高中物理力学竞赛试卷

高中物理力学竞赛试卷一、不定项选择题（共50分）1．做匀加速直线运动的质点，连续过A、B、C三点，已知AB和BC两段长度相等，质点在AB段的平均速度为3m/s，在BC段的平均速度为6m/s，则质点经过A点、C点时的速度之比为()A．1：2B．2：5C．1：5D．1：72．将4个可视为质点的物体分别沿光滑轨道AB、AC、AD、AE，由A点同时从静止开始下滑，如图所示。则在到达底端前，某一时刻物体在各自轨道上的位置连线如图中粗实线所示，期中正确的是（）ABCD3．小木块放在倾角为的斜面上，受到一个水平方向不为零的力F作用处于静止状态，如图所示，则小木块受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向与竖直向上的方向的夹角可能是（）A．等于零B．左上方，C．右上方，D．左上方，4．已知F、F的合力方向竖直向下，若保持F的大小、方向，F的大小都不变，而将F12122的方向在竖直平面内转过600角，仍保持F、F合力方向竖直向下，下列判断正确的是12（）A．F一定大于FB．F可能小于F1212C．F方向与水平面成300角D．F方向与F方向成600角2125．“套圈”是一项老少皆宜的体育运动项目．如图所示，水平地面上固定着3根直杆1、2、3，直杆的粗细不计，高度均为0.1m，相邻两直杆之间的距离为0.3m．比赛时，运动员将内圆直径为0.2m的环沿水平方向抛出，刚抛出时环平面距地面的高度为1.35m，环的中心与直杆1的水平距离为1m．假设直杆与环的中心位于同一竖直面，且运动中环心始终在该平面上，环面在空中保持水平，忽略空气阻力的影响，g取10m/s2．以下说法正确的是（）第1页共5页A．如果能够套中直杆，环抛出时的水平初速度不能小于1.9m/sB．能够套中第2根直杆的初速度范围在2.4m/s到2.8m/s之间C．如以2m/s的水平初速度将环抛出，就可以套中第1根直杆D．如环抛出的水平速度大于2.6m/s，就一定不能套中第2根直杆6．F方程式赛车的变速系统非常强劲。赛车从静止加速到100km/h仅需2.3s，此时赛车1仍有10m/s2加速度。加速到200km/h时加速度仍有4m/s2。从静止加速到200km/h再到急停至速度为零只需12s。假定赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小，急停时的加速度恒为9.3m/s2。由以上数据可求得()A．赛车加速到最大速度约需8.6sB．赛车的最大加速度约为13.7m/s2C．赛车可达最大速度约为230km/hD．赛车加速到最大速度约需行驶275m7．轨道由处于竖直平面内，两个半径均为R的1/4光滑圆弧连接而成，它们的圆心O，O与两圆弧的连接点O在同一竖直线上，O、B两点在地面上，如122图所示。若一可视为质点的小滑块从圆弧AO上距O点数值距离为h处由静止开始下滑，sin3700.6，则（）A．h0.2R时，小滑块在两个圆弧上滑过的弧长相等B．h0.2R时，小滑块在两个圆弧上滑过的时间相等C．h0.4R时，小滑块不能运动到圆弧OB上D．无论h为何值，小滑块都不可能沿圆弧OB运动到B点8．如图所示，用F=20N的水平压力将重力G=8.0N的木块紧压在竖直墙上。现对木块施加一平行于墙面沿某一方向的拉力T作用，使木块沿水平向右方向在墙面上以a=5m/s2匀加速滑行，已知木块与墙面间的动摩擦因数0.30，则拉力T的大小为（）A．25B．226C．241D．10N9．如图所示，物体G用两根绳子悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时顺时针缓慢转过900，转动过程中始终保持角不变（900），且物体始终静止。则在绳子转动过程中，绳OA的拉力T和绳OB的拉力T的变化情况为（）12A．T单调减小B．T先减小后增大C．T单调减小D．T先减小后增1122大10．一质量M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质量m物块轻放到木板上，以后木板运动的速度—时间图像如图所示。已知M=3m，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。从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对木板的为第2页共5页位移大小为（）A．1.71mB．2.00mC．2.25mD．2.29m二、填空题（每题8分，共48分）11．如图所示，在竖直平面xoy内，某一时刻由原点O处射出速度大小v1m/s，方向均匀分布的12只小钢球，若运动过程中小钢球未与其他物体相碰撞，则t=2s时，两小钢球间最远的距离m12．如图所示是伽利略理想斜面实验的其中一幅图，斜面AC和斜面BD的倾斜程度不同。一可视为质点的小球由A点静止释放，经4s第1次到达与A等高的B点。已知小球在长为5m的水平部分CD上运动的时间为1s，摩擦均不计，则小球从A到B运动的总路程是m。13．光滑水平面上的物体在两个同一竖直面上的力作用下水平向右运动，如图所示，F方向与水平向右的F方向夹角为。经过一段时间后，合外力对物体做功为W，21其中F对物体做功为W，若W、F、W、已知，则F的大小为。1111214．如图所示，A、B两物体用足够长的细绳相连并跨过摩擦不计的定滑轮。要使系统处于平衡状态，可在两滑轮间的细线上再系上一个物体C，已知A、B物体的质量分别为5kg、13kg，则C物体质量大小的范围是kg。15．人在跑步时，每条腿先从静止开始加速到等于身体速率，紧接着再将腿速度减为零，从而完成一次迈腿动作。一质量为54kg的同学在跑步时每条腿完成一次迈腿动作，起脚点和落脚点相距1.5m，若两腿输出的平均机械功率为512W，每条腿的1重量是体重的，则该人跑步的速度为m/s。916．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的实验装置。定滑轮的两侧各挂6个完全相同的钩码，其中1号钩码下端粘连着纸带，钩码处于静止状态。（1）在探究加速度与力的关系时，为了保障质量不变，把右侧最上端的钩码依次悬挂在左侧钩码的最下端，每次只移动一个钩码，即第一次把6挂在7下端，以此类推，打出5条相应纸带。下面格中列出的是实验得到的加速度数值。实验次数12345加速度1.302.643.995.356.72表格数据，可以得出结论。（2）在探究加速度与质量的关系时，需要保证外力大小不变。在实验器材不变的情况下，如仍能打出5条纸带，可以通过来保证外力不变。三、计算题（15分+18分+19分）17．斜面AB长L=10m，与水平面BC的倾斜角530，如图所示。一可视为质点，质量第3页共5页m=100kg的货物不慎从斜面顶端A点由静止开始滑下，并最终停在水平面的C点。已知物块从A到C的滑动过程中加速度大小不变，货物与斜面、货物与水平面的动摩擦因数均为。一同学在水平面上要将货物恰好重新推回到斜面顶端，则他应在距B点至少多远处开始推？该同学的最大推力F=700N。18．在“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A和小球B，从距水平地面高度为ph(p>1)和h的位置同时由静止释放，如图所示。球A和球B的质量均为m。设所有碰撞都是弹性碰撞，重力加速度大小为g，忽略球的直径、空气阻力和碰撞时间。（1）若p=3，求经过多长时间球A、B发生第一次碰撞；（2）若球B在第N次上升过程中与球A发生第一次相碰，求p的取值范围。19．长为4L、质量为m的匀质绳，置于粗糙水平桌面上。绳处于绷紧状态，其一端悬垂于桌边上，另一端系着一可视为质点的质量为M的木块，木块处于A点。如图所示，木块与gL绳一起以初速度v开始运动。已知A点与桌边端点B距离为3L，M=3m。若匀质02绳与桌面的摩擦可忽略，桌面距地面高度大于4L。求1（1）如桌面与木块间的动摩擦因数，则物块在桌面运动过程中的速度最小值；6（2）如物块最终将静止于桌面某处，则动摩擦因数的最小值。当取最小值时，物块将第4页共5页静止于何处？第5页共5页