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高一物理竞赛试题(有答案)


高一物理竞赛试题
一.不定项选择题: (每题 4 分,共 60 分) (g=10m/s2)
1 .站在磅秤上的人,由直立开始下蹲到最低处的过程中,磅秤的读数变化情况是( ) (A)始终不变, (B)始终变小, (C)先变大后变小, (D)先变小后变大。 2.自行车在平直公路上匀速行驶,前后车轮所受地面摩擦力方向为( ) (A)前后车轮所受摩擦力都向后, (B)

前后车轮所受摩擦力都向前, (C)前车轮所受摩擦力向后,后车轮所受摩擦力向前, (D)前车轮所受摩擦力向前,后车轮所受摩擦力向后。 2 3.做匀加速直线运动的物体,初速为 1 m / s,加速度为 2 m / s ,则该物体第 1 s、 第 2 s、第 3 s、??第 n s 内通过的位移大小之比为 ( ) (A)1:3:5: ??:2n-1, (B)1:2:3: ??:n, n 2 (C)2:4:8: ??:2 , (D)1:4:9: ??:n 。 4.如图所示,物体在水平力 F 的作用下静止在斜面上,若稍许增大水平力 F,而 使物体仍能保持静止时,则下列说法正确的是: A、斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大 B、斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大 C、斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大 D、斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大 5.如图所示,A、B 为竖直墙面上等高的两点,AO、BO 为 长度相等的两根轻绳,CO 为一根轻杆,转轴 C 在 AB 中点 D 的正 D B 下方,AOB 在同一水平面内,?AOB=120?,?COD=60?,若在 O A O 点处悬挂一个质量为 m 的物体,则平衡后绳 AO 所受的拉力和杆 OC 所受的压力分别为 C m ( ) (A) 3 3

mg,

2 3 3

mg,

1 (B)mg, mg, 2

2 3 3 1 (C) mg, mg, (D) mg,mg。 3 3 2 6.汽车和自行车在同一平直的公路上做匀速直线运动,汽车速度为 10 m / s,自行车速 2 度为 4 m / s,汽车追上自行车后立即刹车做加速度大小为 2 m / s 的匀减速直线运动,则两 车再次相遇所需时间和通过的路程分别为 ( ) (A)6 s,24 m, (B)6 s,25 m, (C)6.25 s,24 m, (D)6.25 s,25 m。 7.杂技演员在进行蹦床表演时,从某高处落下又被弹回原处,则整个过程中演员运动的 v—t 图线为 ( )
v 0 (A) t v 0 (B) v t 0 (C) t v 0 (D) t

8.如图所示,两根直木棍 AB 和 CD 相互平行,斜靠在竖直墙壁上固

定不动,一根水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下。若保持两木棍倾角不变,将两棍间的距离减 小后固定不动,仍将水泥圆筒放在两木棍上部,则水泥圆筒在两木棍上将( ) A.仍匀速滑下 B.匀加速滑下 C.可能静止 D.一定静止 9.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1 和 m2 的木块 1 和 2,中间用一原长 为 l、劲度系数为 K 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为 μ 。现用一水平力 向右拉木块 2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离时( A. l ? C. l ? )

?
K

m1 g

B. l ? D. l ?

?
K

( m1 ? m 2 ) g

?
K

m2 g

m1m2 )g K m1 ? m2 (

?

10.如图所示,将完全相同的两小球 A、B,用长 L=0.8 米的细绳悬 于以 v=4 米/秒向右匀速运动的小车顶部,两球与小车前后壁接触,由于 某种原因,小车突然停止,此时,两悬线中的张力之比 TB:TA 为( ) A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4 11.狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,图 1-4 为 4 个关于雪橇受到的牵 引力 F 及摩擦力 f 的示意图(图中 O 为圆心) ,其中正确的是 ( )
O F f A B O F f C D O F f f O F

12.如图所示,木块 m 放在木板 AB 上,在木板的 A 端用一个竖直向上的力 F 使木板绕 B 端逆时针缓慢转动(B 端不滑动) 。在此过程中,m 与 AB 保持相对静止,则 ( ) A.木块 m 对木板 AB 的压力增大 B.木块 m 受到的静摩擦力逐渐减小 C.竖直向上的拉力 F 逐渐减小 D.拉力 F 的力矩逐渐减小 d c P 13.一质点以一定的速度通过 P 点时,开始受到一个恒力 F 的作用, 则此后该质点的运动轨迹可能是图中的( ) a b A.a B.b C.c D.d 14.雨滴由静止开始下落,遇到水平方向吹来的风,下述说法正确的 是( ) A.风速越大,雨滴下落时间越长 B.风速越大,雨滴着地时速度越大 C.雨滴下落时间与风速无关 D.雨滴着地速度与风速无关 15.车厢内有一盛水的玻璃杯(杯底水平) ,当车厢在水平面上匀加速运动时,水面呈如 图所示状态,下列说法正确的是( ) A、加速度方向一定向右 B、加速度方向一定向左 C、水对杯底的压力变大 D、水对杯底的压力不变

二.填空题 : (共 30 分,每空 3 分)

16.如图所示,质量 mA=3.0kg 的物体 A 和质量为 mB=2.0kg 的物 体 B 紧靠着放在光滑水平面上。从某一时刻 t=0 起,对 B 施加向右 的水平恒力 F2=4.0N,同时对 A 施加向右的水平变力 F1,当 t=0 时, F1 为 24N,以后每秒钟均匀减小 2.0N,即 F1=24-2t(N) ,那么在 2 2 秒末两物体的加速度 a2= m/s , 从 t=0 起,经过 s 时间两物体分离。 17.一质量为 m=2kg 的物体置于水平传送带上,随传送带一起 以速度 v1=2.0m/s 向前运动,中途因受到一光滑挡板的阻碍而停止 向前运动; 现要用一平行于挡板的水平力 F 将物体以速度 v2=1.5m/s 沿着挡板拉离传送带,已知板与传送带运动方向垂直(如图所示) , 物体与传送带间的动摩擦因数为 ? =0.3,则拉力 F=___________N, 挡板对物体的弹力 N=___________N. 18.如图所示,离水平地面高 1.5L 的一个光滑小定滑轮上,静止 地搭着一根链条. 该链条长为 L, 质量为 m(可以看作质量分布均匀) . 由 于受到一个小小的扰动, 链条开始无初速滑动, 最后落到水平面上. (1) 当该链条的一端刚要接触地面的瞬间(整个链条还在空间) ,链条的速 度 v=__________; ⑵现在用一根细绳的一端 a 系住链条的一端, 轻绳跨 过定滑轮后,将绳拉紧,并在其另一端 b 用竖直向下的力 F 缓慢地拉链 条,使它仍然搭到定滑轮上去,最终重新静止在定滑轮上,那么拉力 F 做的功 w=___________。 (不计空气阻力. )

b F

a

19.羚羊从静止开始奔跑,经过 50m 距离能加速到最大速度 25m/s,并能维持一段较长的 时间;猎豹从静止开始奔跑,经过 60m 的距离能加速到最大速度 30m/s,以后只能维持这个速 度 4.0s.设猎豹距离羚羊χ m 时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后 1.Os 才开始.奔跑,假 定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑.猎豹要在其最大速度减 速前追到羚羊,则χ 的取值范围为____________;若猎豹要在其加速阶段追上羚羊。χ 的取 值范围为________________。 20.三根重为 G,长为 a 的均质杆对称搁在地上,底端相距也均为 a,如图所示.A 杆顶端所受作用力的大小____________;若一重为 G 的人坐在 A 杆中点,则 A 杆顶端所受作用力变为_______________。

三.计算题 : (共 60 分)
21、 (13 分)如图所示,铁夹两臂 NOP、MOQ 的轴心为 O,P、Q 两端夹一重物 A,M、N 两端系在一根绳子上,用竖直向上的力 T 作用 在绳子中点 B 处,通过铁夹提起重物 A,此时 P、Q 间的宽度为 2a,O 到 PQ 中点的距离为 4a, OM=ON=2a, ?MBN=120?, ?BMO=?BNO=90?, 若绳和铁夹的重力不计,求铁夹和重物间的最大静摩擦系数?0 至少多 大时才能提起重物?
T B M O 4a P A 2a Q N

22、 (13 分)一个玩具气球吹入空气后,直径 d 为 0.3 m,质量 m 为 0.01 kg,试根据下

面关于空气阻力的论述,估算该气球在空气中的下沉速度为多少?(空气的密度 ?为 1.29 3 -5 2 kg/m ,空气的粘滞系数?为 1.8?10 Ns/m ) 1 2 运动物体在流体中受到的 f= CD?v S(CD 为曳引系数,?为流体密度,v 为运动速度,S 2

?vd (?为流体密度,v 为运动 ? 速度,d 为球体直径,?为流体粘滞系数) 。当 R? 1 时,曳引系数 CD 与雷诺系数 R 成反比,CD
为物体截面积) ,球形物体曳引系数 CD 与雷诺系数 R 有关,R= = 24

R

9 3 5 ;当 1?10 ≤R≤1?10 时,曳引系数 CD 大小与雷诺系数 R 几乎无关,CD= 。 2

23. (15 分)木板质量 M=4kg, 板 L=0.4m,静止在光滑的水平面上,木板的右端有一个 质量为 m=1kg 的小滑块(视为质点) ,与木板相对静止,之间摩擦系数为 μ =0.4,今用 F=28N 的水平恒力作用于木板右端,要使滑块从木板上掉下来,求水平力作用的最短时间。 L M F 24. (19 分)两个质量均为 15kg 的物体 A 和 B 用劲度系数为 600N/m 的轻 弹簧相连后竖立在水平地面上(如右图所示) .静止后对物体 A 施加一个竖直向 上的拉力 F,使物体 A 向上做匀加速运动,经 0.5 秒,物体 B 即将离开地面.求 在这段时间内拉力 F 做的功. A m F

B

参考答案
一.选择题 1 D 2 C 3 B 4 D 5 A 6 D 7 B 8 B 9 A 10 C 11 C 12 D 13 BCD 14 BC 15 BD

二.填空题 16、4.8; 9 17、3.6 ; 4.8 19、 ? 55; ? 31.9

18、

5 3gL ; ? mgL 4 2

20、

2 3 G; G 4 3

三.计算题 21.解:T=G,G=2f,f=?N,T?2a+fa=N?4a,所以?=0.8。 22.解:R=?vd/?=1.29?0.5?0.3/(1.8?10 )=1.1?10 ,10 <R<10 ,CD=4.5,
-5 4 3 5

1 9 9 2 2 2 f= CD?v S= ?v S,mg= ?v S,所以 v=0.7 m / s。 2 4 4

23.解:m 的加速度 a1=μ g=4m/s ,F 作用时 M 的加速度 a2=(F-μ mg)/M=6m/s
2

2

2

F 停止作用,木板减速:a3=μ mg/M=1m/s ,设滑块加速的时间为 t, 木板有力作用的时间 为 t1,最后达到相同速度且滑到木板的最左端。对滑块:a1t=v 对木板:v=a2t1-a3(t-t1)解得 v=28t1/5 滑块移动:s1=v /2a1 求木板移动:s2 由题意:L=S2-S1 24. 解:如图所示, 所以力作用的最短时间是 t1=0.53s
2

最初弹簧的压缩量:

x1 ?

mAg ? 0.25m k
F A A x1

F F A x2 l0 B B B a

物体 B 将要离地时弹簧的伸长量:

x2 ?

mB g ? 0.25m k

于是物体 A 加速上升的高度 H ? x1 ? x 2 ? 0.5m

H ?
再由

1 2 at 2 得此过程中物体 A 上升的加速度:

a?

2H ? 4m / s 2 2 t

F k(x1 -h) A mAg a

根据物体 A 的受力情况(如右图)及牛顿第二定律可得方程(设 此时物体上升高度为 h)

F ? k (x 1 ? h ) ? m A g ? m Aa
F ? m Aa ? kh
360 F/N

注意到 kx1 ? mB g ? m A g ,解得拉力 其中 h ? [0, H ? x1 ? x 2 ? 0.5m ]

由拉力 F 的表达式可知拉力 F 和物体 A 上升的高度 h 呈线性关 系,如右图所示,拉力的最小值 Fmin ? m Aa ? 60N ;最大值

60 0 0.5

h/ m

Fmax ? mAa ? kH ? 360N .
W ?
于是拉力 F 做的功

1 (Fmin ? Fmax )H ? 105 J 2


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