2022年高一物理竞赛题 .pdf

1 学校班级_姓名_学号_,密,封,线,内,请,不,要,答,题,任弼时中学高一物理竞赛试题一、选择题 （本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分）1、截止到2007 年年底 , 我国高速公路通车里程5.3万公里 , 居世界第二 ,如图所示 , 在修建高速公路的路基时, 允许的边坡倾角最大值叫做“自然休止角”,如果边坡倾角超过自然休止角会导致路基不稳定. 关于 与土壤颗粒之间的动摩擦因数 的关系 , 下列说法中正确的是 ( ) A.tan B.tan =C.tan D. 与无关2、如图所示，小洁要在客厅里挂一幅质量为1.0kg 的画（含画框），画框背面有两个相距 1.0m、位置固定的挂钩，她将轻质细绳两端分别固定在两个挂钩上，把画对称地挂在竖直墙壁的光滑钉子上，挂好后整条细绳呈绷紧状态。设细绳能够承受最大拉力为10N，g=10m/s2,则细绳至少需要多长才不至于断掉( ) A1.16m B1.55m C2.00m D3.55m 3、如图，不计滑轮、绳的质量及一切摩擦阻力，已知mB2 Kg，要使物体C 有可能 处于平衡状态，那么mC的可能值为（）A3 Kg B10 Kg C15 Kg D20 Kg 4、如图所示，在高空中有四个小球，在同一位置同时以速率V 竖直向上、竖直向下、水平向左、水平向右被射出，经过1s 后四个小球在空中的位置构成的正确图形是：( ) 5、对如图所示的皮带传动装置, 下列说法中正确的是 ( )A. A 轮带动 B轮沿逆时针方向旋转B. B 轮带动 A C. C轮带动 D轮沿顺时针方向旋转D. D 轮带动 C6、如图所示 , 小车上有一直立木板, 木板上方有一槽, 槽内固定一定滑轮, 跨过定滑轮的轻绳上一端系一重球, 另一端系在弹簧秤上, 弹簧秤固定在小车上, 开始时小车处在静止状态, 重球紧挨直立木板,则下列说法正确的是( ) A.若小车匀加速向右运动, 弹簧秤读数及小车对地面压力均增大B.若小车匀加速向左运动, 弹簧秤读数及小车对地面压力均增大C.若小车匀加速向右运动, 弹簧秤读数变大, 小车对地面的压力不变D.若小车匀加速向左运动, 弹簧秤读数变大, 小车对地面的压力不变7、我国道路安全部门规定：在高速公路上行驶的汽车的最高时速为 120km。交通部门提供下列资料：资料一：驾驶员的反应时间：0.30.6s 资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上辆车间的安全距离最接近A100m B200m C300m D400m8、有一种“傻瓜”相机的曝光时间( 快门从打开到关闭的时间) 是固定不变的. 为了估测相机的曝光时间 , 有位同学提出了下述实验方案: 他从墙面上A 点的正上方与A相距 H=1.5 m处, 使一个小石子自由落下 , 在小石子下落通过A 点后 , 按动快门 , 对小石子照相得到如图所示的照片, 由于小石子的运动 , 它在照片上留下一条模糊的径迹CD.已知每块砖的平均厚度约为6 cm, 从这些信息估算该相机的曝光时间最近于 ( ) A.0.5 sB. 0.06 sC. 0.02 sD. 0.008 s 9、图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30，质量为M 的木箱与轨道的动摩擦因数为36。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是（）AmM Bm2M C木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能10、AB 是一条平直公路上的两块路牌，一辆汽车由右向左经过B 路牌时，一只小鸟恰自A 路牌向 B 飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A。它们的位置与时间的关系如图所示，图中t2=2t1，由图可知（）A小鸟的速率是汽车的两倍B相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3：1 C小鸟飞行的总路程是汽车的3 倍D小鸟和汽车在0-t0时间内位移相等二填空题 (每题 4 分，共12分) 11、火车质量为5 105kg，在运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，即Ff=kv2，其中 k=5102kg/m。在火车从甲地开出向乙地直线运行的过程中，开始阶段做匀加速直线运动，加速度大小为0.3m/s2，则当速度达到36km/h 时，火车牵引力的大小是N。路面动摩擦因数干沥青0.7 干碎石路面0.60.7 湿沥青0.320.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2 12、如图所示， 质量为 m的物体 A ，静止在倾角为 ，质量为 M的固定斜面B上，则斜面 B 对物体 A 的作用力大小为；若物体 A 沿着斜面 B以 加 速 度a 向 下 匀 加速 运 动 ， 则 下 滑 过程 中 地 面 对B 的 作 用 力 大小为。13、如图所示，物体A、B的质量分别为2 kg和 4 kg ，位于粗糙的水平桌面上，A、B与桌面间的动摩擦因数均为0.1 ，劲度系数为200 N / m的弹簧一端固定于竖直墙上，另一端固定在A物体上，弹簧原长为20 cm， 用水平力F推B， 平衡时弹簧长度为16 cm ，如果此时把F改为一水平向右的拉力F 3 N，则B运动 cm后A、B开始分离。三计算题（每题12 分，共 48 分）14、天花板比地板高出2.0m 的实验火车的车厢里，悬挂着长为1.0m 的细线，细线下端连着一个小球，火车缓慢加速且加速度逐渐增大(g=10m/s2) 。问：（1）若加速度达到10m/s2时，细线恰好被拉断，则细线能承受的最大拉力为小球重力的多少倍？（2）若从细线被拉断的时刻起，火车的加速度保持不变，则小球落地点与悬挂点之间的水平距离是多少？15、在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为 65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取210m /sg。当运动员与吊椅一起正以加速度21m/sa上升时，试求：（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。16、4100m 接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s 的速度跑完全程 为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前s0 处作了标记， 当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间），已知接力区的长度为L=20m ，设乙起跑后的运动是匀加速运动，试求：（1）若s0 =13.5m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？（2）若s0 =16m ，乙的最大速度为8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少？17、质量分别为m1和 m2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角30的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示第一次，m1悬空， m2放在斜面上，用t 表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间第二次，将m1和 m2位置互换， 使 m2悬空， m1放在斜面上，发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为3t求 m1与 m2之比A B Fm1m2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3 任弼时中学高一物理竞赛试题答案：11:2 10512、mg22222sin)(2)(mgmMamgMm13、3.25 ，14、解：（ 1）细线能承受的最大拉力为小球重力的2 倍（2）小球落地点与悬挂点之间的水平距离是2 米15、解析 ：解法一 :(1 ）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：ammgmm-2F椅人椅人NF440由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力NF440（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：amgm-FFN人人275NFN由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275N 解法二 : 设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN。根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为FN。分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律MagM-FFNmamgFFN由得NF440NFN27516、（ 1）设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vtvt/2 13.5m 将v9m/s 代入得到：t3s，又vat解得：a3m/s2在追上乙的时候，乙走的距离为s则：sat2/2 代入数据得到s13.5m 所以乙离接力区末端的距离为?s20m 13.5m6.5m （2）由题意可知，乙的加速度越大，在完成交接棒时走过的距离越长当在接力区的边缘完成交接棒时，乙的加速度最大设乙的加速度为a2运动的时间t=0Lsv甲乙加速的时间t1=2va乙L=12a2t12+v乙（t- t1）a2=83m/s2=2.67 m/s217、第一次，小物块受力情况如图所示，设T1为绳中张力，a1为两物块加速度的大小，l 为斜面长，则有1111amTgm(1) 1221sinamgmT(2) 2121tal(3) 第二次， m1与 m2交换位置设绳中张力为T2，两物块加速度的大小为a2，则有2222amTgm(4) 2112sinamgmT(5) 22321tal(6) 由 (1)、(2) 式注意到 =30得gmmmma2121122(7) 由(4)、(5) 式注意到 =30得gmmmma2112222(8) 由(3)、(6) 式得921aa(9) 由(7)、(8)、(9) 式可解得191121mm(10) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B A A A BD C B C BC B F F (m人+m椅)g a F F (m人+m椅)g a 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -