图15所示，管从下端距离地面H处由静止自由下落，管与地面碰撞时间极短，且无动能损失，则管与地面发生第二次碰撞前，小球相对于管下滑的距离为▲。（管始终保持竖直。第二次碰撞前小球还未从细管中滑出）三．计算题（B．类考生只做第．．．．．．22．．题和第．．．24．．题的第（．．．．1．）（．．2．）（．．3．）三．．个小题，．．．．A．类考生只做．．．．．23．．题和．．24．．题．。第22.23题各17分，第24题18分，共35分)22．半径R＝2m的光滑半圆形轨道BC与粗糙水平地面相切于B点，连接处紧密圆滑,如图16所示。水平地面上有一物块（可视为质点）从距离B点10m处的A点以初速度0v水平向右运动。已知物块与地面之间的摩擦因数为3.0。问：（1）0v至少多大，物体才能运动经过C点？（2）0v为多大时，能使物体运动经过C点后，又恰好落回A点？这一运动过程中物体经过C点时对轨道的压力是自身重力的几倍？（结果保留3位有效数字）23．如图17所示，水平传输带以smv/20的速度匀速向右运动，左右两边端点A、B的间距为L=10m。传输带左边接倾斜直轨道AC，AC轨道与水平面夹角为037。传输带右边接半圆形轨道BD并相切于B点，BD轨道半径R=2m。两轨道与传输带连接处认为紧密圆滑，物体通过连接点时无机械能损失。有一可视为质点的物体从B点出发以初速度0v向左运动。已知物体与传输带的动摩擦因数为4.01，物体与斜面的动摩擦因数为3.02，圆轨道光滑。问:0v至少多大，物体才能运动经过D点？（AC斜面足够长，结果保留3位有效数字）24．阅读材料一后回答（1）（2）（3）三个小题。再阅读材料二后回答第（4）小题资料一：某报纸记载，神舟七号飞船于北京时间2008年9月图17图1525日21时10分由长征2F火箭发射升空。飞船在距离地面约343km高的圆形轨道上绕地球飞行了46圈后于北京时间9月2■日17时40分许返回地面。（“■”处是一个数字，因为报纸印刷问题而看不清了。）返回过程分四个阶段，制动飞行阶段，自由滑行阶段，再入大气层阶段，和着陆阶段。在着陆阶段中重达3吨的返回舱降至离地面约10公里时，速度为每秒250米，拉出减速伞，飞船减速下降。距地面1米时，已减速至8米/秒,然而，即使是以这一速度着陆，宇航员所受的冲击力仍可能对航天员的脊柱造成损伤。这时安装在返回舱底部的４台反推火箭还将点火工作，使返回舱速度一下子降到2米／秒着陆。由以上资料，回答下列问题（已知地球半径为6400km,计算结果取2位有效数字）（1）反推火箭发动机点火的运动看成竖直方向的匀变速直线运动，试计算飞船所受的反推火箭的推力的大小。（2）计算“神州七号”在343km高圆形轨道上运行的速度大小。（3）报纸上“9月2■日17时40分许返回地面”中“■”已经看不清，请通过所给数据定量计算后再近似估计出“■”处是什么数字。资料二：漆安慎编的普通物理教程《力学》中第179页中描述：万有引力是保守力，选取两吸引质点相距无穷远处为势能零点，可计算万有引力势能。设一静止质点质量为M，另一质量为m的质点与M相距为r，则通过计算可得万有引力势能为rMmGEP，引力势能应为负值。（4）如果“神州七号”在圆形轨道上的P点突然向速度反方向喷气，飞船瞬间速度增加，它将绕地球做椭圆运动。如图18所示,有位同学设计了一条椭圆轨道，该轨道的周期是原来343km高圆周轨道周期的22倍，他通过计算得到飞船在远地点Q的速度是近地点P的速度的三分之一，请你帮助这位同学继续计算求出飞船在P点瞬间加速后的速度v的大小。2009年嘉兴市物理竞赛高一参考答案一．单选CBBCBADBDABDA二．填空题14.1.5m,0.5s15.2.5N,2rad/s16.N33500,250N17.)sincossin1(Mg18.3W19.11s20.m52621.3H三．计算题22．解：(1)设小物体恰能运动到C点的速度为Cv,重力提供向心力：RvmmgC2①······1分物体从A点运动到C点的过程中，由动能定理：20221212mvmvmgLRmgC