黑龍江省雞西市第一中學(xué)高一物理競賽班力學(xué)階段性測試

高一物理競賽班力學(xué)階段性測試滿分（100+20）分答題時間90分鐘1.（5分）從水龍頭平順流出的水柱，其截面積隨著落下而逐漸縮小，如右圖所示。已知截面積A0=1.0cm2，A=0.25cm2，落差h=1.5cm，重力加速度g=9.8m/s2，則水龍頭的流量可以估計為（）A.7cm3/sB.8.4cm3/sC.9.8cm3/sD.10.5cm3/sE.14cm3/s。答：E，注意把g改成980cm/s22.（5分）設(shè)空氣阻力正比于受風(fēng)面積，兩塊材料一樣的方磚A和B，從很高的地方等高處同時靜止釋放，兩塊磚平行水平面的底面積之比SA：SB=2:1，豎直方向厚度之比hA:hB=2:1，分析兩塊磚釋放后那塊會先落地（）A.A先落地B.B先落地C.同時落地D.無法確定答：A（提示：如高度一樣，則同時落地）3.（5分）如圖所示，質(zhì)量為的球，被長為的細繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對小球施水平向右的恒力，小球向右運動到能達到的最高位置時，細繩與豎直方向的夾角為，則恒力的大小為（）A． B． C． D．答：B點評：注意用動能定理解而不是用受力平衡處理，提醒學(xué)生做題要分析過程而不是光分析狀態(tài)。分析知切向平衡一瞬間球是最快的時候，而停下前就開始減速了。4.（5分）如圖所示，三角形木塊始終靜止在水平地面上，一物體先沿的光滑斜面上升，后又沿斜面下滑，設(shè)上滑過程中，對地面壓力的大小為，受到地面摩擦力的大小為．下滑過程中，對地面壓力的大小為，受到地面摩擦力的大小為．則（）A． B．，且方向相反C．，但方向相反D．，且方向相同解析：受力分析見圖，不論上滑、下滑，、受力情況都相同．總沿斜面向下；答：AD5.（5分）麥?zhǔn)諘r，常要用拖拉機拉著一個圓柱形的石滾子在場院里壓麥秸。如果石滾子在拖拉機的牽引下做勻速圓周運動，如圖所示，其中的虛線表示它的運動軌跡。那么關(guān)于石滾子經(jīng)過某點P時受到拖拉機對它的牽引力F的方向，圖中幾種情況中可能正確的是()答：C（注意講解時引導(dǎo)學(xué)生思維而不是告訴學(xué)生這是考查的什么曲線運動受力特點的知識點，畢竟是競賽班。）6.（5分）一個小孩在蹦床上做游戲，他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度。小孩從高處開始下落到彈回的整個過程中，他的運動速度隨時間變化的圖像如圖所示，圖中段和段為直線。則根據(jù)圖像可知，小孩和蹦床相接觸的時間為（） A． B． C． D．答：C7.（5分）汽車在平直公路上以速度勻速行駛，發(fā)動機功率為．快進入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使發(fā)動機的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛，設(shè)汽車行駛過程中所受阻力大小不變，則下面圖四個圖像中，哪個圖像正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關(guān)系()答案：C8.（5分）如圖所示，吊籃P掛在天花板上，與吊籃質(zhì)量相等的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧托住，當(dāng)懸掛吊籃的細繩被燒斷瞬間，P、Q的加速度分別是多少？答：2g；0。9.（10分）兩個質(zhì)量分別為和的物體，以柔軟而不可伸長的輕繩連接（如圖2所示），繩長為，若將物體自的上面以初速豎直上拋（開始位置為），開始時在地面上，求物體上升的最大距離。（令m1=m2=m）解析：當(dāng)時，上升的最大距離，其中為輕繩被拉直后認為與能共同上升的最大高度．①上升至瞬時的速度；②與共同上升的初速由可得；③因此，即可導(dǎo)出最后結(jié)果．答：當(dāng)時，；當(dāng)時10.（10分）連同裝備質(zhì)量的宇航員離飛船處與飛船相對靜止，他帶有一個裝有質(zhì)量氧氣的貯氣筒，其噴嘴可使氧氣以的速度在極短的時間內(nèi)相對宇航員自身噴出，他要返回時，必須向相反方向釋放氧氣，同時還要留一部分氧氣供返回途中呼吸．設(shè)他的耗氧率是，問：要最大限度地節(jié)省氧氣，并安全返回飛船，他噴出多少氧氣才行？解析：設(shè)噴出氧氣后宇航員的速度為，則，得．返回時耗氧．故．當(dāng)即時滿足條件11.（10分）在一深度為的容器中充滿液體，液體密度從表面的到容器底的成線性變化．液體里浸入兩個體積同為的小球，小球間用長為、不可伸長的輕細繩連接，第1個小球密度為，第2個小球密度為．過一段時間后，兩小球靜止于圖所示位置．求繩中張力．解析：設(shè)細繩中拉力為，對兩個球分別有，．在液體下深度處時，球受到的浮力表示為，而，這樣可得．這一關(guān)系只有在，，時才有可能成立．12.（15分）兩個質(zhì)量分別為m1,m2的小球，其中m2靜止，m1以速度v入射m2，與之發(fā)生正碰，試用數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明：碰后如兩球速度一樣，則機械能損失最多。證略13.（15分）某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星，試問，春分那天（太陽光直射赤道）在日落12h內(nèi)有多長時間該觀察者看不見此衛(wèi)星？已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，不考慮大氣對光的折射，可以把太陽光作為平行光處理．解析：設(shè)所求的時間為t，用m、M分別表示衛(wèi)星和地球的質(zhì)量，r表示衛(wèi)星到地心的距離.有春分時，太陽光直射地球赤道，如圖所示，圖中圓E表示赤道，S表示衛(wèi)星，A表示觀察者，O表示地心.由圖可看出當(dāng)衛(wèi)星S繞地心O轉(zhuǎn)到圖示位置以后（設(shè)地球自轉(zhuǎn)是沿圖中逆時針方向），其正下方的觀察者將看不見它.據(jù)此再考慮到對稱性，有由以上各式可解得14.(選做，20分)用恰好足以擺脫太陽引力場的速度，在離開太陽的徑向軌道上從地球發(fā)射一航天器，質(zhì)量為5000kg，控制航天器讓其被木星引力俘獲．因航天器跟木星引力場有作用而偏轉(zhuǎn)，即作用后的速度切于木星軌道（圓軌道），已知木星公轉(zhuǎn)速度約為13km/s，木星軌道近似為圓周軌道，計算1）航天器在被木星俘獲前速度為多少(此時航天器離太陽距離近似等于木星軌道半徑，但航天器相對于木星仍很遠)？2）作用過程中航天器從木星“吸”走了多少能量（保留兩位有效數(shù)字），設(shè)航天器攜帶的航天燃料（還原劑加氧化劑）的平均燃燒值取107J/kg,這些能量相當(dāng)于多少航天燃料？解析：先以太陽為參考系（忽略太陽由于木星造成進動）以表示木星到太陽的距離，表示航天器在不受木星引力場作用情況下到達木星軌道時的速度，，其中為太陽質(zhì)量，解得=18km/s也就是木星軌道相對于太陽的逃逸速度在航天器與太陽作用過程中由于相對于航天器與太陽距離，航天器位置幾乎沒變過，此過程可以忽略太陽對航天器做功。現(xiàn)在以木星為參考系，由于木星公轉(zhuǎn)加速度很小，可以忽略，那么在木星看起來航天器只受木星引力與太陽引力（做功不計），變軌過程中木星認為航天器相對自