山东省青岛市西海岸新区学年高一物理冬学学科竞赛测试试题.docx
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山东省青岛市西海岸新区学年高一物理冬学学科竞赛测试试题
山东省青岛市西海岸新区2017-2018学年高一物理12月“冬学”学科竞赛测试试题
1.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点,已知AB=6m,BC=10m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是( )
A.2m/s,3m/s,4m/sB.2m/s,4m/s,6m/s
C.3m/s,4m/s,5m/sD.3m/s,5m/s,7m/s
2.汽车由静止开始从A点沿直线ABC做直线运动,第4s末通过B点时关闭发动机,再经6s到达C点时停止。
已知AC的长度为30m,则下列说法正确的是( )
A.通过B点时速度是3m/s
B.通过B点时速度是6m/s
C.AB的长度为12m
D.汽车在AB段和BC段的平均速度相同
3.如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有( )
A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
B.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持力、下滑力
4.小球做自由落体运动,与地面发生碰撞,反弹后速度大小与落地速度大小相等。
若从释放小球时开始计时,且不计小球与地面发生碰撞的时间,则小球运动的速度图线可能是图中的( )
5.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为( )
A.均竖直向上
B.均指向球心O
C.A点处指向球心O,B点处竖直向上
D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上
6.如图所示,质量m=10kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用,则物体产生的加速度是(g取10m/s2)( )
A.0 B.4m/s2,水平向右
C.2m/s2,水平向左D.2m/s2,水平向右
7.一步行者以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距汽车25m处时,绿灯亮了,汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,则( )
A.人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36m
B.人不能追上公共汽车,人、车最近距离为7m
C.人能追上公共汽车,追上车前人共跑了43m
D.人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离越来越远
8.如图所示,重力为G的小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻绳保持偏离竖直方向60°角且不变,当F与竖直方向的夹角为θ时F最小,则θ、F的值分别为( )
A.0°,G B.30°,
G
C.60°,GD.90°,
G
9.如图所示,物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上,关于A受力的个数,下列说法中正确的是( )
A.A一定受两个力作用B.A一定受四个力作用
C.A可能受三个力作用D.A受两个力或者四个力作用
10.如图所示,小木块与小球通过轻杆连接,在小木块匀速滑上斜面和匀速滑下斜面过程中,杆对小球作用力( )
A.上滑时大 B.下滑时大
C.一样大D.无法判断
11.如图的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。
现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是( )
A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
12.如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为( )
A.
B.
C.
D.
13.如图,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时,B受力的示意图为( )
14.如图1所示,物体m与斜面体M一起静止在水平面上。
若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,则( )
A.斜面体对物体的支持力变小B.斜面体对物体的摩擦力变大
C.水平面与斜面体间的摩擦力变大D.水平面与斜面体间的摩擦力变小
15.如图所示,建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力是( )
A.(F-mg)cosθB.(F-mg)sinθ
C.μ(F-mg)cosθD.μ(F-mg)
16.如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将( )
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先增大后减小D.先减小后增大
17.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小
18.如图所示,木板与水平地面间的夹角θ=30°,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。
若让该小木块从木板的底端以初速度为v0=10m/s沿木板向上运动,取g=10m/s2。
则以下结论正确的是( )
A.小木块与木板间的动摩擦因数为
B.小木块经t=2s沿木板滑到最高点
C.小木块在t=2s时速度大小为10m/s,方向沿木板向下
D.小木块滑到最高点后将静止不动
19.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后( )
A.木块立即做减速运动
B.木块在一段时间内速度仍可增大
C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大
D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为零
20.如图3所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。
在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2)。
下列说法中正确的是( )
A.小球受力个数不变
B.小球立即向左运动,且a=8m/s2
C.小球立即向左运动,且a=10m/s2
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球加速度的大小a=10
m/s2
21.A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,其速度vB=30m/s,因大雾能见度低,B车在距A车x0=85m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停止,问:
B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?
若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?
若不会相撞,则两车最近距离是多少?
22.如图,用与水平面夹37度角斜向上大小为100N的力拉原本静止在水平地面上的木块,木块质量为m=10kg。
若木块从静止出发前进3m的距离后速度大小为3m/s.求木块与地面之间的滑动摩擦系数是多大?
取g=10m/s2。
23.如图所示,有一水平放置的足够长的皮带输送机以v=5m/s的速率沿顺时针方向运行。
有一物块以v0=10m/s的初速度从皮带输送机的右端沿皮带水平向左滑动。
若物块与皮带间的动摩擦因数μ=0.5,并取g=10m/s2,求物块从滑上皮带到离开皮带所用的时间。
24.如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图.一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下,从A点静止出发沿直杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ=
.试求:
(1)小球运动的加速度a1的大小;
(2)若F风力作用1.2s后撤去,求小球上滑过程中距A点的最大距离xm;
(3)若从撤去风力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点.
1.解析:
选B 根据物体做匀加速直线运动的特点,两点之间的平均速度等于时间中点的瞬时速度,故B点的速度就是全程的平均速度,vB=
=4m/s,又因为连续相等时间内的位移之差等于恒量,即Δx=at2,则由Δx=BC-AB=at2解得a=1m/s2,再由速度公式v=v0+at,解得vA=2m/s,vC=6m/s,故选项B正确。
2.解析:
选BCD 汽车由静止开始从A点沿直线ABC运动,画出vt图像,由图可得xAC=
vBt,解得vB=6m/s,所以选项A错误,选项B正确;0~4s内,xAB=
vBt1=12m,所以选项C正确;由
=
,知汽车在AB段和BC段的平均速度相同,D选项正确。
3.解析:
选B 地球表面的一切物体均受重力,故物体必受重力;物体与斜面相互挤压,故斜面对物体一定有支持力,方向垂直于斜面向上;物体相对于粗糙斜面向上滑动,一定与斜面体有摩擦力,摩擦力阻碍物体间的相对滑动,物体相对于斜面向上滑动,故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力;物体依靠惯性运动,没有向上的冲力,也找不到施力物体,重力有使物体下滑的趋势,无下滑力,同样也找不到施力物体;故选B。
4.解析:
选D 小球与地面碰撞时,速度大小不变,但方向发生突变,选项A、B图中速度方向没有突变,故A、B错误;由C图像可以看出,速度先减小到零,再反向增加到原来的值是上抛运动,故C错误;只有D图像符合题目要求,故D正确。
5.解析:
选D A点处弹力的方向沿半径指向球心O,B点处弹力的方向垂直于筷子斜向上,故D正确。
6.解析:
选B 物体水平向左运动,所受滑动摩擦力水平向右,Ff=μmg=20N,故物体所受合外力F合=Ff+F=40N,由牛顿第二定律可得:
a=
=4m/s2。
方向水平向右,B正确。
7.解析:
选B 在跑到距汽车25m处时,绿灯亮了,汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,当汽车加速到6.0m/s时二者相距最近。
汽车加速到6.0m/s所用时间t=6s,人运动距离为6×6m=36m,汽车运动距离为18m,二者最近距离为18m+25m-36m=7m,选项A、C错误,B正确。
人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离先减小后增大,选项D错误。
8.解析:
选B 小球重力不变,位置不变,则绳OA拉力的方向不变,故当拉力F与绳OA垂直时,力F最小,故θ=30°,F=Gcosθ=
G,B正确。
9.解析:
选D 若拉力F大小等于物体的重力,则物体与斜面没有相互作用力,所以物体就只受到两个力作用;若拉力F小于物体的重力时,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,故物体应受到四个力作用;故选D。
10.解析:
选C 上下滑动都是匀速运动,小球受到的合力为零,轻杆对小球的作用力都是竖直向上的,大小与小球的重力大小相等,C对。
11解析:
选B 如果杆受拉力作用,可以用与之等长的轻绳代替,如果杆受压力作用,则不可用等长的轻绳代替,题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,B正确。
12.解析:
选C 在此过程中,压在下面弹簧上的压力由(m1+m2)g减小到m2g,即减少了m1g,根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了Δl=
,即下面木块移动的距离为
。
13.解析:
选A 滑块A、B一起冲上光滑斜面,以A、B为整体研究,加速度沿斜面向下a=gsinθ,整体向上做匀减速直线运动,加速度方向沿斜面向下,由于B的加速度方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律知,B受的合力沿斜面向下,则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力,故A正确,B、C、D错误。
14.解析:
选AB 取m为研究对象进行受力分析知,其受到三个力作用:
竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,正交分解列平衡方程可知,A、B选项正确;取整体为研究对象受力分析可知,水平面与斜面体之间没有摩擦力,故C、D选项错误。
15.解析:
选A 分析磨石的受力,有重力mg、弹力FN(垂直于斜壁向下)、摩擦力Ff(沿斜壁向下)、外力F四个力。
把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解,由于磨石处于平衡态,在沿斜壁方向有mgcosθ+Ff=Fcosθ,垂直于斜壁方向有FN+mgsinθ=Fsinθ,又根据Ff=μFN,可得选项A正确。
16. [答案] D因为G、FN、FT三力共点平衡,故三个力可以构成一个矢量三角形,如图所示,G的大小和方向始终不变,FN的方向不变,大小可变,FT的大小、方向都在变,在绳向上偏移的过程中,可以作出一系列矢量三角形,显而易见在FT变化到与FN垂直前,FT是逐渐变小的,然后FT又逐渐变大。
故正确答案为D。
17.解析:
选A A、B两物块一起向右做匀减速直线运动时,加速度方向水平向左,大小恒定,由牛顿第二定律可得:
FfB=mBa,故B所受的摩擦力方向水平向左,大小为mBa,恒定不变,A正确。
18.解析:
选AD 小木块恰好匀速下滑时,mgsin30°=μmgcos30°,可得μ=
,A正确;小木块沿木板上滑过程中,由牛顿第二定律可得:
mgsin30°+μmgcos30°=ma,可得小木块上滑过程中匀减速的加速度a=10m/s2,故小木块上滑的时间t上=
=1s,此时因有:
mgsin30°=μmgcos30°,故小木块将静止在最高点,D正确,B、C错误。
19.解析:
选BC 木块接触弹簧后向右运动,弹力逐渐增大,开始时恒力F大于弹簧弹力,合外力方向水平向右,与木块速度方向相同,木块速度不断增大,A项错,B项正确;当弹力增大到与恒力F相等时,合力为零,速度增大到最大值,C项正确;之后木块由于惯性继续向右运动,但合力方向与速度方向相反,木块速度逐渐减小到零,此时,弹力大于恒力F,加速度大于零,D项错。
20.解析:
选B 在剪断轻绳前,小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力:
F=mgtan45°=10×1N=10N,剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力仍然为10N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用。
小球的受力个数发生改变,故A错误;小球所受的最大静摩擦力为:
Ff=μmg=0.2×10N=2N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为:
a=
=
m/s2=8m/s2,合力方向向左,所以向左运动,故B正确,C错误;剪断弹簧的瞬间,轻绳对小球的拉力瞬间为零,此时小球所受的合力为零,则小球的加速度为零,故D错误。
21.解析:
设B车刹车过程的加速度大小为aB,
由v2-v02=2ax
可得:
02-302=2(-aB)180
解得:
aB=2.5m/s2
设经过时间t两车相撞,则有:
vBt-
aBt2=x0+vAt,
即30t-
×2.5t2=85+10t
整理得t2-16t+68=0
由Δ=162-4×68<0可知t无实数解,即两车不会相撞,速度相等时两车相距最近,此时
vA=vB-aBt1,t1=8s
此过程中xB=vBt1-
aBt12=160m
xA=vAt1=80m,
两车的最近距离Δx=x0+xA-xB=5m。
答案:
不会相撞 5m
22.【答案】1.625
【解析】设物体的加速度为a,根据题意有:
,则
对木块进行受力分析如图所示:
竖直方向:
水平方向根据牛顿第二定律:
根据滑动摩擦力公式:
联立以上三个方程式可以得到:
。
23.解析:
物块滑上传送带时,受到向右的滑动摩擦力,向左做匀减速运动,由牛顿第二定律得:
μmg=ma,
加速度:
a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2,
由匀变速运动的速度位移公式可得,物块速度变为零时的位移:
x=
=
m=10m,
物体向左运动的时间
t左=
s=2s;
物块速度变为零后,反向向右做初速度为零的匀加速运动,
加速度a=5m/s2,物块速度等于传送带速度v=5m/s时,
物块的位移x1=
=
m=2.5m 运动时间t1= s=1s, 然后物块与传送带一起向右做匀速直线运动, 物块做匀速直线运动的时间: t2= s=1.5s, 物块从滑上传送带到滑下传送带所用的时间: t=t左+t1+t2=4.5s。 答案: 4.5s 24.【解析】 (1)在力F作用时有: (F-mg)sin30°-μ(F-mg)cos30°=ma1 a1=2.5m/s2. (2)刚撤去F时,小球的速度v1=a1t1=3m/s 小球的位移x1= t1=1.8m. 撤去力F后,小球上滑时有: mgsin30°+μmgcos30°=ma2,a2=7.5m/s2 因此小球上滑时间t2= =0.4s 上滑位移x2= t2=0.6m 则小球上滑的最大距离为xm=x1+x2=2.4m. (3)在上滑阶段通过B点: xAB-x1=v1t3- a2t . 通过B点时间t3=0.2s,另t3=0.6s(舍去) 小球返回时有: mgsin30°-μmgcos30°=ma3,a3=2.5m/s2 因此小球由顶端返回B点时有: xm-xAB= a3t ,t4= 通过B点时间t2+t4= s≈0.75s(没有化到小数也正确). 【答案】 (1)2.5m/s2 (2)2.4m (3)0.2s和0.75s
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