20112013年郑州市高一物理竞赛试题解析

1、2011-2013年郑州市高一物理比赛试题及答案word版分析2011-2013年郑州市高一物理比赛试题及答案word版分析2011-2013年郑州市高一物理比赛试题及答案word版分析2011年郑州市高一物理比赛试题（做题时间150分钟，满分150分）一、选择题（此题共15小题，每题3分，共45分在每题所给出的四个选项中，有一个或多个切合题意，请将切合题意的选项全选出来，有错选或不答的不得分，选不全的得1分）1用手提着一根挂有重物的轻质弹簧的上端竖直向上做加快运动，当手忽然停止运动的瞬时，重物将（）立刻停止运动向上做加快运动向上做匀速运动向上做匀减速运动2如图1所示是反应汽车以额定功率P从静

2、止开始匀加快启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加快度、牵引力和功率随速度变化的图象，此中正确的选项是（）3如图2所示，A、B、C、D是一个四边形的箱子，BCDC，DC与水平川面平行，下面装有轮子，在地面上做直线运动，箱子内装有一重球，恰巧与四条边相切，箱子静止时，球只对DC面有压力，当箱子向左或向右运动时，以下说法中正确的选项是（）重球能够同时对三个面有压力重球老是同时对此中两个面有压力重球可能只对一个面有压力重球不行能对AB面有压力“格拉纳斯”全世界卫星导航系统的导航卫星群中除24颗工作卫星外，还有些替补卫星在天空运转，当某颗工作卫星出现鼓掌时可实时顶替工作若某颗替补卫星处在略低

3、于工作卫星的轨道上，则这颗卫星的周期和速度与工作卫星对比较（）替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度5如图3所示，三根长度均为l的轻绳分别连结于C、D两点，A、B两头被悬挂在水平天花板上，相距2l此刻C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（）mg3mg31mg1mg246“快乐向前冲”节目中有这样一种项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞腾到鸿沟对面的平台上，如图4所示假如已知

4、选手的质量为m，选手抓住绳由静止开始摇动，此时绳与竖直方向夹角为，绳的悬挂点O距平台的竖直高度为H，绳长为l，不考虑空气阻力和绳的质量，以下说法正确的选项是（）1选手摆到最低点时处于失重状态选手摆到最低点时所受绳索的拉力为(32cos)mg选手摆到最低点时所受绳索的拉力大小大于选手对绳索的拉力大小选手摆到最低点的运动过程中，其运动可分解为水平方向的匀加快运动和竖直方向上的匀加快运动7如图5a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端搁置一物体（物体与弹簧不连结），初始时物体处于静止状态现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图5b所示2）(g10

5、m/s)，则正确的结论是（物体与弹簧分别时，弹簧处于压缩状态弹簧的劲度系数为7.5N/cm，物体的质量为3kg物体的加快度为5m/s28高空滑索是一种英勇者的运动项目，一个人被轻绳经过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动，在下滑的过程中可能会出现如图6甲和乙所示的两种情况，不计空气阻力，则以下说法正确的是（）图乙的情况中，人可能匀速下滑图乙的情况中，钢索对人的作使劲小于人的重力图甲的情况中，钢索对轻环可能无摩擦力图甲的情况中，若轻环忽然被卡住而停止，则在此瞬时轻绳对人的拉力必定大于人的重力9如图7所示，用轻绳连结同种资料制成的a和b两个物体a物体的质量为m1，b物体的质量为m2，m1m2，当它

6、们沿着有摩擦的斜面向下滑动时，连结两物体的细线的受力状况是（）当a和b两物体匀速下滑时，当a和b两物体匀速下滑时，细线中的拉力等于零；当a和b两物体不是匀速下滑时，细线中的拉力不等于零当a与b两物体一同加快下滑时，b物体经过细线拉a物体向下加快运动无论a与b是匀速运动，仍是加快运动，细线中的拉力均等于零两物体与斜面的摩擦力相等时，细线中的拉力才可能等于零10如图8所示，小球质量为m，被三根轻弹簧a、b、c固定在O点，c竖直向下，a、b、c夹角均为球均衡时，a、b、c弹力大小之比120o是3:3:1设重力加快度为g，当剪断c的瞬时，小球的加快度大小为（）2g0.5g0.25g1.5g11如图9所

7、示，质量分别为m1、m2两个物体经过轻弹簧连结，在力F的作用下一同沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成角则m1所受支持力N和摩擦力f正确的选项是（）2Nm1gm2gFsinNm1gm2gFcosfFcosfFsin12如图10所示，倾角30o的粗拙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细平均、质量散布平均的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物体与软绳连结，物体由静止释放后向下运动，直到软绳恰巧所有走开斜面（此时物体未抵达地面），在此过程中（）物体的机械能渐渐增添软绳重力势能共减少了1mgl4物体重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功软绳重力势能减少小于

8、其动能增添与战胜摩擦力所做功之和13如图11所示，右端固定有重物的轻质硬杆长为2L，其左端有铰链固定在墙上A点，杆可以向各个方向自由转动，一根为L的不行伸长的细线沿竖直方向系在杆的中点，一保持杆处于水平地点，今重物遇到垂直纸面方向的扰动，则系统做小振幅振动的周期为（）L2LT2T2gg2L2LT2T2g2g14如图12所示，向来角斜面体固定在地面上，左边斜面倾角为60o，右边斜面倾角为30o，A、两物体分别系于一根越过定滑轮的轻绳的两头，分别置于斜面上，且两物体下面缘位于同一高度处于均衡状态设所有摩擦均可忽视不计，滑轮两边的轻绳都平行与斜面，若剪断轻绳，让两物体从静止开始沿斜面下滑，则下列表达

9、正确的选项是（）着地时两物体的速度相等着地时两物体的机械能相等着地时两物体所受重力的功率相等两物体沿斜面滑行的时间相等15边长为10cm的正方形木块（密度为0.5g/cm3）浮在有水的杯中，杯的横截面积为200cm2，水的密度是1g/cm3，均衡时杯内水深10cm，g取10m/s2，使劲使木块慢慢沉到杯底，外力所做的功为（）1J1J3J3J491610二、填空题（此题共10小题，每题6分，共60分；请把答案填在题中空白处横线上）16若是地球半径增大1%而质量保持不变，那么，地面上的物体重力加快度将减小的百分数为17直升飞机顶部螺旋桨向下推进空气而获取升力，设飞机的质量为m，被推空气获取速度为v

10、，直升机在空中静止不动时发动机的功率为18小球从倾角为30o的斜面上空h2m处自由着落，如图13所示，与斜面碰撞后弹起并落在同一斜面上，若碰撞是弹性的，则两次落点间的距离为319如图14所示，长5m的匀质梯子架在圆滑的竖直墙面上，梯子与水平面之间的摩擦因数是0.2，A、C间的距离为3m，已知梯子和人的质量分别为20kg和60kg则人爬到距A端m将开始有危险20如图15所示，半径为r0.2m的圆柱体绕水平轴OO以9rad/s的角速度匀速转动，把质量m1kg的物体A放在圆柱体上方，圆滑挡板使它不可以随圆柱体转动，在水平力F作用下以v2.4m/s的速度向右匀速滑动，若物体A与圆柱体间的摩擦因数0.2

11、5，则F的大小为N21如图16所示，一小虫从一半球形碗底沿碗内表面迟缓向上爬，已知球面半径为R，小虫与碗内表面的静摩擦因数为0.25，它能够爬的最大高度为22如图17所示，长为l的木板A的质量为M，板上右端有质量为m的物块B（不计大小），物块与木板将的滑动摩擦因数为，它们一同静止在圆滑的水平面上则质量为m的物块C起码以的速度与木板左端发生完整非弹性碰撞时，方可使B离开A板v沿半径为R的竖直圆轨道运动，小车与圆轨道间的动摩擦23质量为m的小车以恒定的速率因数为，则小车从轨道最低点运动到最高点的过程中战胜摩擦力所做的功为24A、B两单摆，同时从均衡地点以同样的速度开始运动并开始计时，经过t0秒后两

12、单摆第一次同时竟过均衡地点且速度同样，若A摆的周期为TA，则B摆的周期可能为25如图18所示，某一构件由两个菱形构成，AB和DE是两根硬杆，各交点都是用铰链连结，大菱形的边长是2l，小菱形的边长是l，现想法使极点F以加快度a水平向右运动，则C点的加快度，当两个菱形都是正方形，F点的速度为v时，A点的加快度大小为三、计算题（此题共3小题，共45分）26(12分)如图19所示，长均为L的六根轻杆，构成正四周体ABCD，结点处均以圆滑铰链连结，现将ABC面的三个杆固定于铅直墙上，切使AB杆水平，在D点用轻绳悬一质量为m的重物求：DA、DB、DC三杆受力的大小427(15分)如图20所示，一根长为l的

13、细刚性轻杆的两头分别连结小球a和b，它们的质量分别为mA和mB，杆可绕距a球1l处的水平轴O在竖直平面内转动初始时处于竖直地点，小球几4m的立方体匀质物块，图中ABCD乎接触桌面杆的右边水平桌面上，紧挨着细杆放着一个质量为为过立方体中心且与细杆共面的截面用一水平恒力F作用于a球上，使之绕O轴逆时针转动，求当a转过角时小球b速度的大小在此过程中立方体物块没有发生转动，且小球b与立方体物块一直接触没有分别，不计全部摩擦28(18分)如图所21示，圆滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P，右端N处与水平传递带恰平齐且很凑近，传递带沿逆时针方向以恒定速率v5m/s匀速转动，水平部分长度L4m放在水平面上

14、的两同样小物块A、B（均视为质点）间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能EP4J，弹簧与A相连结，与B不连结，B与传递带间的动摩擦因数0.2，物块质量mAmB1kg现将A、B由静止开始开释，弹簧弹开，在B走开弹簧时，A未与P碰撞，B未滑上传递带取g10m/s2求：(1)B滑上传递带后，向右运动的最远处（从地面上看）与N点间的距离sm；(2)B从滑上传递带到返回到N点的时间t和这一过程中B与传递带间因摩擦而产生的热能Q；(3)若B与被弹射装置P弹回的A再次作用后又滑上传递带，则P一定给A做多少功才能使B从Q端滑出52012年郑州市高一物理比赛试题（做题时间150分钟，满分150分）一、选择题（此题共1

15、5小题，每题3分，共45分在每题所给出的四个选项中，有一个或多个切合题意，请将切合题意的选项全选出来，有错选或不答的不得分，选不全的得1分）1以下说法正确的选项是（）加快度表示物体运动速度变化的快慢；速度变化越大，加快度越大力是物体与物体间的互相作用，作使劲与反作使劲协力为零剖析曲线运动的时候能够取随意一小段运动，沿切线和垂直于切线方向成立坐标系，看作圆周运动计算此时曲线运动的曲率半径牛顿在开普勒、胡克等科学家的研究基础上，发现了万有引力定律2全部物体做匀加快直线运动，经过一段位移x所用的时间为t1，紧接着经过下一段位移x所用的时间为t2则物体运动的加快度为（）2x(t1t2)x(t1t2)2

16、x(t1t2)x(t1t2)t1t2(t1t2)t1t2(t1t2)t1t2(t1t2)t1t2(t1t2)3如下图，左边是倾角60o的斜面，右边是1圆弧面的物体A固定在水平川面上，圆弧底端4切线水平，一根轻绳两头系有质量分别为m1、m2的小球，越过物体A极点上的小滑轮，当它们处于均衡状态时，连结小球m2的轻绳与水平线的夹角为60o，不计全部摩擦，两小球可视为质点，两小球的质量之比为（）1:12:33:23:44如图2所示，质量分别为M、m、m的木块以线a、b相连，质量为m的小木块置于中间木块上，施水平力F拉M而使系一致同沿水平面运动；若将小木块从中间木块移至质量为M的木块之上，两绳上的张力T

17、a、Tb怎样变化？（）Ta不变、Tb减小Ta减小、Tb不变Ta变小、Tb减大Ta变大、Tb变小5甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的vt图象如图3所示两图象在tt1时订交于P点，P在横轴上的投影为Q，OPQ的面积为S在t0时刻，乙车在甲车前面，相距为d已知今后两车相遇两次，且第一次相遇时刻为t，下面四组t和d的组合可能的是（）tt1，dS11tt1，dS24t1t1，d1St1t1，d3S22246如图4所示，水平川面上搁置一斜面体两底角分别为37o和53o，在极点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出若不计空气阻力，则A、B两个小球在空中的飞翔时间之比可能是（）1:14

18、:316:99:167如图5在OO为竖直转轴，MN为固定在OO上的水平圆滑杆，有两个政治量同样的金属球A、B套在水平杆上，AC、BC为抗拉能力同样的两根细线，C端固定在转轴OO上，当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2:1，当转轴角速度渐渐增大时（）6AC线先断BC线先断两线同时断不可以确立8太阳系中的8大行星的轨道均能够近似当作圆轨道以下4幅图是用来描绘这些行星运动所遵照的某一规律的图象图中坐标系的横轴是lgT，纵轴是lgR；这里T和R分别是行星绕太T0R0阳运转的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳的周期和相应的圆轨道半径以下4幅图中正确的选项是（）9一物体在外力的作用下从

19、静止开始直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图7所示设物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从开始至2t0时刻做的功是W2，则（）x25x1；v23v1x29x1；v25v1x25x1；W28W1v23v1；W29W110如图8所示，一物体以初速度v0冲向圆滑斜面AB，并恰巧能沿斜面高升h，以下说法正确的是（）若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后仍高升h若把斜面弯成圆弧形D，物体仍沿圆弧高升h若把斜面从C点锯断或弯成圆弧形状，物体都不可以高升h若把斜面AB变为曲面AEB，物体沿此曲面上涨还能到B点11如图9所示

20、，平直木板AB倾斜搁置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B渐渐减小，先让物体从A由静止开始滑向B而后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程同样，再让物块从B由静止开始滑向A上述来年感过程对比较，以下说法中必定正确的有（）物块经过P点的动能，前一过程较小物块滑究竟端的速度，前一过程较大物块从顶端滑究竟端的时间，前一过程较长物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少一质量为m的12如图10甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直搁置，下端固定在水平川面上，小球，从离弹簧上端高h处自由着落，接触弹簧后持续向下运动，若以小球开始着落的地点为原点沿7竖直向下成立一坐标轴O

21、x，小球的速度v随时间t变化的图象如图10乙所示，此中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是光滑的曲线，则对于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下说法正确的选项是（）xAxAxB，aA0h，aAgmgh，aB0 xCh2mg，aC0km的重物A，长杆13如图11所示，用一根长杆和两个小定滑轮组合成的装置来提高质量为的一端放在地上，并且经过铰链联络形成转轴，其端点恰巧处于左边滑轮正下方的O点处，在杆的中点C处拴一细绳，经过两个滑轮后挂上重物AC点与O点的距离为l，滑轮上端B点距O点的距离为4l此刻杆的另一端使劲，使其沿逆时针方向由竖直地点以角速度迟缓转至水平川点（转过了90

22、o角）此过程中，以下说法正确的选项是（）重物A做匀速直线运动重物A的速度先增大后减小，最后速度是l绳的拉力对A所做的功为(173)mgl绳的拉力对A所做的功为(173)mgl4m2l21714如图12所示，一个小球（视为质点）从H12m高处，由静止开始经过圆滑弧形轨道AB进入半径为R4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数到处相等当抵达环极点C时，恰巧对轨道压力为零，沿CB画下后，进入圆滑圆弧形轨道BD，且抵达高度为h的D点时速度为零，则h的值不行能为（g10m/s2）（）12m10m8.5m7m15如图13所示，水流以与水平方向成角冲进到水平搁置的水槽中，则从左面流出的水量和从右边流出的水量

23、的比值可能为（）12sin212cos212tan212cot2二、填空题（此题共8小题，每题6分，共48分；请把答案填在题中空白处横线上）16利用图14左图所示的实验装置可大略丈量人吹气产生的压强两头张口的细玻璃管水平放置，管内塞有湿润的小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时繁华静止地点与管口B的距离x，落地址C与管口B的水平距离L而后多次改变x，测出对应的L，画出L2x关系图线，如右图所示，并由此得出相应的斜率k假定实验者吹气能保持玻璃管内气体压强一直为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加快度g，大气压强p0均为已知

24、，利用图中拟合直线的斜率k可得管内气体压强：p17一球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v，且正比于球半径r，即阻力fkrv，k是比率系数对于常温下的空气，比例系数k3.44210Ns/m已知水的密度81.0103kg/m3，取重力加快度g10m/s2则半径r0.10mm的球形雨滴在无风状况下终极速度vr（结果保存两位有效数字）18一吊桥由六对钢杆吊着，六对钢杆在桥面上排列两排，其上端在两根钢绳上，如图15所示为其一侧截面图已知图中相邻两钢杆间距离均为9m，靠桥面中心的钢杆长度为5m（即CCDD5m），FF，BBEE，又已知两头钢绳与水平成45o角，若不计钢杆与钢绳自重，为使每根钢杆承受

25、负荷同样，则AAm，BBm19某人质量M60kg，一重物质量m50kg，分别吊在一个定滑轮的两边人握住绳索不动，则他落地的时间为t1，人若沿绳索向上攀登，则他落地时间2t1若滑轮、绳索的质量及摩擦可不计，这人往上爬时相对于绳索的加快度为20如图16所示，一探照灯绕轴在竖直平面内以角速度逆时针匀诉转动，探照灯距水平川面高度为h，当探照灯转到与竖直方向夹角为时，探照灯光斑在水平川面上的挪动速度为21一木块从倾角为的斜面上由静止滑下，接着在水平面上滑行一段时间后停下假如木块与接触间的摩擦因数均为，则木块在斜面上和水平面上运动的时间之比为22向来量为m的重物，系在卷扬机的钢丝绳上以速度v降落，如图17

26、所示若因为卷扬机发生故障，以致钢丝绳上端忽然卡住，k）则因重物振动而惹起钢丝绳内的最大张力（钢丝绳的弹性系数为是23一个半径等于r的半球形容器，此中充满了密度为的某种液体，假如要把池内的液体完整吸尽，起码要做功三、计算题（此题共4小题，共57分）24.(14分)有一种装置叫“滚珠式力放大器”，其原理如图18所示，斜面A能够在水平面上滑动，斜面B以及物体C都是被固定的，它们均由钢材制成，钢珠D置于ABC之间。当用水平力F推斜面A时，钢珠D对物体C的挤压力F就会大于F，故称为“滚珠式力放大器”，假如斜面A、B的倾角分别为、，不计全部摩擦力以及钢珠自己的重力，求这一装置的力的放大倍数（即F与F之比）

27、25.(14分)新发现一行星，其星球半径为6400km，且由往常的水形成的大海覆盖着它的表面，大海的深度为10km学者们对该行星进行探查时发现，当把实验用样品浸入行星大海的不一样深度时，各处的自由落体加快度以相当高的精准度保持不变，试求这个行星表面的自由落体加快度已知万有引力常量G6.671011223Nm/kg；水1.0103kg/m（结果保存两位有效数字）926(14分)如图19所示，长为2L的不行伸长的细绳一端固定于A点的钉子上，另一端系一小球，小球可绕A在前肢平面内运动开始时小球与A点位于同一水平线上，小球在A点右边，垂直向下的初速度v0；与A点在同一水平线上左边的B点也有一钉子，AB

28、之间的距离为L，当绳转到B后，小球将绕B点向上运动为使小球能与A点的钉子相碰，试求小球的初速度v0的最小值是多少？27(15分)如图20所示，把质量为m的两个小钢球用长为2L的线连结，放在圆滑的水平面上在线的中央O作用一个恒定的拉力，其大小为F，其方向沿水平方向且与开始时连线的方向垂直，连线是特别柔嫩且不会伸缩的，质量可忽视不计试求：如图当两连线的张角为2时，在与力F垂直的方向上钢球所遇到的作使劲是多少？钢球第一次碰撞时，在与力F垂直的方向上，钢球对地速度为多少？经过若干次碰撞，最后两个钢球向来处于接触状态下运动，试求因为碰撞而失掉的总能量为多少？102011年郑州市高一物理比赛试题参照答案一

29、、选择题题123456789101112131415号答案二、填空题16（1.97或1.97%）171mgv188m190.94m2202.021HR(14)22vC2gl(mM)(2mM)m1723mv224t0TA（n0，2，3）25aC2aaAv22a2t0nTA381l2926(12分)解：由D点到C点分别向AB边作垂线，垂足为E，则DCE如下图F13LF1CE1由几何三角形与矢量三角形相像可得：ED2F2CDLGDE由此F1GF223G32FDACOS30F1所以FDAFDB3G327(15分)解：如下图，用vb表示a转过角时b球速度的大小，v表示此时立方体速度的大小，则有vbcos

30、v因为b与正方体的接触是圆滑的，互相作使劲老是沿水平方向，并且二者在水平方向位移同样，所以互相作用的作使劲和反作使劲做功大小相等，符号相反，做功的总和为零所以在整个过程中推力F所做的功应等于球a、b和正方体机械能的增量。现用va表示此时a球速度的大小，因为a、b的角速度同样，Oa1l，Ob3l，所以1vb44得va3依据功能原理可知11l4解得sin1mava2mag(llcos)1mbvb2mbg(3l3lcos)1m(vbcos)224424429lFsin(ma3mb)g(1cos)vb18mb18mcos22ma28(18分)解：(1)弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒EP1mAvA21mBvB2mAvAmBvB022由动量守恒有联立以上两式解得vA2m/svB2m/s滑上传递带做匀减速运动，当速度减为零时，向右运动的距离最大由动能定理得mBgsm1mBvB2解得smvB21m22g物块B先向右做匀减速运动，直到速度减为零，而后反方向做匀加快运动，回到传递带左端时速度大小仍为vB2m/s由动量定理mB