东莞市高一物理（力学）竞赛决赛试卷

1、东莞市2011年高一物理（力学）竞赛决赛试卷考试时间：2011年6月26日（星期日） 上午9：0011：30 满分160分考生必须将答案填在答题卷上（只交答题卷）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符合题意，有的小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1某一时刻a、b两物体以不同的速度经过某一点，并沿同一方向做匀加速直线运动，已知两物体的加速度相同，则在运动过程中aa、b两物体速度之差保持不变ba、b两物体速度之差与时间成正比ca、b两物体位移之差与时间成正比 da、b两物体位移之差与时间的平方成正比第2题图

2、2如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则a容器自由下落时，小孔向下漏水b将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水c将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水d将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水nm风轮第3题图3农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示对这一现象，下列分析正确的是am处是瘪谷，n处为谷种b谷种质量大，惯性大，飞得远些c谷种和瘪谷在竖直

3、方向做自由落体运动d谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些 ab北v南第4题图4一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的a处有一小球若车厢中的旅客突然发现小球沿如图中（俯视图）的虚线从a点运动到b点由此可以判断列车的运行情况是a减速行驶，向北转弯b减速行驶，向南转弯c加速行驶，向南转弯d加速行驶，向北转弯第5题图5上海磁悬浮列车线路的最大转弯处半径达到8000m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m当列车以360km/h的不变速率驶过半径为2500m弯道时，对一个质量为50kg的乘客，下列说法正确的是a乘客所需的向心力大小约为200nb乘客受到来自座

4、位的作用力大小约为200nc乘客受到来自座位的作用力大小约为539nd弯道半径设计大些可以使乘客在转弯时更舒适 pqf第6题图6如图所示，位于水平桌面上的物块p质量为2m，由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块q相连，从滑轮到p和到q的两段绳都是水平的已知q与p之间以及p与桌面之间的动摩擦因数都是，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计若用一水平向右的力f拉q使它做匀速运动，则f的大小为 a bc d第7题图7用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为l 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2 m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为l 斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力a等于零b大小为

5、mg，方向沿斜面向下c大小为mg，方向沿斜面向上d大小为mg，方向沿斜面向上右左第8题图8一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连小球某时刻正处于图示状态设斜面对小球的支持力为n，细绳对小球的拉力为t，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是a若小车向左运动，n可能为零 b若小车向左运动，t可能为零c若小车向右运动，n不可能为零 d若小车向右运动，t不可能为零第9题图9如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环（环与杆接触良好），箱和杆的质量为m，环的质量为m，已知环沿杆以加速度a下滑，则此时箱对地面的压力是a（m+m）g b（m-m）g c（

6、m+m）g-ma d（m+m）g+ma第10题图10如图所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为m的水平地面上做匀减速运动（不计其它外力及空气阻力），则其中一个质量为m的土豆a受其它土豆对它的总作用力大小应是amg bmmgcmg dmg11自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空漫游，形成了大量的太空垃圾在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始向地面下落大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大

7、的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害太空垃圾下落的原因是a大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落b太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度不断增大，由此导致下落c太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆周运动所需的向心力将小于实际受到的万有引力，过大的万有引力将太空垃圾拉向了地面d太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面v第12题图12测定运动员体能的一种装置如图所示，运动员的质量为m，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦和质量），绳的另一端悬吊的重物质量为m，人用力向后蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v向后匀速运

8、动（速度大小可调），则下列说法正确的是 a人对传送带做正功b人对传送带不做功c人对传送带做功的功率为mgvd人对传送带做功的功率为（m+m）gv01357t/sv/ms-1第13题图13物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1s内合外力对物体做的功为w，则a从第1s末到第3s末合外力做功为4wb从第3s末到第5s末合外力做功为-2wc从第5s末到第7s末合外力做功为wd从第3s末到第4s末合外力做功为-0.75w14物体做自由落体运动，ek代表动能，ep代表势能，h代表下落的距离，v代表物体下落的速度，以水平地面为零势能面在如图所示的图像中，能正确反映各物理量之间关系的是 第14题图ab

9、cd15低碳、环保是未来汽车的发展方向某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能ek与位移x的关系图象如图所示，其中是关闭储能装置时的关系图线，是开启储能装置时的关系图线已知汽车的质量为1000kg，第15题图设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计，根据图象所给的信息可求出a汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000nb汽车的额定功率为80kwc图中，汽车加速运动的时间为22.5sd汽车开启储能装置后，地面阻力做的功减少 了5×105j二、填空题（2小题，

10、共18分）第16题图16（9分）伽利略在两种新科学的对话一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动（1）实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量 （2）下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，v为相应过程中量筒收集的水

11、量分析表中数据，根据 ，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动次数1234567s/m4.53.93.02.11.50.90.3v/ml90847262524023.55.6×10-45.5×10-45.8×10-45.5×10-45.6×10-45.6×10-45.4×10-4（3）本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于： （只要求写出一种）17（9分）如图a所示为测量电动机匀速转动时角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的

12、一侧垂直安装一个改装了的电火花计时器，已知它可以每隔相同的时间t，在圆形卡纸上留下一个圆形斑点第17题图（1）请将下列实验步骤按先后排序_使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触接通电火花计时器的电源，使其工作起来启动电动机，使圆形卡纸转动起来，直到转速稳定关闭电动机，拆除电火花计时器待圆形卡纸转动大半周后，关闭打点计时器电源研究卡纸上留下的一段痕迹，如图b所示写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值（2）要得到角速度的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是：（ ）a秒表 b毫米刻度尺 c圆规 d量角器（3）写出=_的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义： 三计算与论证本题共6小题， 82分按

13、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（12分）一辆轿车违章超车，以108 km/h的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现正前方145m处一辆卡车正以72 km/h的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是5 m/s2，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是t试问t取何数值，才能保证两车不相撞?19（12分)如图所示，质量为m的小球由静止开始从不光滑的四分之一圆弧轨道的最高点a下滑，到b点离开轨道，最终落到水平面的c点已知轨道b点处切线水平，轨道半径为r，小球从b点到c点下落

14、的高度为h，水平距离为s，求：cs第19题图oabrh（1）小球离开b点的速度大小；（2）小球对b点的压力大小；（3）小球从a点到b点克服摩擦力所做的功20（14分）图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：弹簧秤一把，已知质量为m的物体一个在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行n圈所用的时间为t飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用

15、所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量可推导出月球的半径和质量（已知万有引力常量为g）（1）说明机器人是如何进行第二次测量的？（2）试推导出用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式；(3)若已知r月=r地，g月=g地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？ ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uk

16、s5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u中段轨道修正误差发射进入奔月轨道进入月球轨道制动开始第20题图21（14分）如图所示，质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度h=0.8m处释放，到达底端时水平进入水平传送带，传送带由一电动机驱动着匀速向左转动，速率为3m/s已知物体与传送带间的动摩擦因数0.1（g取10m/s2）第21题图 （1）若两皮带轮之间的距离是6m，物体冲上传送带后就移走光滑曲面，物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论； （2）若皮带轮间的距离足够大，从m滑上到离开传送带的整个过程中，由于m和传送带间的摩擦而产生了多少热量? 22（14分）如图所示，光滑水平面右端b连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，轨道半径为r，在离b端距离为x的a点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到b处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到c处后又正好落回到a点，求：（1）x取何值时，完成上述运动恒力所做的功最少？最少功是多