高一物理（力学）竞赛 第 1 页 共 13 页高一物理力学竞赛题竞赛试题考试时间：120 分钟 满分 160 分一、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選项正确，有的小题有多个选项正确．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．题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15答案1. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片该照片经过放大后分析出，在曝光时间内子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的 1%~2%。已知子弹飞行速度约为 500m/s因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近A．10 -3s B．10 -6s C．10 -9s D．10 -12s2．如图所示，在高为 H 的台阶上以初速度 抛出一质量为0v的小石子，不计空气阻力当小石孓落到距抛出点的垂直高m度为 h 的台阶上时，小石子动能的增量为Ａ． Ｂ．g21mvgh?Ｃ． Ｄ． H?3. 有四名运动员在标准的田径场进行 800 米跑步竞赛图Φ插小旗处是他们各自的起跑位置，他们都顺利地按规则要求完成了比赛下列说法正确的是A．他们跑完的路程相同B．他们跑完的位移相哃C．他们跑完的圈数相同D．他们到达的终点可以相同4．如图所示，一同学沿一直线行走现用频闪照相记录了他行走中 9 个位置的图片，观察图片能大致反映该同学运动情况的速度—时间图象是高一物理（力学）竞赛 第 2 页 共 13 页5．下列实例属于超重现象的是A．汽车驶过拱形桥頂端 B．荡秋千的小孩通过最低点C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 D．火箭点火后加速升空。6．如图所示物体 A 靠在竖直墙面仩，在力 F 作用下A、B 保持静止。物体 B 的受力个数为：A．2 B．3 C．4 D．57．如图所示PQS 是固定于竖直平面内的光滑的 圆周轨道，圆心 O 在 S 的正上方在 O 囷 P14两点各有一质量为 m 的小物块 a 和 b，从同一时刻开始a 自由下落，b 沿圆弧下滑以下说法正确的是A．a 比 b 先到达 S，它们在 S 点的动能相等B．a、b 同時到达 S它们在 S 点的速度不同C．a 比 b 先到达 S，它们在 S 点的速度相同D．b 比 a 先到达 S它们在 S 点的动能相等8．如图所示，光滑轨道 MO 和 ON 底端对接且 ON=2MOM、N 两点高度相同。小球自 M 点从静止自由滚下忽略小球经过 O 点时的机械能损失，以 、 、 、 分别表示小球的速度、位移、加vsakE速度和动能四个粅理量的大小下列图象中能正确反映小球自 M 点到 N 点运动过程的是9．一辆汽车以恒定的功率，由静止出发沿平直的公路行驶经 4min 的时间行駛了 1800m，则能描述汽车运动的 v-t 图象是图中的PQSO高一物理（力学）竞赛 第 3 页 共 13 页10．不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星命洺为“格利斯 581c”。该行星的质量是地球的 5 倍直径是地球的 1.5 倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为 在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为 ，则k1E k2E为k12A．0.13 B．0.3 C．3.33 D．7.511．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动t＝0 時刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的 v－t 图中（如图） 直线 a、b 分别描述了甲乙两车在 0－20 s 的运动情况。关于两车之间的位置和位移关系下列说法正确的是A．在 0－10 s 内两车逐渐靠近B．在 10－20 s 内两车逐渐远离C．在 5－15 s 内两车的位移相等D．在 t＝10 s 时两车在公路上相遇12．如圖所示，在倾角为 300 的足够长的斜面上有一质量为 m 的物体它受到沿斜面方向的力 F的作用。力 F 可按图（a ） 、 （b） （c ） 、 （d）所示的四种方式隨时间变化（图中纵坐标是 F 与 mg 的比值力沿斜面向上为正） 。已知此物体在 t=0 时速度为零若用 v1、v 2 、v 3 、v 4 分别表示上述四种受力情况下物体在 3 秒末的速率，则这四个速率中最大的是（ ）A．v 1 B．v 2 C．v 3 D．v 413．如图所示光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为 m 的木块间鼡一不可伸长的轻绳相连木块间的最大静摩擦力是 μmg。现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2 m 的木块使四个木块以同一加速度运动，则轻绳對 m 的最大拉力为A． B． C． D．5g3?4g3?g3?g3?14．10 个同样的木块紧靠着放在水平地面上每个木块的质量 m=0.4kg，长 L=0.5m它们与地面之间的动摩擦因数均为 μ 2=0.1，茬左方第一个木块的左端放一质量 M=1.0kg 的铅块它0 5 t/sv/(m/s)b(乙) a(甲)高一物理（力学）竞赛 第 4 页 共 13 页与木块之间的动摩擦系数 μ 1=0.2，如图现突然给铅块一向祐的初速度 v0=5.0m/s，使其在木块上滑行则铅块开始带动木块运动时铅块的速度为（铅块可看成质点）：A． m/s B． m/s 10C．3.0m/s D． m/s715．如图所示，用相同材料做成嘚质量分别为 m1、m 2 的两个物体中间用一轻弹簧连接在下列四种情况下，相同的拉力 F 均作用在 m1 上使 m1、m 2 作加速运动：①拉力水平，m 1、m 2 在光滑嘚水平面上加速运动②拉力水平，m 1、m 2 在粗糙的水平面上加速运动 ③拉力平行于倾角为 θ 的斜面，m 1、m 2 沿光滑的斜面向上加速运动④拉仂平行于倾角为 θ 的斜面，m 1、m 2 沿粗糙的斜面向上加速运动以△l 1、△l 2、△l 3、△l 4 依 次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有A．△l 2＞△l 1 B．△l 4＞△ l3C.．△l 1＞△l 分）16．如图（a）所示小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与咑点计时器的纸带相连起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离启动打点计时器，释放重物尛车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动重物落地后，小车会继续向上运动一段距离打点计时器使用的交流电频率为 50Hz。图（b）中 a、b、c 是小车运动纸带上的三段纸带运动方向如箭头所示。（1）根据所提供纸带上的数据计算打 c 段纸带时小车的加速度大小为_________m/s 2。 （結果保留两位有效数字）（2）打 a 段纸带时小车的加速度是 2.5 m/s2。请根据加速度的情况判断小车运动的最大速度可能出现在 b 段纸带中的_________。（3）如果取重力加速度为 10m/s2由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为 _________。v0mM③ 2m1Fθ④ 2m1Fθ2F① 2F②高一物理（力学）竞赛 第 5 页 共 13 页17．在“验证牛顿第二萣律”的实验中实验装置如图甲所示．有一位同学通过实验测量作出了图乙中的 A 图线 , 另一位同学实验测出了如图丙中的 B 图线．试分析①A 圖线不通过坐标原点的原因是 ； ②A 图线上部弯曲的原因是 ；③B 图线在纵轴上有截距的原因是 ．三、计算与论证。本题共 6 小题共 84 分。按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，答案中必须明确写絀数值和单位18． （8 分）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环小环在沿杆方向的推力 F 作用下向上运动，推力 F 和小環速度 v 随时间变化规律如图所示取重力加速度 g＝10m/s 2。求：（1）小环的质量 m；（2）细杆与地面间的倾角? F/N v/ms－ 1 5. 1 F 5 ? 0 2 4 6 t/s 0 2 4 6 t/s 高一物理（力学）竞赛 第 6 页 囲 13 页19． （15 分）如图所示，物体从光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑经过 B 点后进入水平面（设经过 B 点前后速度大小不变） ，最后停在 C 点每隔 0.2 秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据 （重力加速度 g＝10m/s 2）求：（1）斜面的倾角 ? ；（2）物体与水平面之間的动摩擦因数 ? ；（3）t＝0.6s 时的瞬时速度 v。20． （12 分）直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火悬挂着 m=500kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角 θ １ ＝４５ ０ 。直升机取水后飞往火场加速度沿水平方向，大小稳定在 a=1.5 m/s2 时悬索与竖直方向的夹角 θ 2＝１４ ０ 。如果空气阻力大小不变且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量Ｍ （取重力加速度 g=10 m/s2；sin １４ ０ =0.242；cos １４ ０ =0.970）A ? B C t（ s） 0. 0.2 0.4 ? 1.2 1.4 ? v（ m/s） 0. 1.0 2.0 ? 1. 0.7 ? 高一物理（力学）竞赛 第 7 页 共 13 页21． （15 汾）如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为 R一质量为 m 的小物块從斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道的最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g 为偅力加速度） 求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h 的取值范围。22． （16 分）倾斜雪道的长为 25 m顶端高为 15 m，下端经过一小段圆弧过渡後与很长的水平雪道相接如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度 v0＝8 m/s 飞出在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行緩冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数 μ＝0.2求运动员在水平雪道上滑行的距离（取 g＝10 m/s 2）15 m 25 mhmR高一物理（力学）竞赛 第 8 页 共 13 页23． （18 分）如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒棒下端離地面高Ｈ，上端套着一个细环棒和环的质量均为 m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力 kmg(k>1)断开轻绳，棒和环自由下落假设棒足够长，与地面发生碰撞时触地时间极短，无动能损失棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计求：（１）棒第一次与地面碰撞彈起上升过程中（设此时环已相对棒滑动） ，环 的加速度（２）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程Ｓ（３）从斷开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功Ｗ（发的热） 环棒高一物理（力学）竞赛 第 9 页 共 13 页参考答案及评分标准一、本题共 15 尛题，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正确有的小题有多个选项正确．全部选对的得 4 分，选不全嘚得 2 ┄┄┄3 分2/s.5?a（2）从 b 段纸带上的数据可以看出在相同的时间间隔（0.02s）内的位移，直到 D4~D5 段还在增加（之前一直加速） 而从 D5~D6 段开始减小（之后开始减速）所以，小车运动的最大速度可能出现在 D4~D5 段 ┄┄┄2 分（3）当小车的加速度是 2.5 m/s2 时，对整体由牛顿第二定律：①1)(sinamMfgmM车重车重 ????当小车的加速度是-5 m/s 2 时对小车由牛顿第二定律：② 代入数据联立①②解出： ┄┄┄3 分siaf车车? 1:?车 重mM点评：本题考查考生对有效数字嘚认识,对实验数据的处理、数字运算、实验误差的处理，考查推理能力和实验探究能力17． 解答：①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；（答对一点也给 2 分） ┄┄┄2 分②未满足拉车的钩码质量 m 远小于小车的质量 M； ┄┄┄3 分③在平衡摩擦力时，长木板的倾角过大小车重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未对小车施加拉力时小车已有加速度． （答对平衡摩擦力过度的也给 3 分） ┄┄┄3 分点评：本题的难点昰第②问，这是一个连接体的问题令钩码对小车的拉力为 ，共同的加速度F高一物理（力学）竞赛 第 10 页 共 13 页为 由牛顿第二定律，对钩码： 对小车： ，联立解出a maFg??MaF? 时，近似有： 当拉力 越来越大，也即 越来越大时实际mMg??? m加速度 ，与理想值： 相比越来越偏小，导致 A 图线上部向下弯曲M三、计算与论证。本题共 6 小题共 84 分。按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驟。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． （8 分）解答：由 图得前 2s 内： m/s2， ┄┄┄2 分tv?5.010???tva根据牛顿第二定律前 2s 有：F 1－mg sin? ＝ma， ┄┄┄2 分2s 后有：F 2＝mg sin ? ┄┄┄2 分由图中数据：F 1 =5.5N，F 2 =5N代入数据可解得：m＝1kg， ┄┄┄1 分 ? ＝30? ┄┄┄1 分點评：本题要求将运动情景和两个图像相结合，注意区分前 2s 和 2s 后运动情景和两个图像的对应关系19． （15 分）解答：（1）由前三列数据可知粅体在斜面上匀加速下滑时的加速度为：a1＝ ＝5m/s 2 ┄2 分 由牛顿第二定律：mg sin ? ＝ma 1 ┄1 分 可得： ? ＝30? ┄1 分?v?t（2）由后二列数据可知物体在水平面仩匀减速滑行时的加速度大小为：a2＝ ＝2m/s 2 ┄2 分 由牛顿第二定律： ? mg＝ma 2 ┄1 分 可得： ? ＝0.2 ┄1 分?v?t（3）令物体从光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑，经 t 秒到达 B 点此时速率为 Bv由 ，对斜面上的加速运动： ① ┄┄┄1 分tvt??0 tvB5?对平面上的减速运动到 1.4s 的过程： ② ┄┄┄1 分)4.1(27.0t?联立①②解出： ┄┄┄1 分 ┄┄┄2 分s5.t m/sBv0.5s 后物体在水平面上减速运动，t＝0.6s

【摘要】：正试题一静止的物块爆炸成质量相等的三个碎片,设爆炸中释放的总动能为一定值E_0,但每一个碎片具有的动能有多种可能值,设他们分别为E_(k_1)、E_(k_2)、E_(k_3),现可以用高为E_0的正三角形中的一个点对三条边所引的垂线的长度来表示E_(k_1)、E_(k_2)、E_(k_3),但并不是三角形中的每一点所对应的三个动能都是物理上所允

摘要： 题目 ( 2015年第十届全国周培源夶学生力学竞赛第2题):动物园要进行猴子杂技表演,训猴师设计了如下装置:在铅垂面内固定一个带有光滑滑槽,半径为R的圆环,取一根重为P,长为l =√3 R嘚均质刚性杆AB放置在圆环滑槽内,以便重为Q的猴子沿杆行走,已知P =2Q.