2高中物理竞赛模拟试题二及答案.pdf

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1、高中物理竞赛辅导1 1图一(a)所示,质量相等的两木块A、B 用一轻弹簧相连接,竖直于水平面上处于平衡状态。一力F 竖直向上作用于A,使 A做匀加速直线运动。图一(b)中的(A)、(B)、(C)、(D)分别用来表示力F 从开始作用,到B 将离开地面期间,力F 和 A 的位移 x 之间的关系图,其中正确的是()2图五所示,质量为 m 的小球悬挂在质量为的半圆形光滑轨道的顶端,台秤的示数为(Mm)g。忽略台秤秤量时的延迟因素,则从烧断悬线开始,到小球滚到半圆形光滑轨道底部这段时间内,台秤的示数为()(A)一直小于(Mm)g(B)一直大于(Mm)g(C)先小于(Mm)g 后大于(Mm)g(D)先大于

2、(Mm)g 后小于(Mm)g3图十所示,半径为R、内径均匀的圆形弯管水平放置,小球在管内以足够大的初速度 v0做圆周运动,小球与管壁间的动摩擦因数为。设小球从A 到 B 和从 B 到 A的连续一周内,摩擦力对小球做功的大小分别为W1和 W2,在一周内摩擦力所做总功在大小为 W3,则下列关系式中正确的是()(A)W1W2(B)W1W2(C)W30(D)W3=W1W24如右图所示,在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块,其中,物块A 连接一个轻弹簧并处于静止状态,物块B 以初速度v0向着物块A 运动,当物块B 与物块 A 上的弹簧发生相互作用时,两物块保持在一条直线上运动。若分别用实线和虚线

3、表示物块B 和物块 A 的 vt 图像,则两物块在相互作用过程中,正确的vt 图像是()5如图所示,木块 M 可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下,且滑到A点或 B点停下。假定木块 M 和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数,斜面与平面平缓连接,则()B v0A BOAv0 图 十AB图 一(a)F(A)F(B)F(C)F(D)v0v0v0v0Ox Ox Ox Ox 图 一(b)mM图 五v(A)v(B)v(C)v(D)v0v0v0v0Ot Ot Ot Ot MAO高中物理竞赛辅导2(A)距离 OA 等于 OB,(B)距离 OA 大于 OB,(C)距离 OA 小于 OB,(D)无法做

4、出明确的判断。6.如图所示,有一根长为L,质量为M 的均匀链条静止在光滑水平桌面上,其长度的1/5 悬于桌边外,如果在链条的A 端施加一个拉力使悬着的部分以0.1 g(g 为重力加速度)的加速度拉回桌面。设拉动过程中链条与桌边始终保持接触,则拉力最少需做功()(A)MLg/50,(B)MLg/10,(C)MLg/250,(D)MLg/25。7.如图甲所示,物体 A 以初速度 v0从水平光滑的平台上水平地滑到上表面粗糙的小车B 上,图乙为物体与小车的vt 图像。若不计小车与水平地面的摩擦,使用上述信息,可以求出的物理量有()(A)小车上表面的长度,(B)物体与小车的质量比,(C)物体与小车间的动

5、摩擦因数,(D)小车获得的动能。8、如图所示,排球场两底线之间长为L,网高为 H,若运动员在离底线L/4 处跳起,把球向正对方水平击出,恰好能过网并落在对方底线上,若不计空气阻力,则运动员击球时的高度为,球击出时的速度为。9.老鼠离开洞穴后沿直线运动。若测得它距洞穴口不同距离s 时的速度大小如下表所示。由表中数据可以推知,老鼠的运动速度v 与它距洞穴口距离s的关系为 _。老鼠从距洞穴口1 m 处运动到距洞穴口2 m处所用的时间为 _s。10大型火车站有列车编组用的驼峰,将需要编组的车厢用火车头推到驼峰顶上,再让它沿斜坡下滑,到坡底时利用道岔组把它引导到指定的轨道上和其他车厢撞接,实现编组。图十

6、七所示,A 车厢从左侧被推上驼顶后,由于惯性会继续向前运动,然后,沿斜坡下滑与静止在道岔上的B 车厢撞接且撞接后两车厢不再分开。若两节车厢的质量均为m,车厢长度都忽略不计,车轮与铁轨的动摩擦因数均为,斜坡高为 h,道岔距坡底的距离为s1,两车厢撞接后共同滑行的最短距离为s2。试根据上述设计要求,推导出驼峰斜坡倾角应满足的关系式。0v v0Bv1 0 t1t 甲乙s(m)0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 v(m/s)4.0 2.0 1.33 1.0 0.8 0.67 HL Av AB h s1s2 图 十 七A高中物理竞赛辅导3 11.图示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”。工作时

7、,电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动将夯从深为h 的坑中提上来,当两个滚轮彼此分开时,夯杆被释放,最后夯在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底。然后,两个滚轮再次压紧,夯杆再次被提上来,如此周而复始工作。已知两个滚轮边缘线速度v 恒为 4 m/s,每个滚轮对夯杆的正压力FN为 2 104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数为 0.3,夯杆质量m 为 1 103kg,坑深 h为 6.4 m。假定在打夯的过程中坑的深度变化不大,且夯杆底端升到坑口时,速度正好为零,取g10 m/s2,求:(1)每个打夯周期中,电动机对夯杆所做的功,(2)每个打夯周期中,滚轮与夯杆间的摩擦热量,(3)打夯周期。12如图所示,

8、倾角为的斜面底端固定一个垂直斜面的弹性挡板P,假设斜面表面有一层特殊绒毛可以使物块A在沿斜面上升过程中不受摩擦力,而在沿斜面下滑过程中受到摩擦力作用。现使物块A 从挡板处以v02 m/s 的初速度出发,沿斜面向上运动,经过1 s到达最高点,然后下滑,经过 2 s又回到挡板处。假设物块与挡板碰后以原速率反弹(取g10 m/s2)。试求物块从出发到最后停止运动所经历的总时间和总路程。13.当物体从高空下落时,空气对物体的阻力会随物体的速度增大而增大,因此,物体下落一段距离后将会匀速下落,这个速度被称为收尾速度。研究发现,在相同环境条件下,球形物体的收尾速度仅与球半径及质量有关。下表是某次研究的实验

9、数据:(1)试根据表中数据,求出B、C 两球达到收尾速度时,所受的空气阻力比,(2)试根据表中数据,归纳出球形物体所受的空气阻力f 与球的速度v 及球的半径r 的关系式(写出表小球A B C D E 小球半径 r(103m)0.5 0.5 1.5 2.0 2.5 小球质量 m(106kg)2 5 45 40 100 小球收尾速度v(m/s)16 40 40 20 32 0 A 滚 轮夯 杆地 面h深 坑高中物理竞赛辅导4 达式及比例系数)。(3)将 C、D 两小球用轻绳连接,若它们在下落时所受空气阻力与单独下落时的规律相同,让它们同时从足够高处下落,试求出它们的收尾速度,并判断它们的落地顺序。

10、1.A 2.C 3.AD 4.D 5.A 6.D 7.BC 8.9H8,LgH2H9.v2s,0.75,10设 A 车厢下滑时初速度为v0,A 车厢滑到坡底时与B 车厢碰撞前速度为v,碰撞后两车共同速度为v1。则12mv2mgh12mv02 mgl cos mgs112mv02mgh(1 cot)mgs1,mv(mm)v1,v112v,碰撞后 v122as2,aF/m g,可解得:cot 2gh8 gs2v022 gs12 gh2gh8 gs22 gs12 gh11(1)f12 N1.2 104N,f1mg1.0 104N,f1mgma1,a12 m/s2,t1v0a2 s,h112a1t12

11、4 m,hh1v0t2v02/2g,t20.4 s,h2v0t21.6 m,W1f1h14.8 104 J,W2f2h21.6 104 J,所以 WW1W26.4 104 J,(2)W f1h14.8 104 J,(3)t3v0g0.4 s,h12gt42,t41.13 s,Tt1t2t3t4 3.93 s。12a1v0t12 m/s2,s112a1t121 m,s112a1 t12,a1 0.5 m/s2,由 v22as 得 s20.25 m,由 s12at2得 t2 0.5 s,t2 1 s,由等比数列得:s总2s110.2583m,t总t1t110.56 s。13(1)达到收尾速度时fmg,所以 fB;fC1;9,(2)由 A、B得:f v,由 B、C 得:f r2,所以 fkvr2,代入一组数据得:k5,所以 f5vr2,(3)(mCmD)gkv(rC2rD2),所以v(mCmD)gk(rC2rD2)(4540)1055(1.5222)106m/s27.2 m/s,fD5 27.2(2 103)25.44 104N,fC5 27.2(1.5 103)23.06 104N,如果单独运动,C 将加速而 D 将减速,所以C 先到地。

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