2018年浙江省温州市高一力学竞赛试卷（含答案）

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1、2018 年温州市高一物理(力学)竞赛试卷 (本卷重力加速度 g 取 10m/s2) 一.选择题(本题共 11 小题,共 55 分.在每小给出的四个选项中,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 5 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分) 1.用国际单位制的基本单位表示能量的单位,下列正确的是( ) A.kg.m2/s2 B.kg/s.m2 C.N/m D.N.m 2.如图所示,小芳在休重计上完成下蹲动作,下列 F-t 图像能反应体重计示数随间变化的是( ) 3.由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整 再进入地球同步轨道.当卫星在转移轨道上

2、飞经赤道上空时,发动机点火,给 卫星一附加速度,使卫星沿同步凯道运行.已知同步卫星的环绕速度约为 3.1 103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为 1.55 103m/s,此时卫星的 高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为 30 ,如图所示,发 动机给卫星的附加速度的方问和大小约为( ) A.西偏北方问,1.9 103m/S B.东偏南方向,1.9 103m/s C.西偏北方向,2.7 103m/S D.东偏南方向,2.7 103T/S 4.2013年2月16日凌晨,2012DA14小行星与地球“擦肩而过”,距离地球最近约2.77万公里.据观测,它绕太阳 公转的周期约为

3、366 天,比地球的公转周期多 1 大.假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道,对应的 轨道半径分别为 R1、R2,线速度大小分别为 v1、v2小以下关系式正确( ) A. R1 R2 = 366 365 B. R13 R23 = 3662 3652 C. v1 v2 = 366 365 D. v1 v2 = 3 366 365 5.如图所示,A、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两绌线与水平方向夹角分别为 60 和 45 ,AB 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( ) A.A,B 的质量之比为 1: 3 B.A,B 所受弹簧弹力大小之比为 3 : 2 C.悬

4、挂 A.B 的细线上拉力大小之比为 1: 2 D.快速撤去弹簧的瞬间,A、B 的瞬时加速度大小之比为 1: 2 6.风速仪结构如图(a)所示,光源发出的光经光纤传输,被探测器接 收,当风轮旋转时.通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经 过透镜系统时光被挡住.已知风轮叶片转动半径为 r.每转动 n 圈带 动凸轮圆盘转动一圈.若某段时间 t 内探测器接收到的光强随时 间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片( ) A. 转速逐渐减小,平均速率为4nr t B.转速逐渐减小,平均速率为,8nr t C.转速逐渐增大,平均速率为4nr t D.转速逐渐增大,平均速率为8nr t 7.如图所示

5、为湖边一倾角为 30 的大坝横截面示意图,水面与大 坝的交点为 O.一人站在 A 点以速度场沿水平方向扔一小石子,已知 AO=40 m,不计空气阻力.下列说法正确的是( ) A.若 v18 m/s,则石块可以落入水中 B.若 VEkc=EkdEkb B.若在 c 点绳子突然断裂,王亚平看到小球做竖直上抛运动 C.Ta=Tb=Tc=Td D.若在 b 点绳子突然断裂,王亚平看到小球做平抛运动 9.哥伦比亚大学的.工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌 肉,可模仿人 体肌肉做出推拉,弯曲和拉曲等动作,如图所示,连接质量为m的物体的足够长细绳 ab 一端固定于墙壁,用合成肌肉做成的“手臂”ced

6、 的 d 端固定一滑轮,c 端固定于墙 壁,细绳绕过滑轮,c和e类似于人手臀的关节,由“手臂”合成肌肉控制.设Cd与竖直 墙壁 aC 夹角为 ,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是( ) A.若保持 不变,增大 cd 长度,细绳 ad 部分拉力变大 B.若保持 =90,增大 cd 长度,细绳对滑轮的力始终沿 dc 方向 C.若保持 ac 等于 ad,增大 cd 长度,细绳对滑轮的力始终沿 dc 方向 D.若 从 90 逐渐变为零,cd 长度不变,且保持 accd,则细绳对滑轮的力先减小后增大 10.一颗子弹以水平速度 v0穿透一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后.二者运动方向均 不变.设子弹与

7、木块间相互作用力恒定且木块厚度不变,木块最后速度为 v，则( ) A.v0越大,v 越大 B.v0越小,v 越大 C.子弹质量越大,v 越大 D.木块质量越小,v 越大 11.如图,质量为 m 的小球用轻绳悬挂在 O 点,在水平恒力 F=mg tan 作用下,小球从静止开 始由 A 经 B 向 C 运动,则小球( ) A.先加速后减速 B.在 B 点加速度为零 C.在 C 点速度为零 D.在 C 点加速度大小为 gtan 二.填空题(本题共 5 小题,每空 6 分,共 48 分) 12.地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面.某竖井 中矿车提升的速度大小v随时间的变化关系如图所示

8、,其中图线分 别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次 提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力。 对于第 次和第次提升过程,电机的最大牵引力之比为_; 矿车上升所用的时间之比为_。 13.由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是 0.28m3/min,水离开喷口时的速度大小为 16 3m/S,方向与水平面夹 角为 60 ,在最高处正好到达看火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度是_m,空中水柱的水量是 _m3. 14.如图所示,竖直平面内放一直角杆 MON,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数 =0.2,杆 的竖直部分光滑:两部分各套有质量均为1Kg的小球A和B,A、

9、B球间用细绳相连。 初始 A,B 均处于静止状态,已知知 0A=3m,0B=4m,若 A 球在水平拉力的作用下向右 缓慢地移动 1m,那么该过程中拉力 F 做功大小为_. 15.某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数,他先将一张 纸贴在一平板上,另一张纸贴在另一木块下表面,并在木块上装 如图 a 所示的支架 ABC,其中 BC 与木块下表面平行,支架上固 定一个量角器,在量角器圆心处固定一根细线,线下系一小球.现 将平板倾斜放置,如图 b 所示,将木块支架放在平板上,让其加速 下滑,稳定时小球连线与OB的夹角为,则两纸之间的动摩擦因 数为_ 16.如图,宽为 L的竖直障碍物上开有间距 d=0

10、.6m的矩形孔,其下沿离地高 h=1.2m,离地 高H=2m的质点与障碍物相距x.在障得物以v0=4m/s匀速向左运动的同时,质点自由下 落.为使质点能穿过该孔,L 的最大值为_m; 若 L=0.6m,x 的取值范围是_m. 三.计算题(本题共 4 小题,共 47 分.解答题应写山必要的文字说明,方程和重要演算步骤只写出最后答案的不 得分) 17.(11 分)如图所示,质量为 mA的物块 A 放置在光滑水平地面上,一根轻绳绕过 A 上的光滑滑轮连接质量为 mB的滑块 B 和质量为 mC的滑块 C,A 与 B、A 与 C 之间有相同的动摩操因数 (认为最大静摩擦力等于滑 动摩擦力),在 A 的左

11、侧施加一个水平的力 F,为了使得三个物体相对静止,试求所需的 F 的最小值. 18.(12 分)一长木板在水平地面上运动,在 t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动 的速度一时间图象如图所示.已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木 板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上.求: (1)物块与木板间,木板与地面间的动摩擦因数: (2)从 t=0 时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小. 19.(12 分)一根长为 h 的细线,上端固定于 0 点,下端悬挂一可视为质点的小球.现给小球一个水平初速度 V0, 大小为

12、 7gh 2 ,如图所示。 (1)小球转过多大角度开始不做圆周运动? (2)小球能否击中最低点(初始点),请计算说明. 20.(12 分)为研究跳水运动员在水中所受阻力的情况,在训练的过程中让运动员头部携带有压力传感器,运动 员入水后,传感器可通过计算机显示出水对人体的等效阻力f的量值随水的深度y变化的函数曲线,一质量为 m=60kg 的跳水运动员从高于水面 H=10m 的跳台自由落下,计算机上显示出的 f-y 变化曲线如图所示,测得 该曲线可近似看作椭圆的一部分,该椭圆的长,短轴分别与坐标轴 0y 和 Of 重合,椭圆与 y 轴相交于 y=b 处, 与 f 轴交于 f=5mg/2 处(椭圆面

13、积公式为 S=ab,其中 a.b 分别是椭圆半长轴,半短轴的长),为便于研究,可将运 动员的体形及运动过程进行简化分段处理.根据实验运动的运动员的身体等效为一长度 L=1.65m,直径 d=0.25m 的圆柱体.为了确保运动员的安全,试估算水池中水的深度 h 至少应等于多少?(水的密度 =1.0 103kg/m3) 2018 年温州市高一物理(力学)竞赛答案（非官方版） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A C B B D B A C C AC ACD 12. 1:1 4:5 13.28.8 0.0112 14.14J 15. 1/tan (或 cot) 16 0.8

14、 0.81.0 17. (mA+mB+mC)a= F mBa=T-mBg T+mCa=mCg F= (mCg-mBg)( mA+mB+mC) mB+mC 18.如图所示点划线为物块的 v-t 图线， 对于木板开始的加速度大小 a1=8m/s2 对于物块开始的加速度大小 a2=2m/s2 （1）对于物块水平方向只受摩擦力则有 ma2=1mg 物块与木板间的动摩擦因数 1=0.2 （2）对于木板有 ma1=1mg+22mg 木板与地面间的动摩擦因数 1=0.3 达到相同速度后：木板的加速度（减速）大小满足 ma1=22mg-1mg a1=4m/s2 物块的加速度大小不变，方向变为向后 则有有如图所

15、示 V-t 图， （省略过程）求得 x=x1-x2=1.125m 19mgcos(-)=mv2/h Mgh(1+ cos(-)=1 2mv0 2 - 1 2mv 2 解得 cos(-)=1/2 =2/3 v= gh 2 vx=vcos(-) vy=vsin(-) 脱离点与初始的水平距离 x=hsin(-)= 3 2 h 竖直距离 H=h(1-cos) = 3 2h 物体做斜抛运动 x=vxt y= -vyt+1 2gt 2 解得 y=3 2h =H 即能击中最低点 20mg(H+h)- 4 5 2mg h (h-L/2) L( 4d 2)g=0 解得 h= mgH+ 8 gL 2d2 5 8mg-mg+ gLd2 4 h=4.8m 0.75 1 -