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郑州外国语学校高一物理竞赛


郑州外国语学校高一物理竞赛题
2011-4-11 说明:本试卷分试题卷和答题卷两部分。其中,第 I 卷的正确答案涂在机读卡上,第Ⅱ 卷的解答写在答题卷。考试时间 120 分钟,满分 105 分。

第Ⅰ卷(选择题

共 30 分)

一.选择题 (本题共 10 小题,每题选完全正确得 3 分,选不全但无错选者得

2 分,错选或 不选得 0 分. ) 1. 一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下, 加速度为a1。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触) ,加速度为 a2。则: A. a1= a2 B. a1< a2 C. a1> a2 D.无法判断 0 2. 如上图所示,一同学沿一直线行走,现用频闪照相记录了他行走中 9 个位置的图片,观 察图片,能比较正确反映该同学运动的速度-时间图象的是下图的 :
v
0

v
0 0

v

v
0 t 0

t

t

0 0

t

A A

B B

C C

D D

3. 四个小球在离地面不同高度处,同时从静止释放,不计空气阻力,从某一时刻起每隔相 等的时间间隔,小球依次碰到地面。则刚刚开始运动时各小球相对地面的位置可能是:

4. 如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保 持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两位同学手掌粗糙 程度也相同, 在乙端的凳面上放四块砖, 下列判断正确的是: A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己 B.由于乙端比较重,可以和手之间产生较大的摩擦,乙可 以将凳子拉向自己 C.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己 D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动, 甲的手可 以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动 5. 如右图所示,一质量为 M 的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为 90° 两底角为 α 和 β; a、b 为两个位于斜面上质量均为 m 的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现 a、b 沿 斜面下滑,而楔形木块静止不动, 这时楔形木块对水平桌面的压力等于: A. Mg ? mg B. Mg ? 2mg C. Mg ? mg (sin ? ? sin ? ) D. Mg ? mg (cos? ? cos ? )
1

6. 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 的正下方,AOB 在同一水平面内,∠AOB = 120° ,∠COD = 60° , 若在 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: A. C.
3 2 3 mg , mg 3 3

1 B.mg, mg 2

2 3 3 1 D. mg ,mg mg , mg 3 3 2 7. 由上海飞往美国洛杉矶的飞机与洛杉矶返航飞往上海的飞机, 若往 返飞行时间相同,且飞经太平洋上空等高匀速飞行,飞行中两种情况 相比较,飞机上的乘客对座椅的压力: ? A.相等? B.前者一定稍大于后者? C.前者一定稍小于后者? D.均可能为零 8. 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体 A, A 与竖直墙之间放一光滑 圆球 B,整个装置处于平衡状态.现对 B 加一竖直向下的力 F,F 的作用线通过球心,设墙对 B 的作用力为 F1,B 对 A 的作用力为 F2,地面对 A 的作用力为 F3.若 F 缓慢增大而整个装置 仍保持静止,截面如图所示,在此过程中: F A.F1 保持不变,F3 缓慢增大 B.F1 缓慢增大,F3 保持不变 B C.F2 缓慢增大,F3 缓慢增大 A D.F2 缓慢增大,F3 保持不变 9. 一杂技演员骑摩托车沿一竖直圆形轨道做特技表演,如图所示。 若车的速率恒为 v,人 与车的总质量为 m,轨道半径为 r。 下列说法正确的是: C A.摩托车通过最高点 C 时,轨道受到的压力可能等于 mg B.摩托车通过最低点 A 时,轨道受到的压力可能等于 mg C.摩托车通过 A、C 两点时,轨道受到的压力完全相同 D B O D.摩托车通过 B、D 两点时,轨道受到的压力完全相同 10. “吴健雄星”是一颗小行星,它的密度与地球相同,表面重力加 A 速度是地球的 1/400。已知地球的半径是 6400km,那么“吴健雄 星”的半径应该是: A.256km B.16km C.4km D.2km

第Ⅱ卷(非选择题

共 52 分)

二.实验题 (包括 3 道题,共 18 分,请把结果填在横线上,或按题目要求作答) 11(6 分) .某同学做《研究平抛物体的运动》实验,在坐标纸上得 o a 到如 图所示的 运动轨迹上的若干个点.已知 O 点为平抛运动的 初始位置,设坐标 纸上每小格的长、宽均为 5cm.由图可知:① b 平抛物体的初速度为 ______;②b 点的瞬时速度大小为 (g 2 取 10m/s )③关于此实验,以下说法中正确的是( ) c A.小球释放的初始位置越高越好 B.每次小球要从同一位置由静止释放 C.实验前要用重垂线检查坐标纸是否竖直 D. 小球的运行要尽可能靠近木板但不接触 12(6 分),1849 年,法国科学家斐索用如图所 示的方法在地面上测出了光的速度。 他采用的方 法是: 让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿 过,经镜面反射回来,调节齿轮的转速,使反射 光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央, 由此
2

可测出光的传播速度。若齿轮每秒转动 n 周,齿轮半径为 r,齿数为 P,齿轮与镜子间距离 为 D.,则齿轮的转动周期为___________,每转动一齿的时间为______________,斐索测定 光速 C.的表达式为 C.=___________________. 13(6分),如图所示,质量不同的两个物体A.和B.,用跨过定滑轮的细绳相连.开始时B.放 在水平桌面上,A.离地面有一定的高度,从静止开始释放让它们运动,在运动过程中B.始终 碰不到滑轮,A.着地后不反弹.不计滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量,用此装置可测出 B.物体与水平桌面间的动摩擦因数μ. B ①在本实验中需要用到的测量工具 是 ; 需要测量的物理量是_______________________; (写出物理量的名 A 称并用字母表示) ②动摩擦因数μ的表达式为μ=__________________. 三.计算题(包括 5 道题,共 52 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14(8分). 如图所示,固定在水平面上的斜面倾角θ=37°,长方体木块A的MN面上钉着一颗 小钉子,质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直,木块与斜面 间的动摩擦因数μ=0.50.现将木块由静止释放,木块将沿斜面下滑. 求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力.(取g=10m/s2, sin37° =0.6, cos37° =0.8)

15(8 分). 质量为 0.5kg 的物体,以 24m/s 的初速度竖直上抛,由于空气阻力的影响,2 秒末到达最高点。设空气阻力大小恒定,则: (1) 物体从最高点落回原处用多长时间? (2) 落回原处时速度多大? (3) 什么时刻物体高度为 18 米?

16(10 分) 。在我国南方山区有一种简易水轮机,如下图所示 ,从悬崖上流出的水可看作 连续做平抛运动的物体, 水流轨迹与下边放置的轮子边沿相切, 水冲击轮子边缘上安装的挡 水板,可使轮子连续转动,输出动力.当该系统工作稳定时,可近似认为水的末速度与轮子 边缘的线速度相同.设水的流出点比轮轴高 h=5.6m,轮子半径 R=1 m.调整轮轴 O 的位 置,使水流与轮边缘切点相对应的半径与水平线成 37 .取 g=10 m/s2,求: (1)水流的初速度 v0 大小 (2)若不计挡水板的大小,则轮子转动的角速度为多少?
0

h R O 370

17(12 分). 磁悬浮列车以大小为 v 的速度沿赤道高速向东行驶,某时刻人造地球卫星 A 正好经过磁悬浮列车正上方(如上图) ,运动方向与磁悬浮列车的运动方向相同,列车行驶 路程 s 后,卫星又一次通过列车的正上方.已知地球的半径为 R,自转周期为 T0,地球表面 的重力加速度为 g,求卫星离地面的高度。
3

18(14 分). A,B 为两个很长的圆柱形滚筒,半径均为 r=10cm,两筒的轴在同一水平面上, 且互相平行,它们各自绕自己的轴沿图示方向以角速度 ? ? 30rad / s 转动。两筒的中心轴 间相距为 d=25cm,两筒上搁着一个较短的圆柱体 C,C 的半径为 R=15cm,质量为 m=9kg。 今用一个与 A,B 轴平行的力 F 拉着 C 以速度 v 0 =4m/s 匀速运动,若 C 与 A,B 之间的滑 动摩擦因数都是 ? ?

1 3

,求 F 大小。
C

A

B

四 ,附加题(5 分) 某同学不小心掉了半块饼干在地上,5min 后发现饼干上聚集了许多蚂蚁.那么 5min 前 这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少呢?确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度.某 班学生以小组为单位进行估测蚂蚁爬行速度的实验探究活动, 下表是各小组的实验方案及结 果. 平均速度 组别 实 验 方 案 - ( v /cm· s 1) 1 1.20 用面包吸引蚂蚁,使它在直尺间运动 2 0.30 让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动 3 1.04 让直玻璃管内的蚂蚁向另一端运动 4 0.45 让蚂蚁在盛有粉笔灰的纸槽内运动 5 让蚂蚁在塑料吸管内爬行,同时点燃蚂蚁身的塑料吸管 2.40 (1) 表中各小组最后测得蚂蚁的爬行速度各不相同,产生此现象的可能原因是什么? (2) 5min 前蚂蚁离饼干的最远距离约为多少?

4

郑州外国语学校高一物理竞赛答题卷
说明:本试卷分试题卷和答题卷两部分。其中,第 I 卷的正确答案涂在机读卡上,第Ⅱ卷的 解答写在答题卷。考试时间 120 分钟,满分 105 分。

第Ⅱ卷(非选择题
11、 (6 分). ① ③ 12、 (6 分) , , , ②

共 52 分)

二、实验题(本题共 3 小题,共 18 分;请把结果填在横线上,或按题目要求作答) o , a b c ,

13, (6分) ① __ ②μ=__________________ . ;____________________ ; (写出物理量的名称并用字母表示)

三、计算题(本题共5小题,52分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14、 (8 分)

15. (8 分)

5

16. (10 分)

h R O 370

17(12 分)

18(14 分).

C

A

B

附加题(5 分)

6

参考答案 一.选择题: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A C C BD A A C C A B 二.实验题答案: 11. 13.①1.5m/s②2.5m/s③BCD 1 1 12, , ,2nPD.; n nP 13, ①天平,刻度尺; A.距地面的高度h,B.在桌面上滑行的总距离s,A.、B. 的质量mA.、mB. ②
??

?m A ? mB ?s ? m A h

mAh

三.计算题答案: 14. 由于木块与斜面间有摩擦力的作用,所以小球B与木块间有压力的作用,并 且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动.将小球和木块看作一个整体,设木块的 质量为M,根据牛顿第二定律可得 ?M ? m?g sin ? ? ? ?M ? m?g cos? ? ?M ? m?a 代入数据得 a ? 2.0m/s2 选小球为研究对象,设MN面对小球的作用力为N, 根据牛顿第二定律有 mgsin? ? N ? ma 代入数据得 N ? 6.0N 根据牛顿第三定律,小球对 MN 面的压力大小为 6.0N,方向沿斜面 15. t ? 6 s
v ? 8 6m / s
t ? 1 s, t? ( 2? 6 2 ) s

16. (1)水流下落到轮子边缘时 ,下落的净高度为 ?h =h-Rsin370=5m 竖直分速度 vy= 2 g?h =10 m/s 由几何知识很易求得 v0=vx=vytan370=7.5 m/s
v? vy sin 37 0
R O 37
0

=12.5 m/s

vy
s v

v vx

17. 设卫星的角速度为 ? ,在列车行驶路程 s 的时间 t = 内
?t ? (
2? v ? )t ? 2? T0 R G Mm ? m? 2 ( R ? h) 2 ( R ? h)

① ② ③

万有引力提供向心力 GM = gR2

7

由①②③式得 h =

3

gR 2 ?R. 2? v 2?v 2 ( ? ? ) T0 R s

18. tan ? ?

?r v0

2F f C o ? s?F

2 FN Cos? ? 2 F f Sin? ? mg

f ? ?FN

所以 F ?

?mgCos? 4 ? mg ? 39.2 N Cos? ? ?Sin?Sin? 9

附加题答案: (1) 实验方案不同,外界条件不同.如蚂蚁找食与求生逃跑等情况对实验结果产 生不同的影响. (2) 面包与饼干的外界条件相似, 故蚂蚁向饼干运动时的速度可视为 1.2cm/s, 故 S = vt = 3.6m.

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