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1、-1-2020 年“炎德英才杯”高一基础学科知识竞赛物理时量：90 分钟满分：100 分一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是A.伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律B 卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C.哈雷在实验室中准确地得出了引力常量G 的数值，使得万有引力定律有了现实意义D.牛顿通过月地检验，验证了万有
2、引力定律2.甲，乙两物体同时以相同的速度经过某个位置时开始计时，从t0 时刻开始两物体沿同一直线做减速运动，最终又都停止在另一相同的位置，整个过程甲、乙运动的vt 图象如图所示，则A.整个过程中甲的平均速度大于乙的平均速度B.从 t0 时刻到下一次速度相等的过程中，乙的平均速度要大于甲的平均速度C.在运动过程中甲的加速度一直小于乙的加速度D.在运动过程中甲，乙两物体的加速度不可能相同3.如图所示，重物M 沿竖直杆下滑，并通过一根不可伸长的细绳带动小车沿水平面向右运动。若当滑轮右侧的绳与竖直方向成 60 角，且重物下滑的速率为v2m/s 时，滑轮左侧的绳-2-与水平方向成 45 角，则小车的速度
3、为A.23m/s B.3m/s C.22m/s D.2m/s 4.在一斜面頂端，将质量相等的甲、乙两个小球分别以2v和 v 的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。则下列说法正确的是A 乙球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角要比甲球的小B.从抛出到落到斜面上重力对甲，乙两球做功之比为1：2 C.落到斜面上时甲，乙两球重力的瞬时功率之比为1：2 D.两球从抛出到落到斜面上运动的时间相同5.2019 年春节期间，中国科幻电影里程碑作品流浪地球热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程可设想成如图所示，地球在椭圆轨道I 上运行到远日
4、点B 变轨，进入圆形轨道II。在圆形轨道II 上运行到 B 点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚。对于该过程，下列说法正确的是A.沿轨道 I 运动至 B 点时，需向前喷气减速才能进入轨道II B 沿轨道 I 运行时地球与太阳的连线在T 秒时间内扫过的面积与沿轨道II 运行时地球与太阳的连线在T 秒时间内扫过的面积相等C 沿轨道 I 运行时，在近日点A 的加速度小于在B 点的加速度D.沿轨道 I 运行经过近日点A 时的速度大于沿轨道II 运行经过B 时的速度6.如图所示，质量为2kg 的物体 A 静止在竖直的轻弹簧上面，质量为3kg 的物体 B 用细线悬挂，A、B 间相互接触但无压力。取g10
5、m/s2。某时刻将细线剪断，则剪断细绳的瞬间-3-A.B 对 A 的压力大小为30N B.弹簧弹力大小为50N C.B 的加速度大小为0，A 的加速度为15m/s2D.A、B 的加速度均为6m/s27.如图所示，水平的传送带以速度v4m/s 顺时针运转，两传动轮M、N 之间的距离为L5m，若在 M 轮的正上方，将一质量为m1kg 的可视为质点的物体轻放在传送带上(取 g10m/s2)，已知物体与传送带之间的动摩擦因数 0.2。则下列说法正确的是A.物体由 M 处传送到N 处的过程中，所用的时间为2s B 物体由 M 处传送到N 处的过程中，传送带对物体的摩擦力做功为10J C.物体由 M 处传
6、送到N 处的过程中，传送带对物体的摩擦力做功的平均功率为4W D.其他条件不变，若仅将传送带速度调至v 5m/s，则传送带对物体的摩擦力做功为10J 8.如图所示，竖直面内有一圆环，圆心为O，水平直径为AB，倾斜直径为MN，AB、MN 夹角为 ，一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的M、N 两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳的摩擦及轻绳重力，圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力的变化情况正确的是A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大再减小D.先减小再增大二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对
7、的得4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0 分。9.质量为 0.1kg 的小球在光滑的水平地面上以一定的初速度做匀变速直线运动，8s 后小球又回到出发点，测得在第8s 内的位移大小是0.7m，则-4-A 小球在 7s 末的速度大小是0.6m/s B 小球在第8s 内的平均速度大小是0.35m/s C 小球在第7s 内的位移大小是0.4m D.小球在前3s 内的位移大小是1.5m 10.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球可视为质点，管道直径的影响可以忽略不计，ab为过圆形管道圆心的水平线，重力加速度为g，则下列说法正确的是A.小球通过最高点时速度越大，对轨
8、道的压力越大B.小球在水平线ab，上方运动时，对轨道的压力大小可能大于小球的重力C.小球经过a位置时，其加速度大小等于g D.若小球恰能经过最高点，则小球经过最低点时对轨道的压力等于小球重力的5 倍11.如图所示，在水平面上有一个半圆形的坑，在坑的左边沿有一个可视为质点的物块以一定的初速度v0沿水平方向飞出，物块落到坑上时其速度方向与初速度方向的夹角为，当 v0从很小的值(趋近于 0)逐渐增大的过程中，下列说法正确的是A.夹角 先变大后变小B.夹角 一直变小C.小球落到坑里时其重力的瞬时功率先增大后减小D.小球落到坑里时其重力的瞬时功率一直增大12.如图所示，A、B 质量分别为m 和 M，B
9、系在固定于墙上的水平轻弹簧的另一端，并置于光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，将 B 向右拉离平衡位置x 后，无初速度释放，在以后的运动中A、B 保持相对静止，则在弹簧恢复原长的过程中A.A 受到的摩擦力最大值为mkxMB.A 受到的摩擦力最大值为mkxMm-5-C.摩擦力对A 做功为22mkxMD.摩擦力对A 做功为22()mkxMm三、非选择题：本题共6 小题，共60 分。13.(6 分)某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力的平行四边形定则，他们找到了如下物品：几个不同厂家生产的弹簧秤、木板、剪刀、白纸、铅笔、刻度尺、三角板、图钉和细绳套若干。他们设计了如下实验方案：步骤 1：将其中一个弹
10、簧秤依次与其他弹簧秤对拉，看示数是否相等，选择对拉相等的弹簧秤3 个，然后进行下一步；步骤 2：将三根细绳套系于同一点O，在木板上固定白纸，然后与同学配合，同时用三个弹簧秤分别拉住三根细绳套，以合适的角度向三个不同方向拉开。当稳定后，分别记录三个弹簧秤的读数。步骤 3：选择合适的标度，作出三个力的图示，以其中两个力FA、FC的图示为邻边作出平行四边形，它们的对角线F合与 FB在误差允许的范围内等大反向，则平行四边形定则成立。(1)有关上述操作，下列说法正确的有。A 步骤 1 的目的是判断三个弹簧秤中的弹簧劲度系数是否相同B.步骤 1 的目的是判断三个弹簧秤对同一拉力的读数是否一致C.步骤 2
11、中，记录弹簧秤读数的同时，必须记录各拉力的方向D.步骤 2 中，要保证三根细绳套长度相等(2)关于下列实验操作的说法正确的是。A.实验时需要注意保证各弹簧秤及细绳套在同一平面内B.改变拉力重复实验，每次必须保证O 点在同一位置C.为完成平行四边形定则的验证，实验时还需要测量各拉力间的夹角D.为了防止摩擦力的影响，弹簧秤不能压在木板上，要保证不接触白纸和木板E.实验时需要注意保证弹簧秤的轴线与细绳套在同一直线上(3)甲，乙、丙记录的数据明显存在错误的是(选填“甲”“乙”或“丙”)。-6-甲：FA2.2N，FB2.4N，FC3.2N 乙：FA2.0N，FB2.1N，FC4.9N 丙：FA2.5N，
12、FB4.3N，FC3.2N 14.(8 分)如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”的实验装置，主要实验步骤如下：用天平测出滑块(含滑轮)质量 M300g，并安装好实验装置；适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动；轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器上，另一端挂质量为m 的钩码，两轻绳与木板平行；接通打点计时器电源，释放滑块，打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻计数点间时间间隔为0.1s，并记录拉力传感器示数F0.50N。回答下列问题：(1)滑块从 B 运动到 D 的过程中，合力对滑块所做的功WJ，滑块动能的增量Ek
13、J；(计算结果均保留2 位有效数字)(2)多次实验发现合力对滑块所做的功W 总略大于滑块动能的增量Ek，可能的原因是。A 没有满足滑块质量远大于钩码质量B 平衡摩擦力过度C.滑轮摩擦影响(3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有：(写出一种即可)。15.(9 分)“春播用工荒，无人机来帮忙”，一架携药总质量m20kg 的 DJ 无人机即将在田间-7-执行喷洒药剂任务，无人机悬停在距一块试验田H1 26m 的高空，t0 时刻，它以加速度大小 a1竖直向下匀加速运动，下降h18m，速度达到v14m/s，立即以 a20.5m/s2向下匀减速至零，重新悬停，然后水平飞行喷洒药剂。已知空气阻力大小恒为f
14、10N，g 取 10m/s2求：(1)无人机向下匀加速运动时的加速度a1大小；(2)无人机向下匀减速运动时动力系统提供的竖直升力F；(3)无人机重新悬停时距试验田的高度H2。16.(11 分)如图甲所示，质量为m1kg 的物体置于倾角为 37 的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t10.5s 时撤去拉力，物体速度与时间的部分vt 图象如图乙所示。(g10m/s2，sin37 0.6，cos37 0.8)求：(1)物体与斜面之间的动摩擦因数；(2)拉力 F 做的功；(3)物体从开始运动到返回出发点所用的时间。17.(12 分)动车组的出现使得速度得到了很大的提高，适应了当代
15、社会的高速发展。几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组。假设有一动车组由八节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m5104kg。前三节车厢自带动力，其中第一节额定功率为P2 107W，而第二节和第三节均为P1 107W(第一节车厢达到额定功率后，如功率不够用才启动第二节车厢的动力，再不够就启动第三节车厢的动力)，车在行驶过程中阻力恒为重力的 0.1 倍。(g10m/s2)(1)求该动车组的最大行驶速度；(2)若三节动力车厢均在额定功率条件下工作，求当速度为80m/s 时，列车的加速度为多少?(3)若列车以2m/s2的加速度匀加速启动，求t15s 时，第二节和第三节车厢之间拉力
16、的值。18.(14 分)如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O 点。开始时，小球静止于A 点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O 点做圆周运动。垂直于墙面的钉子N 位于过 O 点竖直线的左侧，ON与OA-8-的夹角为(0 2)，且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断。已知小球的质量为m，细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为7mg，g 为重力加速度大小。(1)求小球初速度的大小v0；(2)求小球绕钉子做圆周运动的半径r 与 的关系式；(3)在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A 点。若能，请求出细线被拉断时 的值；若不能，请通过计算说明理由。-9-10-11-12-