高一物理竞赛试卷

高一物理竞赛试卷

考试范围：xxx；考试时间：xxx分钟；出题人：xxx

姓名：___________班级：___________考号：___________

题号	一	二	三	四	五	六	总分
得分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

评卷人	得  分

一、选择题

1.物体静止于光滑水平面上，力F作用于物体上的O点，现要使合力沿着OO′方向，如图所示，则必须同时再加一个力F′，如F和F′均在同一水平面上，则这个力的最小值为（ ）

A．Fcosθ     B．Fsinθ     C．Ftanθ     D．Fcotθ

2.竖直升空的火箭，其速度图象如图所示，由图可知 

A．火箭上升到最高点所用的时间是120 s

B．火箭前40s上升，以后下降

C．在第40s末，火箭离地高度是1600m

D．火箭的加速度始终是20m/s2

3.某人用手将1kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法错误的是

A．手对物体做功12J

B．合外力做功2J

C．合外力做功12J

D．物体克服重力做功10J

4.某物体做直线运动，下列图像能够表示物体做匀变速直线运动的是

5.如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。大轮以某一恒定角速度转动时，则A、C两点的线速度之比为VA：Vc，角速度之比ωA：ωC为：(   )

A. 2:1,2:1    B. 2:1,1:1    C. 1:1,1:1    D. 1:2, 1:1

6.“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，有5颗是地球同步卫星，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，如图所示，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（   ）

A．该卫星的发射速度必定大于第一宇宙速度

B．卫星在轨道Ⅰ上Q点经过点火减速进入轨道Ⅱ上运行

C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度

D．在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的运行周期

7.一石块从楼房阳台边缘处向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是（     ）

A．3.6 m     B．1.2 m     C．10.8 m     D．6.0 m

8.1995年，日内瓦天文台的Mayor和Queloz发现主序星“51 peg”有一个行星，命名为“51 peg b”，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为（   ）

A．     B．     C．     D．

9.如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则（）

A. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定为

B. A、B两点间的电压一定等于

C. 小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能

D. 若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷

10.英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界科学之最，在XTEJ1650－500双星系统中发现的最小黑洞位列其中．若某黑洞的半径R约45 km，质量M和半径R的关系满足＝ (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为 (　　)．

A．108 m/s2     B．1010 m/s2     C．1012 m/s2     D．1014 m/s2

评卷人	得  分

二、不定项选择题

11.在加拿大温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中，中国选手申雪、赵宏博获得冠军。如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动。若赵宏博的转速为30r/min，手臂与竖直方向夹角为60°，申雪的质量是50kg ，她触地冰鞋的线速度为4.7m/s，则下列说法正确的是(　　)　

A．申雪做圆周运动的角速度为π rad/s

B．申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2m

C．赵宏博手臂拉力约是850N

D．赵宏博手臂拉力约是500N

12.甲、乙两物体沿同一方向做直线运动，6 s末在途中相遇，它们的速度图象如图所示，可以确定（   ）

A．t＝0时甲在乙的前方27 m处

B．t＝0时乙在甲的前方27 m处

C．3 s末乙的加速度大于甲的加速度

D．6 s之后两物体不会再相遇

13.如图甲所示，倾角为的粗糙斜面固定在水平面上，初速度为，质量为的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，取（    ）

A．0~5s内小木块做匀减速运动

B．在时刻，摩擦力反向

C．斜面倾角

D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5

14.如图所示，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m的小球从距离弹簧上端B点h高处的A点自由下落，在C点处小球速度达到最大．x0表示B、C两点之间的距离；Ek表示小球在C处的动能．若改变高度h，则下列表示x0随h变化的图象和Ek随h变化的图象中正确的是(　　)

A.     B. 

C.     D. 

15.关于速度和加速度的关系，下列说法正确的有 (      )

A．速度变化率越大则加速度越大

B．速度变化量越大，加速度也越大

C．物体的速度变化越快，则加速度越大

D．加速度越大，速度越大

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三、填空题

16.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到100km/h（即27.8m/s），受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力约为 ▲  N．当E1概念车以最高时速120km/h（即33.3m/s）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为▲ W ．（均保留一位有效数字）

17.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep＝_______J，此过程中物体动能的增加量Ek=______J．由此可得到的结是                                        ．(g="9.8" m/s2，保留三位有效数字)

18.公共汽车从车站匀加速起动后，司机发现尚有乘客未上车，急忙刹车（可看作匀减速直线运动）直到停止，汽车从开始起动到又停止整个过程历时5s，车共前进的距离为10m，由此可知汽车在此过程中的最大速度为__________m/s．

19.一物体做自由落体运动，落地时速度是30 m/s，取g="10" m/s2，则它开始下落时的高度是________，它在前2 s内的平均速度是________，它在最后1 s内下落的高度是________．

20.物体做初速度为零的匀加速直线运动，它在第2秒末、第4秒末、第6秒末的速度之比为          ，在1秒内、2秒内、3秒内的位移比为           。

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四、实验题

21.研究平抛运动时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的是（　　）

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．每次释放小球的位置必须不同

C．每次必须由静止释放小球

D．用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降

E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触

F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

22.从离地面80m的空中自由落下一个小球，g取10m/s2，求：

（1）经过多长时间落到地面？

（2）自开始下落计时，在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小；

（3）下落时间为总时间的一半时的位移大小和速度大小．

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五、简答题

23.如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，且（k为常数，v为环的运动速度），试讨论环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）。

24.在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于宇宙飞船处于完全失重状态，所以无法用天平测物体的质量．某宇航员曾在这样的飞船中完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验．实验时，用一带有推进器的质量为m1＝2 kg的物体A与质量为m2的待测物体B相互接触以后，开动尾部的推进器，使A和B共同加速，如图所示．已知推进器的平均推力F等于5 N，A、B的加速度是1 m/s2.求物体B的质量m2.

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六、作图题

25.“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划﹣﹣“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0 ，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求：

（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率；

（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．

（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？

参

1 .B

【解析】解：由F做OO′的垂线，此时的F′就是最小值，再由三角形的知识可以求得最小值为Fsinθ，所以B正确．

故选B．

【点评】本题考查了分力与合力的关系，应用三角形定则可以较简便的解决这一类的问题．

2 .AC

【解析】略

3 .C

【解析】

试题分析：由动能定理，合外力做功等于动能增量为2J，B对C错。克服重力做功mgh=10J；

考点：动能定理

点评：本题考查了对动能定理的理解和应用，通过动能定理列式求解手的做功情况。

4 .CD

【解析】

试题分析：做匀变速直线运动的加速大小和方向均不变，速度均匀变化。

A、速度大小和方向均不变，是匀速直线运动；错误

B、位移均匀增加，是匀速直线运动；错误

C、速度均匀增加且过原点，是初速度为零的匀加速直线运动；正确

D、加速度大小和方向均不变，是匀变速直线运动；正确

故选CD

考点：运动图像

点评：相同点图线形状，但纵轴所表示的物理量不同，运动情况也不同，要牢记不同图像的物理意义。

5 .B

【解析】A点和C点同轴传动，角速度相同，由于半径之比为2：1，根据公式v=rω，线速度之比为2：1；故A、C、D错误；B正确。

6 .AC

【解析】

试题分析：第一宇宙速度是在地面附近发射人造卫星的速度的最小值，由于轨道是椭圆，故该卫星的发射速度必定大于第一宇宙速度，故A正确；卫星在在轨道Ⅰ上Q点经过点火加速进入轨道Ⅱ上运行，否则会做向心运动，故B错误；在轨道Ⅰ上，由P点向Q点运动，万有引力做负功，动能减小，所以P点的速度大于Q点的速度．故C正确；根据开普勒第三定律得：，所以该卫星在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期，故D错误。

考点：万有引力定律及其应用

【名师点睛】本题关键应知道第一宇宙速度是最大的运行速度．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定：当万有引力刚好提供卫星所需向心力时 卫星正好可以做匀速圆周运动；若是供大于需，则卫星做逐渐靠近圆心的运动；若是供小于需，则卫星做逐渐远离圆心的运动。

7 .D

【解析】

试题分析：根据自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，从静止开始相等时间间隔内的位移之比为1：3：5得：它在第三段时间内的位移为：，故D正确

考点：考查了自由落体运动规律的应用

8 .A

【解析】

试题分析：研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为：

；“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，所以该中心恒星与太阳的质量比约为，故选A．

考点：万有引力定律的应用

9 .AB

【解析】试题分析：根据动能定理和电场力做功公式结合，求解A、B两点的电势差．结合平行四边形定则可知，若电场是匀强电场，根据力学知识确定电场力的最小值，再确定场强的最小值．根据电场力做功比较电势能的高低．

解：A、小球从A到B，根据动能定理得，，解得AB间的电势差，根据矢量合成的方法可知，匀强电场沿AB方向时电场强度最小，则电场强度最小值为E=，故A、B正确．

C、从A到B，电场力做正功，则电势能减小，则B点的电势能小于A点的电势能．故C错误．

D、若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离电荷远的A点电势高，所以Q一定是负电荷．故D错误．

故选：AB．

【点评】本题是带电体在电场中运动问题，要转换思维，就把电场力当作一般的力，将这类问题当作力学问题去处理，可增强信心．

10 .C

【解析】星球表面的物体满足mg＝G，即GM＝R2g，由题中所给条件＝推出GM＝Rc2，则GM＝R2g＝Rc2，代入数据解得g＝1012 m/s2，C正确．

11 .AC

【解析】已知转动转速为：n="30" r/min="0.5" r/s，由公式ω=2π•n，解得：ω=πrad/s．故A正确．申雪触地冰鞋做圆周运动的半径：，故B错误；受力分析得：Fsin60°=mr′ω2，r′是申雪的重心到转动轴的距离，大约为1.1m，代入解得得：F≈850N．故D错误，C正确．故选AC．

12 .AD

【解析】根据速度图象的“面积”等于位移大小，得到t=6s时，甲的位移大小为x甲= ×6×9＝27m，乙的位移大小为x乙="9×6m=54m，6s末甲乙相遇，则在t=0时甲在乙的前方27m处．故A正确，B错误．由图像可知，甲的加速度大于零，而乙的加速度等于零，故3" s末乙的加速度小于甲的加速度，故C错误；由于6s之后甲的速度大于乙的速度，两物体不会再相遇．故D正确．故选：AD.

13 .BCD

【解析】由匀变速直线运动的速度位移公式：v2-v02=2ax并结合图象可得： ，由图示图象可知，初速度：v02=100，v0=10m/s，减速运动时间：，故A错误；由图示图象可知，在0-1s内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，t=1s时摩擦力反向，故B正确；由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度：，由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma，mgsinθ-μmgcosθ=ma′，代入数据解得：μ=0.5，θ=37°，故CD正确；故选BCD．

点睛：解决本题的关键通过图线理清物体在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行分析．

14 .BC

【解析】小球在下落中先做自由落体运动，再做加速度减小的加速运动，当重力等于弹力时，小球的速度达最大，故小球速度最大值与小球下落的高度无关，不论A点多高，到达C点均为速度最大值；x0保持不变；故A错误，B正确；因小球下落过程中只有重力和弹簧的弹力做功，因弹簧的形变量保持不变，故弹簧弹力做功不变，故高度越高，小球到达C点的动能越大；Ek=mgh-W弹，故图象不能过原点，故C正确，D错误；故选BC．

点睛：弹簧为高考中的重点内容，要求学生能正确分析其力的变化及做功情况，知道物体速度最大时不是在与弹簧接触处而在合力为零时．

15 .AC

【解析】加速度等于速度的变化率，则速度变化率越大则加速度越大，选项A正确；速度变化量越大，加速度不一定越大，还与时间有关，选项B错误；物体的速度变化越快，则加速度越大，选项C正确；加速度越大，速度不一定越大，例如火箭将要发射的瞬时，选项D错误；故选AC.

16 .3×103 N       5×104w

【解析】略

17 .2.28;   2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的

【解析】分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．

纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答：解：重力势能减小量等于△Ep=mgh=1×9.8×0.2325J=2.28  J．

利用匀变速直线运动的推论vB==2.12m/s，EkB=mvB2="2.26" J

由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

故答案为：2.28，2.26，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

点评：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．

重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．

18 .4

【解析】略

19 .45 m  10 m/s  25 m

【解析】由公式vt2=2gs得下落的高度 m="45" m；由平均速度公式可求前2 s的平均速度 m/s="10" m/s；由位移公式得最后一秒内（即第三秒）的位移为：

(×10×32-×10×22) m="25" m.

思路分析：根据公式分析高度，由平均公式求前2s的平均速度，由位移公式得最后一秒内（即第三秒）的位移为：

试题点评：本题考查了自由落体运动的相关公式，关键是明白自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动遵循初速度为0的匀变速直线运动的所有规律

20 .1:2:3    1:4:9

【解析】

试题分析：初速度为零的匀加速直线运动，2秒末的速度为，4秒末的速度为，6秒末的速度为，所以；初速度为零的匀加速直线运动，1秒内的位移，2秒内的位移，3秒内的位移，所以

考点：匀变速直线运动规律

点评：本题可以由初速度为零的匀加速直线运动的速度公式和位移公式可以求得。

21 .ACE

【解析】根据研究平抛运动时的操作要求，斜槽的末端保持水平，每次释放小球的位置必须相同，必须由静止释放小球，记录小球位置时，不必要等距离下降，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触，将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成光滑曲线，ACE，对，BDF错。

22 .（1）4s；

（2）5m，35m；

（3）20m，20m/s．

【解析】

试题分析：（1）自由落体运动的物体，下落时间由高度决定与其它因素无关；

（2）第一秒、最后一秒都是指一秒钟的时间，这段时间内的位移可以由位移时间公式直接求解；

（3）总时间可以通过高度求出，下落时间为总时间的一半时的位移大小和速度大小可以通过自由落体运动的基本公式求解．

解：（1）由

得物体下落到地面的时间为

（2）在第1s内的位移

最后1s内的位移等于总位移减去前3s的位移，即h第4秒=h总﹣h3=80﹣45m=35m

（3）下落时间为总时间的一半t2=2s时的位移大小h'和速度大小υ'分别为：

υ'=gt=10×2m/s=20m/s

答：（1）经过4s钟小球落到地面；（2）第1s内的位移为5m、最后1s内的位移为35m；（3）下落时间为总时间的一半时的位移大小为20m、速度大小为20m/s．

【点评】本题是自由落体规律和公式的直接运用，难度不大，属于基础题．

23 .（1）若，则环克服摩擦力做功为零。

（2）若，则环受到摩擦力的功。

（3）若，则环受到摩擦力的功

【解析】（1）若，则环与杆之间无弹力，也就无摩擦力，环始终做匀速直线运动，克服摩擦力做功为零。

（2）若，则环先在摩擦力的作用下做减速运动，当速度减小到，环受到摩擦力为零，以后环的速度不再改变，环做匀速直线运动，。

（3）若，则在摩擦力作用下做减速运动，直至环停止运动， 

24 .3 kg

【解析】对A、B整体利用牛顿第二定律得，解得

25 .（1）v=  （2）  （3）变小

【解析】

（1）对月球表面的物体：         解得：

飞船在Ⅲ轨道上有：

                解得：=

（2）飞船在轨道Ⅰ上时：              r=4R

解得：           

（3）飞船由高轨道变向了低轨道，做的是向心运动，可知其速度应该变小．

答：

（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率v=

（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．

（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度变小．