精選第十七屆TI杯上海市高一基礎物理競賽試題(含解析)

精選第十七屆TI杯上海市高一根底物理競賽試題(含解析)第6頁共6頁第十七屆TI杯上海市高一物理根底競賽試題〔含解析〕一．單項選擇題〔每題4分，共36分〕1．某物體做直線運動，遵循的運動方程為x＝6t－t2〔其中，x單位為m，t單位為s〕。那么該物體在0-4s時間內(nèi)經(jīng)過的路程為〔 〕〔A〕8m 〔B〕9m 〔C〕10m 〔D〕11m2．假設航天飛機在太空繞地球做勻速圓周運動。一宇航員利用機械手將衛(wèi)星舉到機艙外，并相對航天飛機靜止釋放該衛(wèi)星，那么被釋放的衛(wèi)星將〔 〕〔A〕向著地球做自由落體 〔B〕沿圓周軌道切線方向做直線運動 〔C〕停留在軌道被釋放處 〔D〕隨航天飛機同時繞地球做勻速圓周運動3．如下列圖，一彈簧秤固定于O點，滑輪質(zhì)量不計，被懸掛的砝碼質(zhì)量分別為m1、m2和m3，且m1＝m2＋m3，這時彈簧秤示數(shù)為T。假設把m2從右邊移掛到左邊的m1上，那么彈簧秤示數(shù)將〔 〕〔A〕增大 〔B〕減小 〔C〕不變 〔D〕無法判斷4．單手拋接4個小球是一項雜技節(jié)目。假設表演過程中演員手中始終只有一個小球，且在拋出手中小球的同時即刻接到另一個下落的小球，另外，每次拋接球點的離地高度與拋接球的力度相同。每隔0.4s從演員手中拋出一球，那么相對拋球點，被拋出的小球能到達的最大高度為 〔 〕〔A〕0.4m 〔B〕0.8m 〔C〕1.8m 〔D〕3.2m5．如下列圖的各圖分別為做平拋運動物體的重力瞬時功率P-t和P-h圖以及重力勢能EP-t圖、動能Ek-h圖，其中t為時間，h為下落高度。以水平地面為零勢能面，那么以下列圖中錯誤的圖像〔 〕6．如下列圖為一種“滾輪——平盤無級變速器〞示意圖。變速器由固定于主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成。由于摩擦的作用，平盤轉(zhuǎn)動時，滾輪會跟隨平盤做無滑動的轉(zhuǎn)動。圖中x為滾輪與主動軸軸線間的距離。那么主動軸轉(zhuǎn)速n1、從動軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及x之間的關(guān)系是〔 〕〔A〕n2＝n1x/r 〔B〕n2＝n1r/x〔C〕n2＝n1x2/r2 〔D〕n2＝n1EQ\R(EQ\F(x,r))7．籮筐內(nèi)盛有多只西瓜，放在傾角為的斜面上。給籮筐一個沿斜面向下的初速度v0，使籮筐與西瓜一起沿斜面滑行〔在滑行過程中西瓜在筐內(nèi)的相對位置保持不變〕，滑行一段距離后停下。設籮筐與斜面間的動摩擦因數(shù)為，那么在滑行途中，筐內(nèi)質(zhì)量為m的某個西瓜〔未與籮筐接觸〕受到周圍西瓜的作用力大小為〔 〕〔A〕 mgcos＋mgsin 〔B〕mgcos－mgsin〔C〕mgEQ\R(1＋2)cos 〔D〕mgEQ\R(1－2)cos8．如下列圖，有一半徑為R，質(zhì)量為M的均勻?qū)嶓w大球，沿其水平直徑方向鉆出一條半徑為r的光滑圓柱形通道AB〔r?R〕。假設將質(zhì)量為m〔m?M〕、半徑為r’〔r’略小于r〕的小球，在通道AB的x處相對實體大球靜止釋放，不計其它外界因素的影響，該小球在通道AB內(nèi)〔 〕〔A〕做勻加速運動 〔B〕做勻速運動 〔C〕做往復運動 〔D〕停留在釋放處9．如下列圖，半徑為R的圓弧軌道ABC通過支架固定于豎直平面內(nèi)，直徑AC處于水平方向，弧AD的圓心角＝/4，質(zhì)量為m的物塊自A處開始靜止起下滑。物塊滑至D處時已克服摩擦力做功W。設物塊與軌道之間的動摩擦因數(shù)。那么物塊在D處受到的滑動摩擦力的大小為〔 〕〔A〕EQ\B(EQ\F(4＋EQ\R(2),2)mg－EQ\F(2W,R)) 〔B〕EQ\B(EQ\R(2)mg－EQ\F(2W,R)) 〔C〕EQ\B(EQ\F(3EQ\R(2),2)mg－EQ\F(2W,R)) 〔D〕EQ\B(EQ\F(3EQ\R(2),2)mg－EQ\F(2W,R))二．多項選擇題〔每題5分，共20分。選對局部答案得2分，有錯不得分〕10．圖為某運發(fā)動做蹦床運動的v-t圖像。由圖可知( )〔A〕運發(fā)動與蹦床接觸的時間為t4－t2 〔B〕在t1或t4時刻，運發(fā)動受到蹦床的彈力最大〔C〕在t2或t4時刻，運發(fā)動的加速度為零〔D〕在t3時刻，運發(fā)動受到蹦床的彈力最大11．做簡諧運動的質(zhì)點位移隨時間變化規(guī)律為x＝Asint，那么質(zhì)點在EQ\F(1,4)周期內(nèi)通過的路程可能是〔〕〔A〕小于A 〔B〕等于A 〔C〕等于EQ\R(2)A 〔D〕等于1.5A12．如下列圖，長板A靜止在光滑水平面上，左端連接一輕彈簧。物塊B從A上外表右端以初速度v0進入，向左運動，后經(jīng)彈簧又被反彈，并恰好停留在A的最右端。假設以A與B為系統(tǒng)，以下說法中正確的選項是〔 〕〔A〕運動過程中系統(tǒng)機械能守恒〔B〕運動過程中系統(tǒng)機械能不守恒〔C〕在B壓縮彈簧運動過程中系統(tǒng)動量守恒〔D〕彈簧壓縮量最大時B的速度與B的最終速度相同13．處于水平面上的a、b兩個物體分別受到水平方向的恒定推力F1和F2作用后開始運動，在撤去推力后，物體最終停下來。圖為a、b兩物體的v-t圖。其中，a物體的圖線為OAB，b物體的圖線為OCD。圖中AB//CD且OAB的面積大于OCD的面積，a、b設兩物體質(zhì)量相同，那么在此過程中〔 〕〔A〕F1的沖量小于F2的沖量〔B〕F1的沖量大于F2的沖量〔C〕F1做的功小于F2做的功〔D〕F1做的功大于F2做的功三．填空題〔14分〕14．〔2分〕位于豎直升降電梯中的物體，在電梯突然啟動或停止時會出現(xiàn)__________的物理現(xiàn)象，出現(xiàn)該現(xiàn)象的內(nèi)在原因是__________。15．〔2分〕如下列圖，一列簡諧波沿x軸正方向傳播，波速v＝15m/s，A質(zhì)點坐標xA＝1.5m。假設以圖示波形圖為計時起點，那么A質(zhì)點第一次經(jīng)過平衡位置的時間為__________s。16．〔3分〕野兔擅長打洞，假設野兔打洞時受的阻力f與洞的深度L成正比，即f＝kL〔k為定值〕，那么野兔從洞深d1打到洞深d2時，需要克服阻力做的功為＿＿＿＿＿。17．〔4分〕一數(shù)碼相機能每秒拍攝10幀照片?，F(xiàn)用該數(shù)碼相機拍攝小球的平拋運動。小球在距地面0.9m高度水平拋出，那么：〔1〕能拍攝到小球影像的照片最多可以有＿＿＿＿幀?！?〕右圖是將所拍攝到的連續(xù)三張做平拋運動的小球照片移入至同一方格紙的圖像，由圖可以計算出小球做平拋運動的初速度大小為＿＿＿＿m/s。18．〔5分〕圖示的實驗裝置為“落靶射擊〞實驗儀，它主要由發(fā)射器、紅外瞄準儀以及磁控靶等組成。其中，發(fā)射器的發(fā)射速度、發(fā)射仰角均可以調(diào)節(jié)，發(fā)射器軸線與紅外瞄準儀軸線重合，且當子彈飛出發(fā)射器的出口端時，磁控靶即開始自由下落?！?〕假設要實現(xiàn)由發(fā)射器射出的子彈〔在某一速度范圍內(nèi)〕都能擊中靶心，那么發(fā)射器應___________?！蔡顚懸韵逻x項前的字母〕〔A〕瞄準靶心 〔B〕瞄準靶心的上方〔C〕瞄準靶心的下方 〔D〕瞄準點取決于子彈的速度〔2〕當發(fā)射器的仰角＝30，發(fā)射器的出口與磁控靶自由下落線的水平距離為x＝4.0m。假設要求磁控靶在下落至0.2m-0.8m的范圍內(nèi)都能被子彈擊中靶心。那么子彈的發(fā)射速度應滿足的條件是___________m/s。四．實驗題〔共14分〕19．〔9分〕圖為利用DIS實驗系統(tǒng)進行“研究變速直線運動的位移與速度〞實驗時所獲得的實驗信息。〔1〕請依據(jù)圖中顯示的實驗信息，并根據(jù)表一給出的A至E的選項，分別指出圖中劃分出的5個區(qū)域各自的實驗功能：I區(qū)_______，II區(qū)_______，III區(qū)_______，IV區(qū)_______，V區(qū)_______。〔填寫選項前的字母〕選項A．操控實驗數(shù)據(jù)的采集B．記錄所采集的實驗數(shù)據(jù)C．選擇實驗數(shù)據(jù)的處理方式D．顯示與處理實驗數(shù)據(jù)的圖像E．提取實驗圖像的數(shù)據(jù)〔2〕用數(shù)學表達式表示II區(qū)中實驗數(shù)據(jù)的關(guān)系____________?！?〕指出通過提取實驗圖像的數(shù)據(jù)來分析某一時刻的瞬時速度應注意的事項________________________________________________。20．〔5分〕圖示的實驗裝置可以用來實現(xiàn)使雞蛋從空中下落而不被摔壞。該裝置為一個內(nèi)外表粗糙均勻、且口徑可調(diào)節(jié)的圓柱筒，當用它來包裹雞蛋，就可以實現(xiàn)使雞蛋從高處下落而不被摔壞。設圓柱筒在下落過程中始終保持豎直狀態(tài)，且著地時不會彈起。假設在雞蛋直接自由下落的條件下，測得雞蛋落地后不被摔壞的離地最大高度為0.1m，那么：〔1〕設雞蛋在圓柱筒內(nèi)受到的滑動摩擦力為f，雞蛋底端與圓柱筒底端的距離為L。試寫出利用該實驗裝置能使雞蛋下落而不被摔壞的最大高度H的數(shù)學表達式＿＿＿＿＿＿＿＿?！?〕實驗時，假設測得雞蛋在圓柱筒內(nèi)受到的滑動摩擦力為雞蛋所受重力的10倍。那么，要使圓柱筒從其底端離地高4.0m處釋放，應至少使雞蛋的底端與圓柱筒的底端保持＿＿＿＿距離，才能保證雞蛋不被摔壞。駕駛員反響時間路面動摩擦因數(shù)0.35-0.65之間干瀝青與混凝土路面0.70-0.75干碎石路面0.60-0.70濕瀝青與混凝土路面0.32-0.40五．計算題〔共64分〕21．〔15分〕為了平安，公路上行駛的汽車應保持必要的距離。公安部規(guī)定：高速公路上汽車的最高時速為120km/h，行駛平安距離為200m。下表為關(guān)于車輛行駛一些數(shù)據(jù)資料?！?〕為推證最高時速為120km/h時，汽車行駛的平安距離200m的規(guī)定的合理性，試問應該選用表中哪些數(shù)據(jù)，為什么？〔2〕推證最高時速為120km/h時，汽車行駛的平安距離200m的規(guī)定的合理性。22．〔15分〕質(zhì)量為m＝103kg的賽車由靜止開始沿傾角＝37的專用長斜坡向上運動。賽車運動的v-t圖像如下列圖，其中0-5s的v-t圖像為直線，5-20s的v-t圖像最后局部為平行于t軸的直線。賽車運動受到的阻力折合為路面彈力的0.25倍，在第5s末賽車的發(fā)動機到達額定輸出功率，并且以后繼續(xù)保持額定輸出功率工作。求：賽車在0-20s內(nèi)的位移。23．〔16分〕如下列圖，水平放置的圓錐體軸截面頂角為2，均勻彈性繩圈原長為l，質(zhì)量為m，勁度系數(shù)為k〔繩圈伸長x時，繩中張力為kx〕。將繩圈從圓錐體的正上方套放到圓錐體上，并用手扶著繩圈保持水平圓環(huán)狀，沿錐面向下推動，放手時，繩圈恰好處于力平衡狀態(tài)A，此時繩圈伸長至L長度。假設隨后給繩圈一個沿錐面的極小擾動，繩圈會沿錐面向上稍作移動。設繩圈與圓錐面間的靜摩擦因數(shù)為〔靜摩擦因數(shù)為＝fmax/N，其中fmax為最大靜摩擦力，N為正壓力〕。求：〔1〕靜摩擦因數(shù)的表達式；〔2〕繩圈處于力平衡狀態(tài)A時繩圈受到的摩擦力。〔注：要求答案中所涉及的物理量要與題中所對應的物理量的符號相一致〕24．〔18分〕如下列圖，滑塊可以在水平放置的光滑固定長導軌上自由滑動，小球通過一不可伸縮的輕繩與滑塊上的懸點O相連。滑塊和小球的質(zhì)量分別為m和2m，輕繩長為l，開始時，小球與滑塊靜止，且處于圖示位置，輕繩呈水平拉直狀態(tài)。〔1〕將小球由靜止釋放，假設小球到達最低點時滑塊剛好被一外表涂有強黏性物質(zhì)的固定擋板極快地粘住。求：〔1-1〕小球繼續(xù)向左擺動到達最高點時，輕繩與豎直方向的夾角?！?-2〕擋板對滑塊的沖量。〔1-3〕小球從釋放到第一次到達最低點的過程中，輕繩拉力對小球做的功?！?〕將小球由靜止釋放，假設長軌道上無擋板，求小球在下落過程中速率的最大值。〔此題可用TI圖形計算器〕參考答案：一．1、C， 2、D， 3、B， 4、C， 5、A， 6、A， 7、C， 8、C， 9、D。二．10、C、D， 11、A、B、C， 12、B、C、D， 13、A、D，三．14、超重或失重，物體具有保持原來運動狀態(tài)的屬性， 15、0.1s， 16、W＝k〔d22－d12〕/2， 17、〔1〕5張〔包含0-0.04s內(nèi)一張〕，〔2〕1ms， 18、〔1〕A，〔2〕11.55-23.09m/s，四．實驗題19、〔1〕D、E、C、A、B，〔2〕EQ\O(v,\S(－))＝EQ\F(st－s0,t)，〔3〕每次提取圖像數(shù)據(jù)時應保持初始時刻或初始位置不變。20、〔1〕Ｈ＝EQ\F(〔f－mg〕L＋mvm2/2,mg)，〔2〕0.433m，五．計算題21、〔1〕應取駕駛員反響時間的最大值t＝0.65s，動摩擦因數(shù)的最小值0.32，這樣對駕駛員從反響到停車的距離最長，以保證絕對平安。〔2〕反響時間內(nèi)車做勻速直線運動，s1＝vt＝EQ\F(65,3)m，剎車后做勻減速運動，mg＝ma，2as2＝v2，s2＝v2/2g＝173.3m，s＝s1＋s2＝195m，故高速公路取200m平安行駛距離是必須的。22、0-5s車做勻加速，5s末：a＝v/t＝4m/s2，F(xiàn)－mgsin－0.25mgcos＝ma，F(xiàn)＝1.2104N，P＝Fv＝2.4105W，車速恒定后，牽引力F’等于阻力，且5s后功率恒定，F(xiàn)’＝mgsin＋0.25mgcos，P＝F’vm，vm＝30m/s，前5s，s1＝EQ\F(1,2)at2＝50m，5-20s由動能定理得：Pt2－〔mgsin＋0.25mgcos〕s2＝EQ\F(1,2)mvm2＋EQ\F(1,2)mv12，s2＝418.75m，s總＝468.75m，23、〔1〕分析繩上小段，張力的合力指向繩圈圓心，大小為T，把此段受力分解為錐面法向和錐線方向，小段質(zhì)量為m，因受小擾動會向上做極小運動，此時所受到的靜摩擦力為最大值且沿錐面向下。法線方向有：N－mgsin－Tcos＝0，沿錐線方向有：mgcos－Tsin＋N＝0，m＝R＝m/2，T＝k〔L－l〕，解得：＝EQ\F(2k〔L－l〕sin－mgcos