nbhkdz.com冰点文库

2013年河南省郑州市高中力学竞赛试题


2013 年河南省郑州市高中力学竞赛试题
一.选择题(本题有 12 道小题,每题都有一个或多个符合题意的选项,请将它们的 序号填在上面答题栏内;每小题 4 分,共 48 分;有错选或不选者得零分,选不全者 得 2 分。) 1.物理学中研究问题有多种方法,下列有关研究问题的方法叙述错误的是: A.在现实生活中不存在真正的质点,将实际物体抽象为质点是物理学中常用的理想 模型

法 B.探究加速度 a 与力 F、质量 m 之间的关系时,保持 m 恒定的情况下,探究 a 与 F 的关系,采用的是控制变量法 C.功率的定义式,采用的是比值定义法 D.伽利略比萨斜塔上的落体实验,采用的是理想实验法 2.A、B 两小球用长为 L 的轻绳连接,悬挂在湖面上空,A 距湖面 H;从静止释放 它们,测得它们的落水声相隔△t,如果 H 减小,则△t 将: A.增大 B.减小 C.不变 D.无法比较 3.如图所示,b、c 两根相同的橡皮筋,a 是轻弹簧,三者 劲度系数相同且彼此之间的夹角均为 120° ,共同系住重为 G 的小球。 平衡时,a、b、 c 长度的变化量之比是 1: 2:2, 则下列判断正确的是: A.a 弹力为 G/3 B.b 弹力为 G C.c 弹力为 G D.a 弹力为 G 4.如图所示,一夹子夹住木块,在力 F 作用下向上提升,夹子和木块的质量分别为 m、M 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f,若木块不滑动,力 F 的最大值是:

5.如图所示,表面粗糙程度一样的楔形木块 abc 固定在水平地面上,斜面倾角分别 为 α 和 β,且 α>β。一初速度为 v0 的小物块沿斜面 ab 向上运动,经时间 t0 后到达顶点 b 时,速度刚好为零; 之后小物块立即从静止开始沿斜面 bc 下滑。 在小物块从 a 运动到 c 的过程中,可能正确描述其速度大小 v 与时 间 t 的关系的图像是:

6.一同学做飞镖游戏,如图所示。已知圆盘的直径为 d,飞镖距圆盘为 L,且对准 圆盘上边缘的 A 点水平抛出,初速度为 v0,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直圆盘且过 盘心 O 的水平轴匀速转动,角速度为 ω。若飞镖恰好击中 A 点,则下列关系正确的是:
2 A. dv0 ? L2 g

B. ?L ? (1 ? 2n)?v0 ; (n ? 0,1,2?) D. d? ? g? (1 ? 2n) ; (n ? 0,1,2?)
2 2 2

C. v 0 ? ?

d 2

2 f (m ? M ) 2 f (m ? M ) B. M m 2 f (m ? M ) ? (m ? M ) g C. M 2 f (m ? M ) ? (m ? M ) g D. M
A.

7.一斜面固定在水平地面上,现将一小球从斜面上 P 点以某一初速度水平抛出,它 在空中的飞行的水平位移是 Xl,若将初速度大小变为原来的 2 倍,空中的飞行的水平位移是 X2,不计空气阻力,假设小球落 下后不反弹,则 Xl 和 X2 的大小关系可能正确的是: A.X2=2X1 B. X2=3X1 C.X2=4X1 D.X2=5X1 8.一颗卫星在高空绕地球做匀速圆周运动,如果从卫星上发射一枚小火箭,发射方 向与卫星运动方向相反,则可能发生的现象是: A.火箭竖直下落,而卫星的轨道半径增大 B.火箭和卫星都可能沿原轨道运动 C.火箭和卫星都不可能沿原轨道运动 D.火箭运行的轨道半径减小,卫星运行的轨道半径增大
1

9.2011 年 8 月,“嫦娥二号"成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界 上第三个造访该点的国家,如图所示,该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线 上,一飞行器位于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地 球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的: A.线速度大于地球的线速度 B.向心加速度大于地球的向心加速度 C.向心力仅由太阳的引力提供 D.向心力仅由地球的引力提供 10.如图所示,在竖直平面内的一段光滑圆弧轨道上有等 高的两点 M、N,它们所对圆心角小于 10° ,P 点是圆弧的最低点,Q 为弧 NP 上的 一点,在 QP 间搭一光滑斜面,将两小滑块(可视为质点)分别同时从 Q 点和 M 点由 静止释放,则两小滑块的相遇点一定在: A.P 点 B.斜面 PQ 上的一点 C.PM 弧上的一点 D.滑块质量较大的那一侧 11.如图所示,劲度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上 质量为 m 的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力,缓慢推动物体,在 弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0,此时物体静止。撤去 F 后,物体开始向左运动, 运动的最大距离为 4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为 μ,重力加速度为 g。则: A.撤去 F 后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动 B.撤去 F 后,物体刚运动时的加速度大小为

A. ? ?

v1 ? v2 1 , v ? (v1 ? v2 ) 2R 2 v1 ? v2 1 , v ? (v1 ? v2 ) 2R 2

B. ? ?

v1 ? v2 1 , v ? (v1 ? v2 ) 2R 2 v1 ? v2 1 , v ? (v1 ? v2 ) 2R 2

C. ? ?

D. ? ?

二.填空题(本题有 8 小题,每题 6 分,共 48 分;请把答案填在题中空白处横线窍) 13 .如图所示,物体重 G=300N ,绳 CD 恰呈水平状态, ∠CAB=30°,∠ACB=90°,E 是 AB 的中点,CE 也呈水平状态, 那么各段绳的张力分别是:TAB= N,TCB= N,TDC= N。 14.如图所示,甲从河中 O 点沿水流方向游至 A 后立即返回 O 点,所用时间为 t1,乙同时从同一地点沿垂直于河岸方向游 至 B 后立即返回 O 点,所用时间为 t2;若长度 OA=OB,甲、 乙两人在静水中的游泳速度大小同为 v1,水流速度恒为 v2, 则 t1:t2= 。 15.如图所示的三个物体质量分别为 ml、m2 和 m3,m1>m2,带有滑轮的物体 m3 放在光滑水平面上。滑轮和所有接触面的摩擦以及 绳子的质量均不计,为使三个物体无相对运动,水 平推力 F= 。 16.一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆 动周期的比值为 k ,设地球的半径为 R ,假定地球的密度均匀,则矿井的深度 d=_________。

kx0 ? ?g m

x0 C.物体做匀减速运动的时间为 2 ?g
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 ?mg ( x0 ? 12. 一半径为 R 的圆柱体可以在两块水平板之间转动, 两板分别以速度 vl 和 v2(vl>v2)向同一方向运动, 板与圆 柱之间无打滑, 则圆柱体转动的角速度及其中心 O 点运 动的速度为:
2

?mg
k

)

17. 右图为盒式录音磁带中的一个卷带盘, 其内部是塑料带轴, 半径 r=11mm,当带轴外部绕满磁带时,最外半径 R=21mm, 若在听磁带录放机时进行观察,发现带轴上磁带的厚度减少一 半所需时间为 12 min,则带轴上剩余磁带的厚度再减少一半所 需时间约为 min,将整盘磁带完整地放一次所需时间约

为_________min。 18.一蜗牛从地面开始沿竖直电杆上爬,它上爬的速度 v 与它距离地面的高度 h 之 间满足关系 v ?

lv 0 ,其中常数 l=20cm,v0=2cm/s,则它上爬 20cm 所用的时间为 l?h

22.(14 分)如图所示;半径为 R 的光滑的球体置于竖直墙和斜劈之间,劈尖紧挨着 墙面,球体和斜劈的质量都是 m,若不计一切摩擦,试求: (1)欲使系统处于静止状态,作用在斜劈上水平向左的力 F 至 少应多大? (2)若突然撤去 F,球体落地瞬间的速度多大?

____。 19.卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通 话, 则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间约为_______s。 (可能用到的数据: 5 月球绕地球运动的轨道半径约为 3.8×10 km,运行周期约为 27 天,地球半径约为 6400km,无线电信号传播速度为 3.0x108m/s) 20. 如图所示, 绳子不可伸长, 绳和滑轮的重力不计, 摩擦不计。 重物 A 和 B 的质量分别为 m1 和 m2,当左边绳上端剪断后,重物 A 的加速度 al= ,B 的加速度 a2= 。

三.计算题(本题共有 4 小题,满分 54 分) 21.(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) (1)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(如图 实线所示),则 P1 点距 O 点的距离 sl= ; 2 (2)若球在 O 点正上方以速度 v 水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的 P2 点(如图虚线所示),则 v2= ; (3)若球在 O 点正上方水平发出后,球经反 弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘 P3 处,求发球点距 O 点的高度 h3。

23. (12 分)如图所示, 长 L 的细线一端系一小球, 另一端固定在竖直平面上的 D 点, 在 D 点正下方 L/2 处的有一钉子 O’。将小球拉至图示位置由静止开始释放,在细 线绕过钉子后的运动过程中,试求细线张力刚变为零时小球的位置及其速度,忽略 空气阻力。

3

24.(16 分)如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定, 右端连接着质量 M=2kg 的小物块 A。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台 面等高,并能平滑对接。传送带始终以 u=2m/s 的速度逆时针转动,装置的右边是 一光滑的曲面, 质量 m=lkg 的小物块 B 从其上距水平台面高 h=1. 0m 处由静止释放。 已知物块 B 与传送带之间的摩擦因数 μ=0.2,l=1.0m。设物块 A、B 中间发生的 是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块 A 静止,取 g=l0m/s2; (1)求物块 B 与物块 A 第一次碰撞前的速度大小; (2)通过计算说明物块 B 与物块第一次碰撞后能否运动到右边曲面上? (3)如果物块 A、B 每次碰撞后,物块 A 再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当他 们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块 B 第 n 次碰撞后运动的速度大小。

参考答案: 题 号 答 案 1 D 2 A 3 AD 4 A 5 C 6 B 7 ABC 8 AD 9 AB 10 C 11 BD 12 D

13、 100 3 100 3 200 3 14、 V1

V2 ? V2

15、

m 2 m 1 +m 2 +m 3 g
2 m2 1 ?m 2

16、 (1-K2)R

17、4.8 20.8 18、15s 19、0.28s 20、a1 = 21、 (1)s1 = v1
2h 1 g

2g(2m 1 +m 2 ) 4m 1 +m 2

a2 =

g(2m 1 +m 2 ) 4m 1 +m 2

(2)v1 =

L 2

g 2h

(3) h3 =

4h 3

22、 V=

3?1 gR 4

23、 V=

gL 2

θ=90° 24、(1)设物块 B 沿光滑曲面下滑到水平面位置时速度大小为 V0 由机械能守恒:
2 mgh = 2 mv0 1

v0 =

2gh

设物块 B 在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为 a, 则:μmg=ma 设物块通过传送带后运动速度大小为 V, 2 则有:v 2 ? v0 = ?2aL 有上述各式可解得:v=4m/s 又由于 v>u=2m/s,∴v=4m/s 即为物块 B 与物块 A 第一次捧撞前的速度大小 (2)设物块 A、B 第一次碰撞后的速度分别为 V、V1,取向右为正方向,又弹性碰撞 得:
1 2

?mv = mv1 + MV
2 mv 2 = mv1 + MV 2 2 q 1 1

解之得v1 = v = m/s
3 3

1

4

即碰撞后物块 B 沿水平台面向右匀速运动 设物块 B 在水平台面上向右运动的最大位移为 L’,
2 则:0 ? v1 = ?2aL′

L′ = 9 m < 1

4

4

∴物块 B 不能通过传送带运动到右边的曲面上 (3)当物块 B 在传送带上向右运动的速度为零时, 将会沿传送带向左加速。 可以判断, B 运动到做边台面是速度大小为 v1,继而与物块 A 发生第二次碰撞,设第二次碰撞 后 B 的速度大小为 v2,同上计算可知: v2 = v1 =
3 1 1 2 3

v

物块 B 与 A 第三次碰撞,第四次碰撞……,碰撞后物块 B 的速度大小依次为: v3 = v2 =
3 1 1 1 3 3 1 4 3

v v

v4 = 3 v3 =
1 n 3

则第 n 次碰撞后物块 B 的速度大小为: vn = v

5


2013年郑州市高一力学竞赛试题

2013年郑州市高一力学竞赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。2013年郑州市高一力学竞赛试题 2013 年河南省郑州市高中力学竞赛试题一.选择题(本题有 12 道小题,每...

2013郑州市高一物理竞赛试题附答案

2013郑州市高一物理竞赛试题附答案_学科竞赛_高中教育_教育专区。2013郑州竞赛试题 高一2013 年郑州市高一物理竞赛试题一.选择题(本题有 12 道小题,每题都有一个...

2011-2013年郑州市高一物理竞赛试题及答案 word版

2011-2013年郑州市高一物理竞赛试题及答案 word版_学科竞赛_初中教育_教育专区。...河南省郑州市2010-2011学... 10页 免费 郑州市 2010—2011学年上... 2页...

2015年 郑州高一年级物理竞赛试题

2015年 郑州高一年级物理竞赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。word版 纯手打 郑州四中 董文方 2015 年郑州市高一年级物理竞赛试题一. 选择题(每小题 4 分,共...

高一力学竞赛试题及答案

只将手指向上移动 高一物理竞赛 -2- θθ D.只将手指向下移动 二、填空题:本题共3小题,每小题4分,共12分. 13.某物体外力的作用下的V-t图如右图所示,...

河南省郑州市2012-2013学年上期期末考试高一物理试题(word版 含答案)

河南省郑州市2012-2013学年上期期末考试高一物理试题(word版 含答案)_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。河南省郑州市2012-2013学年上期期末考试高一物理试题(...

2012年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分)百度文库

2012年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分)百度文库。2012年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分)百度文库2012 年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分) 考生须知:时间 150 分...

2013年北京市高中力学竞赛预赛试卷

2013年北京市高中力学竞赛预赛试卷_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 26 届北京市高中力学竞赛预赛试卷(景山学校杯)(全卷满分 150 分) 得分 2013 年 5 月 5 日...

郑州市2013届高三上学期期末考试数学试题

郑州市2013届高三上学期期末考试数学试题_数学_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 郑州市2013届高三上学期期末考试数学试题_数学_高中教育_教育...