广东省广州市2016年高一物理竞赛试题

2016年广州市高中一年级物理竞赛试题考试时间100分钟；试卷满分100分。按要求在答题卷上作答。1．（10分）如图所示，.甲、乙两只相同的均匀光滑小球，每只球重为G、半径为r，置于半径为R的圆柱形空罐内，r与R满足rRr2。则两球间C点的弹力NC=（用G、r、R表示），NC的大小（填“大于”、“小于”或“等于”）球重G。2．（10分）风力发电是一种环保的电能获取方式。如图为某风力发电站外观图。实验测得风的动能转化为电能的效率约为=20%，空气的密度是=1.29kg/m3，当地水平风速约为v=10m/s，风力发电机的叶片长度约为L=10ｍ。请用题中字母和相关的常用的常数字母，写出功率的表达式P=；代入数据，算出一台该风力发电机的功率为W3．（10分）如图所示，一个长为L=1m的匀质长方体与水平面的动摩擦因数60.，在水平拉力F=10N的力作用下匀加速运动。试写出距长方体前端x处截面的张力T随x变化的函数关系式：，并在右边坐标图中作出T—x图象。2RrrABCDLxFN/T020.40.80.60.01.246810m/x4．（10分）假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍，地球赤道平面与地球公转平面共面。站在地球赤道某地的人，日落后4小时的时候，在自己头顶正上方观察到一颗恰好有阳光照亮的人造地球卫星，若该卫星在赤道所在平面内做匀速圆周运动。则此人造卫星绕地球运行的周期约为小时，绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的倍5．(10分)一质点由静止开始作匀加速直线运动，加速度的大小为a，经时间t后作匀减速直线运动，若再经过时间t回到原出发点，则它作匀减速直线运动时的加速度大小为。回到原出发点时的速度大小为。6．（10分）如图，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距x。在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落.为使质点能穿过该孔，L的最大值为m;若L=0.6m，x的取值范围是m。(取g=10m/s2)7．（10分）如图所示，质量为8kg的原来静止的物体跟水平桌面间的摩擦系数50.，力F=100N，作用0.8s后突然撒去，问物体再经过t=s落到地面。物体刚落到地面时的动能Ek=J8．(12分)验证力的平行四边形定则实验:某小组设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿圆盘缘移动的拉力传感器A、B，两传感受器的挂钩分别系着细线，细线的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心。在O点挂上G=2.00N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及细线与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则。F370.8m4.1m（1）当F1=1.00N、F2=1.50N，θ1=45°、θ2=30°时，请在图乙中用力的图示法作图，画出两细线拉力的合力F，并求出合力F=N。（结果保留三位有效数字）（2）该组同学在实验中，将传感受器A固定的某位置后，再将传感器从竖直位置的P点缓慢沿顺时针方向旋转，得到了一系列B传感器的示数F2和对应角度θ2，作出了如图丙所示的F2-θ2图象，由图丙可知A传感器所在位置的角度θ1=。9．（18分）如图，用手捏住细线，让质量m=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=1m/s的速率做匀速圆周运动，其半径r=0.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速用手捏住细线，保证小球在更大半径的新轨道做匀速圆周运动，已知大半径的圆与小半径的圆为同心圆。求：（1）细线迅速放长0.2m所经历的时间（2）在大半径新轨道上运动时小球的角速度（3）在大半径新轨道上运动时，细线对小球的拉力甲乙丙001.02.03.04.126432125rad/2N2/F2016年广州市高中一年级物理竞赛试题答案及评分标准1~7题，每空5分1．)Rr(RrG2；大于2．3221vL；4×104W3．xT1010如右图4．4；1.85．3a，2at6．0.8；0.8m≤x≤1m7．0.6；2088.(12分)（1）如图（6分，有力的标示2分；正确画出F1、F22分；正确作出平行四边形2分）；2.01N（1.97N~2.05N）（3分）；（2）60°或3π（3分）9．（18分）解：（1）突然松手，小球将沿着小半径的圆轨道相切飞出去，如图AB方向，小球在A到B这段做匀速直线运动直角三解形OAB中，r=0.3m；R=0.5m，则4022.rRsABm……3分则细线迅速放长0.2m所经历的时间为：40.vstABs……3分（2）依题意，小球刚运动B点时速度大小为1m/s，方向沿AB方向，如图，此时，可将速度分解为沿半径OB方向的//v和垂直半径OB方向的v。由于小于到大B点时又迅速捏住细线，沿OB方向的//v突然消失，小球将以v在大半径上作匀速圆周运动，根据OAB∽vBv，ABsvrv……3分N/T020.40.80.60.01.246810m/xvorRAB//vv代入数据得：6053.vvm/s……3分所以：215060...Rvrad/s……3分（3）半径增大后，仍有细线拉力提供向心力，5021222..RmFN=1.44N……3分