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2011年嘉兴市物理竞赛高一参考答案


年嘉兴市物理竞赛高一参考 参考答 2011 年嘉兴市物理竞赛高一参考答案 2011/05/22
命题: 建斌、魏俊枭、 命题:张建斌、魏俊枭、吴磊峰 一、选择题(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) 选择题( . ...... . .. . ...... . .. .. .. 题 号 答 案 1 C 2 B 3 A

4 A 5 C 6 C 7 A 8 D 9 A 10 B 11 D 12 D 13 B

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) 填空题( . ...... . .. - 共 . .

gR 2 14.放大; .放大; G
17. 2πn ; .

L2 + ( H + h) 2 H 15. L; . H +h v
18.10;12.6 . ;

16.10;10 . ;

2πnr1 r3 r2

19. .

8? 5H H; 4? + 3 4?

20.0.5;27.5 . ;

21.6400 ; 2.06 × 10 s .
3

三、计算题(B 类考生只做第 22 题和第 24 题,A 类考生只做 23 题和 24 题。第 22.23 题 计算题( . ....... .... ... ...... ... . . . . . 各 17 分,第 24 题 18 分,共 35 分) 22.(1)运动员运动到 O 点时: FN ? mg = m ( ) 点时:
2 v0 R 解得: 解得: v 0 = 8m / s s π = (2)圆弧对应的圆心角为: α = )圆弧对应的圆心角为: R 3 运动员在圆弧上下滑的高度 弧上下滑的高度: 运动员在圆弧上下滑的高度: h = R (1 ? cos α ) = 5m 设运动员在圆弧轨道上克服摩擦力做功为 W f

2分 2分 2分 1分

则: ? W f + mgh = 解得: 解得: W f =900J

1 2 mv0 2

2分 2分 1分 1分

(3)设 A 点与 O 点的距离为 L,运动员飞出后做平抛运动 ) , 水平方向 水平方向: L cos θ = v 0 t 竖直方向: 竖直方向: L sin θ = 所以: 所以: t = 1.2 s 可得: 可得: v =

1 2 gt 2

v y = gt = 12m / s

2分 2分
1

2 2 v0 + v y = 208m / s

年嘉兴市高一 高一物理竞赛参考答案 2011 年嘉兴市高一物理竞赛参考答案 第 1 页 共 3 页

23. (1)滑块由 A 到 D 的过程中: mg ( H ? 2 R ) = 的过程中: )
2 vD R

1 2 mv D 2

2分

由牛顿第三定律得: 点所受轨道支持力与滑对轨道的压力等大方向, 由牛顿第三定律得:滑块在 D 点所受轨道支持力与滑对轨道的压力等大方向, 记为 F,则: F + mg = m , 解得: 解得: F = 2分

2mg H ? 5mg 2分 R 结合图象可得: 1分 结合图象可得: m = 0.1kg R = 0 .2 m 2分 (2)设滑块在 D 点的速度为 v 时,恰能落到直轨道上与圆心等高处 ) 1 2 竖直方向: R = gt 竖直方向: 水平方向: x = vt 水平方向: 1分 2 R 5 由几何关系得: = R 1分 由几何关系得: x = sin θ 3 5 gR 5 解得: = m/s 2分 解得: v = 3 2 3 物体恰好能过 D 点的速度大小: v0 = gR = 2m / s 点的速度大小: 1分
因为 v > v 0 ,所以存在满足条件的 H 值 H 满足条件: mg ( H ? 2 R ) = 满足条件: 解得: 解得: H = 1分

1 mv 2 2
2分

97 m = 0.54m 180
4分 4分

24. 1) 2 g . ) ( (2) 2 )

z 4z + k
z k

(3)滑块相对于匀速转动的杆静止,支持力和摩擦力在竖直方向的分力之和与重力平 )滑块相对于匀速转动的杆静止, 在水平方向的分力之和使滑块产生水平的向心加速度 由此可得( 的分力之和使滑块产生水平的向心加速度, 衡,在水平方向的分力之和使滑块产生水平的向心加速度,由此可得(设摩擦力 沿杆向上) 沿杆向上) : FN cos θ + F f sin θ = mg 1分

FN sin θ ? F f sin θ = ma n

1分 1分

z 1 a n = ω 2 x = ω 2 kz = ω 2 k tan θ (其中 tan θ = 2 ) 2 k ω 2k (1 ? ) tan θ Ff 2g 可得: = 可得: FN ω 2k 1+ tan 2 θ 2g
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1分

2

当ω =

Ff 6g 2 tan θ =? 时, ,表示摩擦力实际是沿杆向下的 k FN 1 + 3 tan 2 θ Ff FN ≤?= 1 2
2分

滑块相对杆静止的条件是: 滑块相对杆静止的条件是: 即

2 tan θ 1 ≤ ,或 3 tan 2 θ ? 4 tan θ + 1 ≥ 0 2 1 + 3 tan θ 2 1 k 解得: 得到: 2分 解得: tan θ ≤ 得到: 0 ≤ z ≤ 3 36 k 得到: 2分 得到: z ≥ 或 tan θ ≥ 1 4 k k 滑块能相对于杆保持静止 能相对于杆保持静止。 即滑块的高度满足条件 0 ≤ z ≤ 或 z ≥ 时,滑块能相对于杆保持静止。 36 4

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