2022年高一物理力学竞赛试题 .pdf

《2022年高一物理力学竞赛试题 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高一物理力学竞赛试题 .pdf（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高一物理力学竞赛试题考试时间： 120分钟满分 160 分一、本题共15 小题，每小题4 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0 分题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案1.图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%2%。已知子弹飞行速度约为 500m/s，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近A10-3s B10-6s C10-9s D10-12s 2如图所示，在

2、高为H的台阶上，以初速度0v抛出一质量为m的小石子， 不计空气阻力，当小石子落到距抛出点的垂直高度为h 的台阶上时，小石子动能的增量为mgh221mvmghmghmgH221mv3.有四名运动员在标准的田径场进行800 米跑步竞赛， 图中插小旗处是他们各自的起跑位置，他们都顺利地按规则要求完成了比赛，下列说法正确的是A他们跑完的路程相同B他们跑完的位移相同C他们跑完的圈数相同D他们到达的终点可以相同4如图所示，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，能大致反映该同学运动情况的速度时间图象是5下列实例属于超重现象的是精选学习资料 - - - - - - - -

3、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页A汽车驶过拱形桥顶端B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动。D火箭点火后加速升空。6如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F 作用下， A、B保持静止。物体B的受力个数为：A2 B3 C4 D57如图所示，PQS 是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道，圆心O 在 S的正上方。在O 和 P两点各有一质量为m 的小物块a 和 b，从同一时刻开始，a 自由下落， b 沿圆弧下滑。以下说法正确的是Aa 比 b 先到达 S，它们在 S点的动能相等Ba、b 同时到达S，它们在S点的速度不同Ca 比 b 先到达 S

4、，它们在 S点的速度相同Db 比 a 先到达 S，它们在 S点的动能相等8如图所示，光滑轨道MO和 ON底端对接且ON=2MO，M 、N两点高度相同。小球自M点从静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、kE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。下列图象中能正确反映小球自M点到 N点运动过程的是9一辆汽车 以 恒定的功率，由静止出发沿平直的公路行驶。经4min 的时间行驶了1800m ，则能描述汽车运动的v-t图象是图中的10不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c” 。该行星的质量是地球的5 倍，直径是地球的1.5 倍。设

5、想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星P Q S O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页的动能为k1E， 在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为k2E， 则k1k2EE为A0.13 B0.3 C3.33 D7.5 11 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t0 时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的vt 图中（如图），直线 a、b 分别描述了甲乙两车在020 s的运动情况。关于两车之间的位置和位移关系，下列说法正确的是A在 0 10 s内两车逐渐靠近B在 1020

6、 s内两车逐渐远离C在 5 15 s内两车的位移相等D在 t10 s 时两车在公路上相遇12如图所示， 在倾角为 300的足够长的斜面上有一质量为m 的物体， 它受到沿斜面方向的力F 的作用。力F 可按图（ a） 、 （b） （c） 、 （d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F 与 mg 的比值，力沿斜面向上为正）。已知此物体在t=0 时速度为零，若用v1、v2、 v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 秒末的速率，则这四个速率中最大的是（）Av1 Bv2 Cv3 D v4 13 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的

7、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2 m 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A5mg3B4mg3C2mg3Dmg31410 个同样的木块紧靠着放在水平地面上，每个木块的质量m=0.4kg，长 L=0.5m，它们与地面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系数1=0.2 ，如图，现突然给铅块一向右的初速度v0=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）：A11m/s B10m/s C3.0m/s D7 m/s 0 5 1

8、0 10 15 20 5 t/s v/(m/s) b(乙) a(甲) v0 mM精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页15如图所示，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力F 均作用在m1上，使 m1、m2作加速运动：拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。拉力平行于倾角为的斜面， m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动。拉力平行于倾角为的斜面， m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动。以l1、l2、l3、l4依次表示弹簧

9、在四种情况下的伸长量，则有Al2l1Bl4l3C.l1l3Dl2l4二填空题（每题8 分共 16 分）16如图（ a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（ b）中 a、b、 c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。（1）根据所提供纸带上的数据，计算打c 段纸带时小车的加速度大小为_

10、m/s2。 （结果保留两位有效数字）（2）打 a 段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b 段纸带中的 _。（3）如果取重力加速度为10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_。2m1mF 2m1mF 2m1mF 2m1mF 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页17在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A 图线 , 另一位同学实验测出了如图丙中的B 图线试分析A 图线不通过坐标原点的原因是；A 图线上部弯

11、曲的原因是；B 图线在纵轴上有截距的原因是三、计算与论证。本题共6 小题，共 84 分。按题目要求做答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。18 （8 分）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 和小环速度v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度g10m/s2。求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角。F/N v/ms1 5.5 1 F5 0 2 4 6 t/s 0 2 4 6 t/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

12、归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页19 （15 分）如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过 B 点前后速度大小不变） ，最后停在 C 点。每隔 0.2 秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g10m/s2）求：（1）斜面的倾角；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数；（3）t 0.6s 时的瞬时速度v。20 （12 分）直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着 m=500kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角 。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5 m/s2时，悬索与竖直方

13、向的夹角2。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量。（取重力加速度g=10 m/s2；sin=0.242；cos =0.970）21 （15 分）如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的A B Ct（s）0.0 0.2 0.4 1.2 1.4 v（m/s） 0.0 1.0 2.0 1.1 0.7 h m R 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道的

14、最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g 为重力加速度） 。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 的取值范围。22 （16 分）倾斜雪道的长为25 m，顶端高为15 m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0 8 m/s 飞出，在落到倾斜雪道上时， 运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数 0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g10 m/s2）23 （18 分）如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高，上端

15、套着一个细环。棒和15 m 25 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k1) 。断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计。求：（）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中（设此时环已相对棒滑动），环的 加 速度。（）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程。（）从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功（发的热）。参考答案及评分标准一、本题共15 小题，每小题4

16、分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0 分题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案B A AD C BD C A A C C C C B C D 环棒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页二填空题（每题8 分共 16 分）16解答：（1）由2aTs，用逐差法：222m/s97.402.0910)12.132.148.173.190.108.2(a要求保留两位有效数字，所以，2

17、m/s0.5a（有效数字位数不对的给1 分） 3 分（2）从 b段纸带上的数据可以看出，在相同的时间间隔（0.02s）内的位移，直到D4D5段还在增加（之前一直加速） ，而从D5D6段开始减小（之后开始减速）所以，小车运动的最大速度可能出现在 D4D5段。 2 分（3）当小车的加速度是2.5 m/s2时，对整体由牛顿第二定律：1)(sinamMfgmgM车重车重当小车的加速度是-5 m/s2时，对小车由牛顿第二定律：2sinamfgm车车代入数据联立 解出：1:1车重mM 3 分点评： 本题考查考生对有效数字的认识,对实验数据的处理、数字运算、实验误差的处理，考查推理能力和实验探究能力。17解

18、答： 没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；（答对一点也给2 分） 2 分未满足拉车的钩码质量m 远小于小车的质量M； 3 分在平衡摩擦力时，长木板的倾角过大，小车重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未对小车施加拉力时，小车已有加速度（答对平衡摩擦力过度的也给3 分） 3 分点评： 本题的难点是第问，这是一个连接体的问题，令钩码对小车的拉力为F，共同的加速度为a，由牛顿第二定律，对钩码：maFmg，对小车：MaF，联立解出mMmga，mM时，近似有：Mmga，当拉力F越来越大，也即m越来越大时，实际加速度mMmga，与理想值：Mmga相比，越来越偏小，导致A 图线上部向下弯曲。三、计算与论证。本题共

19、6 小题，共84 分。按题目要求做答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。18 （8 分）解答： 由tv图得前 2s 内：5 .02010tvvatm/s2， 2 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页根据牛顿第二定律，前2s 有： F1mg sin ma， 2 分2s 后有： F2mg sin ， 2 分由图中数据：F1 =5.5N，F2 =5N，代入数据可解得：m1kg， 1 分30 。 1 分点评： 本题要求将运动情景和两个图

20、像相结合，注意区分前2s 和 2s 后运动情景和两个图像的对应关系。19 （15 分）解答：（1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为：a1vt5m/s2 2 分由牛顿第二定律：mg sin ma1 1 分可得：301 分（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：a2vt2m/s2 2 分由牛顿第二定律：mgma2 1 分可得：0.2 1 分（3）令物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经t 秒到达 B 点，此时速率为Bv由atvvt0，对斜面上的加速运动：tvB5 1 分对平面上的减速运动到1.4s 的过程：)4.1 (27.0tvB 1 分联立 解出：

21、s5 .0t 1 分m/s5.2Bv 2 分0.5s 后，物体在水平面上减速运动，t0.6s 时，m/s3.21.025 .2v 2 分点评： 本题的难点在第（3）问，要判断t0.6s时，物体是在斜面上还是在平面上运动，即判断物体在斜面上的运动时间，从而确定如何算t 0.6s 时的瞬时速度v 20 （12 分）解答： 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水的过程，对空箱令绳的拉力为T，空气阻力为f，由于平衡，在水平方向：fT1sin 2 分在竖直方向：mgT1cos 2 分所以：mgf 2 分直升机取水后飞往火场的过程，对空箱和水，令绳的拉力为T，由牛顿第二定律，在水平方向：5.1)(14sin0m

22、MfT 2 分竖直方向由于平衡：gmMT)(14cos0 2 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页代入数据联立以上方程解出：kg4500M 2 分点评： 本题两个运动过程都是用正交分解法，要注意审题，飞机取水做匀速直线运动，当然两个方向都是列平衡方程，而送水的过程在水平方向做匀加速直线运动，当然水平方向列牛顿第二定律，而竖直方向还是列平衡方程。21 （15 分）解： 10物块恰好能通过最高点时，令速度为1v，物块下落高度为1h由牛顿第二定律：Rvmmg21； 1 分gRv1； 2 分从静止滑下到最高点的过程，由机

23、械能守恒定律：211212mvRmgmgh 1 分Rh251 2 分20物块对最高点的压力为mg5时，令速度为2v，物块下落高度为2h，由牛顿第二定律：Rvmmgmg225 1 分gRv62； 2 分从静止滑下到最高点的过程，由机械能守恒定律：222212mvRmgmgh 1 分Rh52 2 分h的取值范围：RhR525 2 分22 （16 分）解： 10令运动员飞行t秒落在倾斜雪道上水平位移：tvx01 分竖直位移：tvyy2 1 分由20152tan0vvxyy1 分所以：m/s128243yv1 分此时沿斜面向下的分速度m/s6 .132 .74 .66.0128.08sincos01y

24、vvv2 分由gtvy，飞行时间：s2 .1gvty，1 分y x O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页水平位移：m6.92.18x1 分竖直位移：m2.72 .1212y 1分落地点跟坡顶的距离，m12221yxS1 分剩余坡道长m1312252S1 分20在坡道的加速度：2m/s4.4)2.08.06.0(10cossinmmgmga1 分到坡底的速度：134.426 .132222122asvvm/s3 .172v2 分30在水平面上令滑行的距离xS，由动能定理2221mvSmgx：1 分m84.742

25、.02036.299222gvSx2 分23 （18 分）解： （1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程，由牛顿第二定律：mamgkmgf) 1( 2 分所以：) 1(kga2 分（2）整体自由下落的过程由机械能守恒：212212mvmgH1 分落地时的速度：gHv21 1 分反弹离地时的速度：gHv211 分对棒上升过程由牛顿第二定律：2mamgkmg1 分所以：)1(2kga1 分令棒第一次上升的高度为1h，则：0)1 (2221122223hkggHhavv1 分所以：kHh11 1 分从绳断到棒第二次触地棒运动的路程：)1(221kHHhHS 1 分（3）令全过程环相对棒下滑的距离为l，则全过程系统损失的机械能等于摩擦力做功发的热：kmglmglmgHWQ22 分所以：12;)1(2kHllkH2 分所以，摩擦力对环及棒做的总功（即发的热）为：12kHkmgkmglW总2 分环棒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页