第十五屆上海市高中基礎物理知識競賽(TI杯)

1、第十五屆上海市高中基礎物理知識競賽(TI杯)考生注意：1、答卷前，考生務必先將區(qū)(縣)、學校、姓名、準考證號等填寫清楚。2、本卷滿分150分?？荚嚂r間120分鐘。3、計算題要有解題步驟，無過程只有答案不得分。24、本卷重力加速度g的大小均取10m/s。5、全部答案做在答題紙上。6、本卷允許使用TI圖形計算器。一單選題(每小題3分，共27分)1 自從采用調控房價政策以來，曾經有一段時間，全國部分城市的房價上漲出現減緩趨勢。一位同學將房價的“上漲”類比成運動中的“增速”，將房價的“下降”類比成運動中的“減速”，據此類比方法，你覺得“房價上漲出現減緩趨勢”可以類比成運動中的()(A) 速度增大，加速

2、度增大(B)速度增大，加速度減小(C)速度減小，加速度減小(D)速度減小，加速度增大2 如圖所示，在上海某中學的實驗室中有一單擺，在它的正下方放/置一個方位刻度盤。開始時，單擺沿方位刻度盤0-180泊勺方向擺動，經過7數小時后，單擺的擺動為()(A)沿0-180的刻度方向擺動(B) 沿刻度盤順時針轉過的某一刻度方向擺動(C) 沿刻度盤逆時針轉過的某一刻度方向擺動(D) 無法確定3如圖所示，靠在一起的兩條繩子串著一個發(fā)聲頻率一定的發(fā)聲器，繩的兩端分別由相向而立的兩個實驗者甲和乙拿著。實驗時，當乙將其一端的兩繩頭靠在一起，甲用兩手快速擴大其一端的兩繩頭間距時，發(fā)聲器將沿繩向乙方向快速運動。當發(fā)聲器

3、靠近乙后，甲將兩繩頭靠在一起，乙用兩手快速擴大其一端的兩繩頭間距時，發(fā)聲器將沿繩向甲方向快速運動。中甲乙兩人聽到發(fā)聲器的聲音是()(A) 當發(fā)聲器離開乙時，甲聽到發(fā)聲器音調變低(B) 當發(fā)聲器離開甲時，乙聽到發(fā)聲器音調變高(C) 當發(fā)聲器離開乙時，甲聽到發(fā)聲器音調不變(D) 當發(fā)聲器離開甲時，甲聽到發(fā)聲器音調不變4如圖所示，“神舟”飛船升空后，進入距地球近地點高度200km,遠地點高度343km的橢圓軌道上飛行。飛行數圈后變軌，在距地面343km的圓軌道上做勻速圓周運動。飛船由橢圓軌道運行變軌到圓形軌道運行后()(A)周期變長，機械能增加(B)周期變短，機械能增加(C) 周期變長，機械能減小(

4、D) 周期變短，機械能減小5.如圖所示，斜面體M放在粗糙水平面上，輕質彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在斜面上的光滑物體m相連，彈簧的軸線與斜面平行。若物體在斜面上做簡諧運動，斜面體保持靜止，則地面對斜面體M的摩擦力Ff與時間t的關系圖像應是()(A)逐漸增大(B)逐漸減小(C)保持不變(D)條件不足無法判斷BJ7. 如圖所示，在水平面上有兩物體A、B，通過一根跨過定滑輪的不可伸縮的輕繩相連，當繩被拉成與水平面的夾角分別為：和時，物體A以水平速度vi向右勻速運動，則物體B的速度V2為()BMV鬧幣開丹閤5閑Ifi'iM佛；(A) visin_"sin:(C)visin-&q

5、uot;cos:(B) vicos_"sin:(D)vicos-"cos:6如圖所示，一根遵從胡克定律的彈性繩，一端固定在天花板上的O點，另一端與靜止在水平地面上的滑塊M相連接。水平地面的動摩擦因數恒定。B為緊挨繩的一光滑小釘。0B等于彈性繩的自然長度。當繩處于豎直位置時，滑塊M對地面有壓力作用?，F在水平力F作用于物塊M，使之向右做直線運動，在運動過程中，作用于物塊M的摩擦力()8如圖(a)所示，下端固定的一根輕彈簧豎直立在水平地面上，彈簧正上方有一物塊，從高處自由下落到彈上端的O點，開始將彈簧壓縮。彈簧被壓縮了xo時，物塊的速度變?yōu)榱?。從O點開始接觸，物塊的加速度數值隨彈

6、簧O點下降位移x的變化圖像是圖(b)中的()9.汽車在平直公路上以速度vo勻速行駛，發(fā)動機功率為P?？爝M入鬧市區(qū)時司機減小油門，使汽車功率立即減為原來的一半，并保持該功率繼續(xù)行駛。設行駛途中阻力不變。若從減小油門開始計時，能正確表達汽車v-t圖的是()多選題(每小題5分，共25分。選對部分答案得2分，有錯不得分)10. 如圖所示，一個上表面水平的劈形物體M放在固定的光滑斜面上，在M的水平面有一光滑小球m。對劈形物體從靜止釋放開始觀察，則相對地面，小球在碰到斜面前可能的運動軌跡是()(A)沿斜面向下的直線(B)拋物線(C) 豎直向下的直線(D)無規(guī)則的曲線11. 如圖(a)所示，0為水平直線MN

7、上的一點，質量為m的質點在0點的左方時受到水平恒力Fi作用，運動到0點的右方時，同時還受到水平恒力F2的作用，設質點由圖示位置靜止開始運動，其v-tm0M(a)圖像如圖(b)所示，由圖可知()(A)質點在0點的左方加速度大小為vt4t3(B)F2的大小為2mvit311(C)質點在0點右方運動的時間為t3t1(D)質點在t=0到t=t4這段時間內的最大位移為Vlt22，且質點最終能回到開始出發(fā)的點12. 某同學能查閱到的物理數據有：地球質量M、地球半徑R、月球半徑r、月球質量m、地球表面重力加速度g、月球表面重力加速度g'月球繞地球轉動的線速度V、周期T以及光速c。該同學又知道，196

8、9年人類首次用激光器向月球表面發(fā)射激光光束，并經過時間t后接收到了經月球表面反射回來的激光光束。該同學要計算地球表面與月球表面之間的距離s,則下列方法中正確的是()(A)按光的傳播規(guī)律s=ct/2(B) 按圓周運動線速度、周期關系(C) 按重力作為圓周運動的向心力2二(s+R+r)v=T計算2vmg=ms+R+r計算(D)按重力作為圓周運動的向心力及線速度、周期關系mg(s+R+r)計13. 如圖所示，甲圖為一列簡諧橫波在時的波形圖，圖中質點Q運動到負向最大位移處，質點P剛好經過平衡位置。乙圖為質點P從t=開始的振動圖像。下列判斷中正確的是（(A)(B)(C)(D)波沿x軸正方向傳播，波速為2

9、0m/st=0.1s時，質點Q的加速度值大于質點t=0.1s內，質點P沿x軸正方向移動了t=0.25s時，質點Q沿y軸正方向運動P的加速度值3mF的作用下,為Va和vb。14. 如圖所示，質量為m的物塊，在與水平方向成：角的恒力A點和B點的速度分別）(A)沿光滑水平面運動。物塊通過物塊由A運動到B的過程中（11合外力對物塊做功W=2mvB2mvA2A_Jl'.rii'L*iA'l'l(B)外力F對物塊做功Wf>2mvB21mvA2合外力對物塊沖量大小外力F對物塊沖量大小（D）三.填空題（16分）I=mvBmvAIF>mvBmvA15.（6分）如圖所示

10、，一小球被限制在x=0與x=x1之間運動，設開始時小球從x=0處vrA>n5to15tot以速度V0向右運動，假定小球在區(qū)間內運動時能保持恒定速率，且每次在x=0或x=x1處碰撞返回后，其速率減為原來速率的一半。試依據題意畫出小球自運動開始后至第二次回到x=0處的x-t與v-t圖。16.（6分）圖為某運動員做蹦床運動時，利用傳感器測得蹦床彈力隨時間的變化圖。假設運動員僅在豎直方向上運動，依據圖像給出的物理信息,可以求得：（1）穩(wěn)定后的繃床運動周期;（2）運動員質量m=（3）運動員離開蹦床上升的最大高度H=運動員的最大加速度a=17.（4分）某同學為了研究斜拋運動的規(guī)律，利用如圖所示裝置，

11、在保持發(fā)射點和發(fā)射方向不變的條件下，以不同大小的速度發(fā)射小球，并設法測量小球最高點L|IIIIJJJ111Illi.5t。10t0_一15t（/t2500vVoF/N6.78.79.5實驗拋射速度水平距離豎直距離序號(m/s)X(m)Y(m)1104.903.302127.104.7031612.408.3042222.7115.8052530.6420.4162838.3628.5873250.2033.445000到拋出點的水平距離X和豎直距離Y。實驗時空氣阻力可忽略，實驗所得數據如下表所示。雖然實驗允許有誤差，但其中實驗序號為的水平距離X的測量值和實驗序號為的豎直距離Y的測量值誤差特別大

12、，均應從數據表中剔除。四.實驗題（共10分）18.（6分）伽利略利用理想實驗的思想與方法，構建了如圖（a）所示的理想斜面實驗，并以此推論出“維持物體運動不需要力”。現有如圖（b）所示的實驗裝置,它主要由小車、斜面經及若干塊粗糙程度不同的水平長直平面構成。實驗時，小車可以從斜面平衡地滑行到水平長直平面。為能利用如圖（b）所示的實驗裝置與器材,完成能體現“伽利略理想斜面實驗思想與方法”的實驗推論，（1）請指出，實驗時必須控制的實驗條件.的實驗條件象特征。推論：。19.（4分）兩個中學生利用假期分別在北大和南大的物理實驗室，利用數字化實驗系統(tǒng)探;實驗過程應依次改變（2）請概述，實驗現象具有的主要現（

13、3）請表述，由實驗現象可以得出的實驗究了“單擺周期T與擺長L關系”的規(guī)律，他們通過校園網交換了實驗數據，并由計算機繪制了T2-L圖像，如圖（a）所示，從中可以判斷，北大的實驗結果對應圖線是（填“A”或“B”）。此外，繪制的兩地單擺振動圖像，如圖（則單擺的擺長Lb=m。四計算題（共72分）20.（12分）如圖所示，薄壁圓筒半徑為OL/m(a)(b)b）所示，若已知單擺的擺長La=1m,上的兩個端點（圖中00'為圓筒軸線）。圓筒以速度若某時刻子彈沿圖示平面正好水平射入a點，（1）求子彈射入a點時速度的大??；（2）若圓筒勻速下落的同時繞度條件。00勻速轉動，求圓筒轉動的角速R,a、b是圓筒某

14、直徑v豎直勻速下落。且恰能經b點穿出。bv¥21. （16分）如圖所示，用AB、BC兩根細繩把質量為m=1kg的小球懸掛于車內，當小車以速度v=2.5m/s向右水平勻速直線運動時，AB繩與豎直方向的夾角為：=37,BC繩與豎直方向的夾角為:=45，求：（1）兩細繩的張力大?。籆AKAi廠/<1rBZ1t（2）當小車以a=8m/s2的加速度向右水平行駛時，兩繩的張力。22.(16分)如圖所示，光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P,右端N處與水平傳送帶理想連接。傳送帶水平部分長L=8m,AB并以恒定速度v=3m/s沿圖中箭頭所示方向移動。質量均為m=1kg、靜止于MN上的物塊A、

15、B(視為質點)之間壓縮一輕彈簧，貯有彈性勢能Ep=16J。若A、B與傳送帶間的動摩擦因數一0.2,則解除彈簧壓縮，彈開物塊A、B后，求:(1)物塊B沿傳送帶向右滑行的最遠距離;(2)物塊B返回到水平面MN時的速度Vb；(3)若物塊B返回水平面MN后，與被彈射裝置P彈回的物塊A在水平面MN上彈性碰撞，使物塊B從Q端滑出。則彈射裝置P必須給物塊A至少做多少功?23.(16分)如圖所示，質量均勻無彈性的一條柔軟繩索，自h高度靜止釋放，豎直地下墜至地板上。設繩索長度為L,單位長度的質量為。當繩索在空中的長度為x(XVL)時，求：(1) 空中繩索的速度；(2) 繩索對地板的壓力。繩索L24.(12分)如

16、圖所示，將中央有一小孔的小物體C穿在豎直直桿上，使物體C只能沿桿上下運動，物體A與物體B分別用足夠長的細線通過兩個大小不計、處于相同高度的輕質滑輪P、Q與物體C相連，已知物體A與物體B的質量均為M=10kg，物體C的質量為m=8kg。將小物體C抬至滑輪所處的高度時，測得物體C與滑輪P、Q的水平距離分別為l1=20cm和l2=10cm,不計一切阻力，無初速釋放物體C,求物體C(1) 下落的最大距離。(2) 下落過程中所能達到的最大速度。一.1、B,2、B,3、B,7、D,8、D,9、Co二.10、B、C,11、A、C、D,14、A、C、D,三.15、圖略，16、(1)2.8s,(2)參考答案:4

17、、A,5、C,6、C,12、A、B,13、A、B、D,50kg,(3)5.0m,(4)40m/s2,17、四實驗題18、小車的垂直高度，水平面的粗糙程度，水平面越光滑滑行距離越長，當水平面很光滑時，小車將滑向無窮遠，19、B,9/4,五.計算題20、(1)子彈做平拋運動2R=vot,vt=2gtmAVA2=2mBVB21mAVA2>8Jo23、(1)此時繩下落距離：H=h+Ix,由機械能守恒得1mv2=mgH,v=2g(h+Ix),(2)由動量定理：t時刻繩長為x,速度為v,t+匚t時刻繩長為xlx,速度為v+匚v,Ft=(xx)(v+：v)xv，:t0,：x/；：tv,:v/：g,所以

18、F=(xgv),F=mgNoN=g2h+3(Ix)24、(1)設C下落的最大距離為H,上升的最大距離為hB=(y122+屮|2),(2)設C下落d時速度達到最大值上升的距離為hB=(/|22+/12),dvc/I12+d2,，得v°=R；(2)2二n=t=晉,得-.=專,n=1,2.。yv21、(1)由力平衡得：T2Sinl：,=sin.寫,T2COS：+cos:=mg,得T1=7.14N,T2=6.06N。(2)當小車加速時有可能小球飄起，臨界加速度為現a>a。,故小球飄起，BC不受力，Fsin'=ma,a0,mgtan:=ma0,Fcos:'=mg,tan:'=0.8,a0=7.5m/s2,F=12.8N。22、(1)解除鎖定后機械能守恒、動量守恒1212|-彳門/曰mBVB=mAVA,2mBVB+2mAVA=E=16;得:1Va=Vb=4m/s,mgL=2mvB,L=4m,(2)物塊返回時先加速再隨傳送帶一起運動,1v'=3m/s(因為JmgL=-2mv,v=4m/s>3m/s),(3)1B能從Q端滑出一定