(最終版)東莞市高一物理力學(xué)競(jìng)賽決賽試題

1、東莞市2009年高一物理（力學(xué)）競(jìng)賽決賽試題考試時(shí)間：2009年6月28日 星期日上午9: 00-11: 30 滿分160分考生必須將答案填在答題卷上、本題共15小題，每小題4分，共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分，選不全的得 2分，有選錯(cuò)或不答的得0分.1.如圖所示，一個(gè)重為 8N的物體放在傾角為 30的粗糙斜面上，在F = 10N的沿斜面向上的推力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若撒去力F,則物體在沿斜面方向受到的合外力為A.零B. 6N,沿斜面向上C. 4N,沿斜面向上D. 10N,沿斜面向下2 .如圖所示，物體放在傾斜木板上，當(dāng)木

2、板傾角。為300和450 時(shí)，物體受到的摩擦力大小恰好相同，則物體和木板間的動(dòng)摩 擦因數(shù)最接近A. 0.5B. 0.6C. 0.7D, 0.83 .右圖是一種升降電梯的示意圖，A為載人箱，B為平衡重物，它們的質(zhì)量均為 M,上下均有跨過(guò)滑輪的鋼索系住， 在電動(dòng)機(jī)的牽引 下使電梯上下運(yùn)動(dòng).如果電梯中載人的質(zhì)量為m,勻速上升的速度為v,電梯即將到頂層前關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，依靠慣性上升h高度后停止，在不計(jì)空氣和摩擦阻力的情況下，h為A.2g2B (M m)v2mg第3題圖2 (M m)v2CmgD (2M m)v22mgB.此過(guò)程球的機(jī)械能一直增加第9題圖4.如圖所示，一個(gè)小物體在足夠長(zhǎng)的斜面上以一定初速度沿

3、斜面向上運(yùn)動(dòng)，斜面各處粗糙程度相同，則物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中A .動(dòng)能一定是先減小后增大B.機(jī)械能一直減小C.如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功與物體動(dòng)能的改變量相同，則此后物體動(dòng)能將不斷增大D.如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功為W,再經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，兩段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功可能相等5.如圖所示，是一直升機(jī)通過(guò)軟繩打撈河中物體，物體質(zhì)量為m,由于河水的流動(dòng)將物體沖離使軟繩偏離豎直方向，當(dāng)直升機(jī)相對(duì)地面靜止時(shí)，繩子與豎直方向成。角，下列說(shuō)法正確的是A .繩子的拉力為 mg/cos 0B.繩子的拉力可能小于 mgC.物體受到河水的作用力等于繩子拉力的水平分力D.物體受到河水的作用力大于繩子拉力的水平分力6 .雨點(diǎn)從高

4、空由靜止下落，在下落過(guò)程中，受到的阻力與雨點(diǎn)下落的速度成正比，下圖中能正確反映雨點(diǎn)下落運(yùn)動(dòng)情景的是A.B.第6題圖 C.D.7 .物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度的方向和水平方向間的夾角a的正切tana隨時(shí)間t變化的圖像是下圖中的8 .嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，軌道控制結(jié)束，衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。圖中 MN之間的一段曲線表示轉(zhuǎn)移軌道的一部分，P是軌道上的一點(diǎn),直線AB過(guò)P點(diǎn)且和兩邊軌道相切。下列說(shuō)法中正確的是A.衛(wèi)星在此段軌道上，動(dòng)能一直減小B.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小C.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度方向由 P指向BD.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度為09 .如圖所示，豎立在水平地面上的輕彈簧，下端與地面固定，將一個(gè)

5、金屬球放置在彈簧頂端（球與彈簧不粘連），并用力向下壓球，使彈簧作彈性壓縮，穩(wěn)定后用細(xì)線把彈簧拴牢，燒斷細(xì)線，球?qū)⒈粡椘?，脫離彈簧后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，那么該球從細(xì)線被燒斷到剛脫離彈簧的這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A .球所受合力的最大值不一定大于球的重力值5 =C.球剛脫離彈簧時(shí)的動(dòng)能最大D .球剛脫離彈簧時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最小10.如圖所示，ABCD是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底 BC的連接處都是一段與 BC相切的圓孤，B、C為水平的,其距離d=0.50m,盆邊緣 的高度為h=0.30m ,在A處放一個(gè)質(zhì)量為 m的小 物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光 滑的，而盆底 BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 尸0

6、.10。小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停下來(lái)，則停的地點(diǎn)到B的距離為A. 0.50mB. 0.25mC. 0.10mD. 011.兩個(gè)相同的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B,質(zhì)量均為m,用長(zhǎng)度相同的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O,并用長(zhǎng)度相同的細(xì)線連接 A、B兩個(gè)小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此時(shí)三根線均處于伸直狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好處于豎直方向，如圖所示。如果兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的大小為A. 73mg/2b. mgC. v13mg /3D . 43mg12.豎直上拋物體的初速度與返回拋出點(diǎn)時(shí)速度大小之比為k,若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力大小不變，則空氣阻力與重力的大小之比

7、為1B.一 kk2 1C.k 1D.k2 1k2 1第17題圖丙是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上,O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口13.如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平,線的兩端分別系有質(zhì)量為 m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為m2： m1 為,3A.3B.,3 C.214.物體沿直線運(yùn)動(dòng)的 v-t關(guān)系如圖所示，已知在第1s內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W,則A.從第1s末到第3s末合外力做功為4WB.從第3s末到第5s末合外力做功為2WC.從第5s末到第7s末合外力做功為 WD.從第3s末到第4s末合外力彳功為0.75W15. 如圖所示，DO

8、是水平面，AB是斜面，初速為 vo的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂 點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC,讓該物體從D 點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動(dòng)到A點(diǎn)且速度剛好為零，則物體具有 的初速度（已知物體與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同 且不為零）A.大于V0C.小于voB.等于voD.取決于斜面的傾角二、填空題（每題 8分共16分）16. （8分）在伽利略羊皮紙手稿中發(fā)現(xiàn)的斜面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如右表所示，人們推測(cè)第二、三列數(shù)據(jù)可能分別表示時(shí)間和長(zhǎng)度。伽利略時(shí)代的1個(gè)長(zhǎng)度單位相當(dāng)于現(xiàn)在的 29mm,假設(shè)1個(gè)時(shí)間單位相30當(dāng)于現(xiàn)在的0.5s。由此可以推測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)光滑斜面的長(zhǎng)度至少為 m,物體沿斜面下滑的加速度約為 m/s

9、2。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，g取10m/s2）17. （8分）用如圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律, 為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力。（1）某同學(xué)平衡摩擦力時(shí)是這樣操作的：將小車水平靜止地放在11324213093298164526255824366119249716006482104表：伽利略手稿中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖乙），直到小車由靜止開始沿木板向下緩慢滑動(dòng)為止。請(qǐng)問(wèn)這位同學(xué)的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行?車質(zhì)量）保持不變的情況下的aF圖線是圖丙中的（將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上）OAB（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f =50

10、Hz.圖丁是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每?jī)牲c(diǎn)之間還有 4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出.寫出用si、S2、S3、S4以及f來(lái)表示小車加速度的計(jì)算式：a = （用英文字母表示）。根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為 m/s2 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）C1.83 C 2.41D qaq E 單位：cm ”3第17題圖三、計(jì)算與論證。本題共 6小題，共84分。按題目要求做答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō) 明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中 必須明確寫出數(shù)值和單位。18. （15分）游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)有一種叫空中飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，示意圖如圖所示，在半徑為r

11、=4m的水平轉(zhuǎn)盤的邊緣固定著 N=10條長(zhǎng)為L(zhǎng)=10m的鋼繩，綱繩的另一端連接著座椅（圖中只 畫出2個(gè)），轉(zhuǎn)盤在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下可繞穿過(guò)其中心的豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)在每個(gè)座椅內(nèi)坐著質(zhì)量相同的人，可將人和座椅看成是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)人和座椅的總質(zhì)量為m=60kg,已知重力加速度為g=10m/s2,不計(jì)鋼繩的重力及空氣的阻力。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，座椅從靜止開始隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而升高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為9=37 。求（1）穩(wěn)定時(shí)鋼繩對(duì)座椅的拉力 F的大小及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 3；（2）每個(gè)人和座椅從靜止開始到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，繩”子的拉力

12、對(duì)座椅做的功；（3）如果帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率的效率為80%,轉(zhuǎn)盤厚!5y因自身轉(zhuǎn)動(dòng)及克服各種摩擦損失的機(jī)械功率為20%,求從座椅開始 /!運(yùn)動(dòng)到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)消耗的電能。/第18題圖19. （12分）如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星 B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h。已知地球半徑為 R,地球自轉(zhuǎn)角速度為 0,地球表面的重力加速度為 g, O為地球中心。（1）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期。（2）如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻 A、B兩衛(wèi) 星相距最近（O、B、A在同一直線上），則至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，他們?cè)?一次相距最近？第19題圖20. （12分）如圖所示，

13、一固定的楔形木塊，其斜面的傾角 另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪。一柔軟的細(xì)繩跨過(guò)定滑輪， 兩邊分別與物塊 A和B連結(jié)，A的質(zhì)量為4m, B的質(zhì)量為 始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓A沿斜面下滑而升，物塊A與斜面間無(wú)摩擦。設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑S距離后， 然斷了。求物塊B上升的最大高度 Ho （假設(shè)B沒有與定滑輪相碰）21. (12分)辨析題：一架飛機(jī)沿水平直線飛行進(jìn)行投彈訓(xùn)練，當(dāng)它飛經(jīng)觀察點(diǎn)正上方時(shí)投 放一顆炸彈，經(jīng)時(shí)間t炸彈落在距觀察點(diǎn)正前方 L1處，與此同時(shí)飛機(jī)投放出第二顆炸彈, 落地點(diǎn)距觀察點(diǎn)正前方 L2處.空氣阻力不計(jì).某同學(xué)認(rèn)為，如果飛機(jī)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)的速度應(yīng)該為,并且L2=

14、 2L1；如果飛t機(jī)是作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則加速度應(yīng)該為a ” 。t2請(qǐng)你判斷該同學(xué)的認(rèn)識(shí)是否正確，如有錯(cuò)誤，請(qǐng)分析指出并寫出正確解答。22. (15分)如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)兩正對(duì)著的相同半圓光滑軌道，相隔一定的距離,虛線沿豎直方向，一小球能在其間運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)第22題圖甲第22題圖乙與最低點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測(cè)試小球?qū)壍赖?壓力，并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，當(dāng)軌道距離變化時(shí)， 測(cè)得兩點(diǎn)壓力差與距離x的圖像如圖乙，g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力，求：(1)小球的質(zhì)量為多少？(2)若小球在最低點(diǎn) B的速度為20m/s,為使小 球能沿軌道運(yùn)動(dòng)，x的最大值為多少？23. （18分）如圖所示，長(zhǎng)方體滑塊 B置于水平面上，小滑塊 A （可視為質(zhì)點(diǎn)）放置在 B 的最右端，B的下表面與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.05, A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2=0.2,