物理竞赛高一模拟卷11 1 / 6 物理竞赛高一模拟卷11 一、不定项选择题 1下列哪些物理量的加减计算要遵循平行四边形定则（） 速率角速度位移动能 2车厢内有一盛水的玻璃杯（杯底水平），当车厢在水平面上做匀加速运动时，水面呈 如图所示状态，下列说法正确的是（） 加速度方向一定向右 加速度方向一定向左 水对杯底的压力变大 水对杯底的压力不变 3如图 2 所示，消防车梯子的下端用光滑铰链固定在车上， 上端搁在竖直光滑的墙壁上，当消防队员沿梯子匀速向上爬时， 下列说法中正确的是（） 铰链对梯的作用力减小 墙对梯的弹力不变 地面对车的摩擦力增大 地面对梯的弹力不变 如图 3 所示， 光滑水平面上放置质量分别为m和m2的四个木块， 其中两个质量为 m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg现用水平拉力F拉 其中一个质量为m2的木块，使四个木块以同一加速度运动， 则轻绳对m的最大拉力为（） mg 5 3 mg 4 3 mg 2 3 mg3 5如图 4 所示，一个质量为2kg 的物体从坐标原点O沿x轴正方向由静止开始做匀加 速直线运动，它的动量p随位移x的变化规律为px8kgm/s，则（） 物体在第一秒内受到的冲量是16Ns 物体通过 A、B、C各点时动量对时间的变化 率是 16kgm/s 物体通过相同的距离，动量增量可能相等 物体通过相同的时间，动量增量一定相等 6如图5 所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ONMO2，M、N两点高度相 同小球自M点从静止开始滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失， 以v、s、a、 k E分别表示小球的速度、位移、加速度和动 能四个物理量的大小下列图象（如图）中能正确反映自 M点到N点运动过程中的是（） 物理竞赛高一模拟卷11 2 / 6 7如图7 所示，在一个竖直支架上固定两个水平的弹簧枪A和B，弹簧枪A、B在 同一竖直平面内， A比B高h，使弹簧枪B的出口距水平面高 3 h ，弹簧枪 A、B射出的子 弹水平射程之比为 A s: B s1:2. 设弹簧枪A、B的高度差h不变，且射出子弹的初速度不 变，要使两个弹簧枪射出的子弹落到水平面上同一点，则（） 竖直支架向上移动，移动的距离为h2 竖直支架向下移动，移动的距离为h 15 4 竖直支架向下移动，移动的距离为h2 竖直支架向上移动，移动的距离为h 15 4 8听磁带录音机的录音发觉到：带轴上卷带的半径经时间 1 t10min 减小一半，则此 后再减小一半需要的时间为（） 10min 7.5min 5min 2.5min 9如图所8 示，OP为竖直平面内一光滑曲面轨道，P点轨道与地面相切；OQ为光 滑的斜面轨道，来年感轨道长度相等在 O点，质量为的小物块a和b，从同一时刻出发， a沿斜面下滑，b沿曲面下滑以下说法正确的是（） a比b先到达地面，它们将要到达地面时动能相等 a、b同时到达地面，它们将要到达地面时速度不同 a比b先到达地面，它们将要到达地面时速度相等 b比a先到达地面，它们将要到达地面时动能相等 1010 个同样的木块紧靠着放在水平地面上，每个木块的质量m0.4kg，长L0.5m， 它们与地脉内之间的动摩擦因数均为 2 0.1，在左方第一个木块的左端放一质量 M 1.0kg 的铅块，它与木块之间的动摩擦因数均为 10.2，如图 9 所示现突然给铅块一向 右的初速度 0 v 5.0m/s，使其在木块上滑行，则铅块开始带动木块运动时铅块的 速度为（铅块可看成质点）（） 11m/s10m/s 3.0m/s7m/s 11某一滑块以速度 1 v靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变 为 2 v，且 1 v 2 v，若滑块想上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（） 上升时机械能减小，下降时机械能增大 上升时机械能减小，下降时机械能也减小 上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方 上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方 12如图 10 所示，质量为m的小球悬挂在质量为M的半圆形 光滑轨道的顶端，台秤的示数为gmM)(忽略台秤称量时的 延迟，则从烧断悬线开始到小球滚到轨道底部这段时间内，台秤 示数（） 一直小于gmM)( 先大于gmM)(，后小于gmM)( 一直大于gmM)( 先小于gmM)(，后大于gmM)( 13如图 11 所示，长为L的杆一端用铰链固定于O点处，另一端固定小球A杆靠在 质量为M、高为h的物块上若物块一速度v向右运动且杆与物块始终保持接触，则当杆 与水平方向的夹角为时，小球 A的速率 Av 为（） 物理竞赛高一模拟卷11 3 / 6 h vLcossin h vL 2 sin h vL 无法确定 14如图 12 所示， 在倾角为的光滑斜面A点处， 以速度 0 v与斜面成角斜抛出一小 球 小球下落时将与斜面做弹性碰撞若小球能返回出发点A， 则、 满足的条件为 （） cossinksincosk cotcotkcottank 二、填空题 15某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到记录的纸带如图13 所 示，图中的点为记数点，在每两相邻的两个记数点间有4 个没有画出， 则小车运动的加速度 为m/s2 16如图 14 为“用 DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系” 的实验装置 (1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变，用钩码所受的重力作 为，用 DIS 测车的加速度 (2)改变所挂钩码的数量， 进行多次测量 在某次实验中， 根据测得的多组数据画出Fa 关系图线如图15 所示 分此图线的OA段可得出的实验结论是 此图线的AB段明显偏离直线，造成此 误差的主要原因是 小车与轨道之间存在摩擦 导轨保持了水平状态 所用钩码的总质量太大 所用小车的质量太大 17如图 17 所示，一条长为2m 的轻绳两端各连接一质量 均为 0.5kg 的小球A、B，小球A置于光滑水平桌面上，轻 绳通过滑轮与小球B相连， 固定B球使绳处于水平位置且伸出桌面的长度为1m现由静止 释放 B球，设A球到达桌边MN 的时间为 1 t，B球到达桌边 MN的时间为2 t，则 1 t 2 t （填“”、 “” 、 “” ） 物理竞赛高一模拟卷11 4 / 6 18 在一个与水平面成角的粗糙斜面上放着一个物体，它系于一根不可伸长的细绳上， 绳的另一端通过斜面上的一个小孔竖直穿过平面，如图18 所示，然后慢慢地拉动绳子，开 始时， 绳子处于水平位置，在这个物体到达小孔的时候，物体在斜面上通过的轨迹正好是一 个半圆周，则斜面物体间的摩擦因数为 19如图 19 所示，一长为L的轻杆顶端和中点分别固定质量为 1 M和 2 M的两个小球， 轻杆竖直放置在光滑水平面上现给杆一微小扰动，则杆倒下到水平位置时： 1 M的速度 为， 2 M的速度为 20一弹簧秤的秤盘质量 1 m1.5kg，盘内放一物体P，P的质量 2 m 10.5kg，弹簧 质量不计，其劲度系数为k800N/m ，系统处于静止状态，如图20 所示，现给P加一个竖 直向上的力F使P从静止开始向上做匀加速运动，已知在最初0.2s 内F是变力，在0.2s 后F是恒力，则：力F的最小值为，最大值为 21如图21，质量为M、m的两物体A、B，用轻绳相连跨过光滑的滑轮，将A置 于倾角为的光滑斜面上，B悬空，如果A在斜面上沿斜面加速下滑，则斜面作用于高出 地面壁上的水平方向的力为 （地面与斜面体间的摩擦忽略不计） 三、计算题（本题共4 小题，共55 分） 22(17 分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛比赛路径如图22，赛车从A出 发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道 后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟已知赛车质量 m0.1kg，通电后以额定功率P1.5W 工作，进 入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受 到的阻力均可不计图中 L10.00m，R0.32m， h 1.25m，S1.50m问：要使赛车完成比赛， 电动机至少工作多长时间？(取g10m/s2) 23(20 分)如图 24 所示，质量M0.4kg 的靶盒位于光滑水平的导轨上，连接靶盒的 弹簧一端与墙壁固定，弹簧的劲度系数 k200N/m，当弹簧处于自然长度时靶盒位于O点， P处有固定的发射器，它可以根据需要瞄准靶盒，每次发射出一颗水平速度 0 v 50m/s，质 量m0.1kg 的球形子弹，当子弹打入靶盒后，便留在盒内（假定子弹与靶盒发生完全非弹 性碰撞）开始时靶盒静止，今约定， 每当靶盒停在或到达O点时均有一颗子弹进入盒内 (1)若相继有6 颗子弹进入靶盒，问每一颗子弹进入靶盒后，靶盒离开O点的最大距离 各为多少？它从离开O点到回到O点经历的时间各为多少？ (2)若P点到O点的距离为S0.25m，问至少应发射几颗子弹后停止射击，方能使靶盒 来回运动而不会碰到发射器 物理竞赛高一模拟卷11 5 / 6 物理竞赛高一模拟卷11参考答案 一、选择题 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答 案 二、填空题 15 2m/s 16 (1) 小车的总质量； 小车所受拉力(2) 在质量不变的条件下， 加 速 度 与 合 外 力 成 正 比 17 18 tan 19 21 21 4 )2( 2 MM gLMM 21 21 4 )2( MM gLMM 2072N 168N 21 mM mMMg)sin(cos 三、计算题 22解：设赛车越过壕沟需要的最小速度为 1 v，由平抛运动规律stv1h 2 2 1 gt 解得 1 v h R s 2 3m/s 设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为 2 v，最低点的速度为 3 v，有牛顿 第二定律及机械能守恒定律 mg R v m 2 22 3 2 1 mv 2 2 2 1 mvmgR2 解得 3 vgh54m/s 通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小值应该是 min v 4m/s 设电动机工作时间至少为t，根据功能原理PtfL 2 min 2 1 mv可解得 t2.53s 23(1)第一颗子弹打入靶盒瞬间 0 mv 1 )(vmM 靶盒回到O点，第二颗子弹打入靶盒瞬间 0 mv 1 )(vmM 2 )2(vmM 解得 2 v 0 第三颗子弹打入靶盒瞬间 0 mv 3 )3(vmM 第四颗子弹打入靶盒瞬间 0 mv 3 )3(vmM 4 )4(vmM 解得 4 v 0 由上述计算可知，奇数颗子弹打进靶盒，靶盒开始运动，由于质量增加，启动速度和振 幅均减小，周期增大；偶数颗子弹打进靶盒后立即停在O点 当第一颗子弹打入靶盒后每靶盒与其中子弹的总动能为 1k E 2 1 )( 2 1 vMm 若靶盒离开O点最远距离为 1 x，则弹簧弹性势能为 1p E 2 1 2 1 kx 由 1k E 1p E 得 1 x k mM )( 0 mMk mv 0.50m 物理竞赛高一模拟卷11 6 / 6 同理 2 x0 3 x0.42m 4 x0 5 x0.37m 用 i t表示第i颗子弹打入靶盒后，靶盒离开O点到回到O点所用时间， i T表示对应的振 动周期，则有 1 t 2 1 T 2 1 k Mm 2 2 105s 2 t0 3 t 2 3 T 2 1 k Mm3 2 2 106s 4t 0 5 t 2 5 T 2 1 k Mm5 2 2 107.6s 6 t0 (2)要使靶盒在停止射击后维持来回运动，则发射子弹个数n必须为奇数，即 nk21（k为正整数） 这时靶盒做简谐运动的振幅即为靶盒离开 O点的最远距离，应有 S n x )( 0 nmMk mv 即k 2 2 0 2kS mv m mM 2 8.5 故k9 即n17