高一物理力學(xué)競賽試題

考試時間：120分鐘滿分160分

一、本題共15小題，每小題4分，共60分,在每小題給出的四個選項中，有的

小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選不全

的得2分，有選錯或不答的得0分.

1.圖示為高速攝影機拍攝到的子彈穿過蘋果瞬間的照片。該照片經(jīng)過放大后分

析出，在曝光時間內(nèi)，子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%?2%。已知

子彈飛行速度約為500m/s,因此可估算出這幅照片的曝光時間最接近

A.l()-3sB.10-6s

C.10-9sD.10,2s

2.如圖所示，在高為H的臺階上，以初速度」拋出一質(zhì)量為用的小石子，不計

空氣阻力，當(dāng)小石子落到距拋出點的垂直高度為h的臺階上時，小石子動能的增

量為

A.mghB.

C.mgH-mghD.

3.有四名運動員在標準的田徑場進行800米跑步競賽，圖中插小旗處是他們各

自的起跑位置，他們都順利地按規(guī)則要求完成了比賽，下列說法正確的是

A.他們跑完的路程相同

B.他們跑完的位移相同

C.他們跑完的圈數(shù)相同

D.他們到達的終點可以相同

4.如圖所示，一同學(xué)沿一直線行走，現(xiàn)用頻閃照相記錄了他行走中9個位置的

圖片，觀察圖片，能大致反映該同學(xué)運

動情況的速度一時間圖象是員員艮具艮魏長！)

5.下列實例屬于超重現(xiàn)象的是

A.汽車駛過拱形橋頂端B.蕩秋千的小孩通過最低點

C.跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動。D.火箭點火后加速升空。

6.如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B

的受力個數(shù)為：

A.2B.3

C.4D.5

7.如圖所示，PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的;圓周軌道，圓心。在S的正

上方。在。和P兩點各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b,從同一時刻開始，a自由

下落，b沿圓弧下滑。以下說法正確的是

A.a比b先到達S,它們在S點的動能相等

B.a、b同時到達S,它們在S點的速度不同

C.a比b先到達S,它們在S點的速度相同

D.b比a先到達S,它們在S點的動能相等

8.如圖所示，光滑軌道M0和ON底端對接且0N=2M0,M、N兩點高度相同。小球

自M點從靜止自由滾下，忽略小球經(jīng)過0點時的機械

能損失，以"S、"、々分別表示小球的速度、位

移、加速度和動能四個物理量的大小。下列圖象中能

正確反映小球自M點到N點運動過程的是

9.一輛汽車以恒定的功率，由靜止出發(fā)沿平直的公路行駛。經(jīng)4min的時間行駛

了1800m,則能描述汽車運動的v-t圖象是圖中的

10.不久前歐洲天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯

581c”。該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍。設(shè)想在該行星表面

附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為紇I,在地球表面附近繞地球沿圓

軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ey,則&為

紇2

A.0.13B.0.3

C.3.33D.7.5

11.甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運動，/=0時刻同時經(jīng)過公

路旁的同一個路標。在描述兩車運動的u—/圖中(如圖)，直線。、b分別描述

了甲乙兩車在0—20s的運動情況。關(guān)于兩車之間的位置和位移關(guān)系，下列說法

正確的是

A.在()一1()s內(nèi)兩車逐漸靠近

B.在10—20s內(nèi)兩車逐漸遠離

C.在5—15s內(nèi)兩車的位移相等

D.在t=10s時兩車在公路上相遇

12.如圖所示，在傾角為3()。的足夠長的斜面上有一質(zhì)量為〃?的物體，它受到沿

斜面方向的力尸的作用。力尸可按圖(a)、(b)(c)、(d)所示的四種方式隨時

間變化(圖中縱坐標是尸及〃吆的比值，力沿斜面向上為正)。

已知此物體在/=0時速度

為零，若用vnV2、羽3、

心分別表示上述四種受力

情況下物體在3秒末的速

率，則這四個速率中最大

13.如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m

和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用

一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是Umg?，F(xiàn)用水平拉力F拉其

中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大

拉力為

A.B.

C.D.3/nng

14.10個同樣的木塊緊靠著放在水平地面上，每個木塊的質(zhì)量"0.4kg,長

L=0.5m,它們及地面之間的動摩擦因數(shù)均為H2=0.1,在左方第一個木塊的左

端放一質(zhì)量M=l.0kg的鉛塊，它及木塊之間的動摩擦系數(shù)U尸0.2,如圖，現(xiàn)

突然給鉛塊一向右的初速度v°=5.0m/s,使其在木塊上滑行，則鉛塊開始帶動

木塊運動時鉛塊的速度為（鉛塊可看成質(zhì)點）：

A.VlTm/sB.、歷m/s

C.3.0m/sD.41m/s

15.如圖所示，用相同材料做成的質(zhì)量分別為，〃卜，〃2的兩個物體中間用一輕彈

簧連接。在下列四種情況下，相同的拉力/均作用在〃21上，使如、加2作加速運

動：①拉力水平，如、儀在光滑的水平面上加速運動。②拉力水平，如、叱在

粗糙的水平面上加速運動。③拉力平行于傾角為。的斜面，如、加2沿光滑的斜

面向上加速運動。④拉力平行于傾角為。的斜面，如、加2沿粗糙的斜面向上加

速運動。以△/］、A*川4依次表示彈簧在四種情況下的伸長量，則有

A.△l?>B.△/《，△人

C..△/、>AhD.A/2—AA

二.填空題（每題8分共16分）

16.如圖（a）所示，小車放在斜面上，車前端栓有不可伸長的細線，跨過固定

在斜面邊緣的小滑輪及重物相連，小車后面及打點計時器的紙帶相連。起初小車

停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動打

點計時器，釋放重物，小車在重物的牽引下，由靜止開始沿斜面向上運動，重物

落地后，小車會繼續(xù)向上運動一段距離。打點計時器使用的交流電頻率為50Hz。

圖（b）中a、b、c是小車運動紙帶上的三段，紙帶運動方向如箭頭所示。

（1）根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)據(jù)，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為

m/s2o（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

單位

（2）打a段紙帶時，小車的加速度是2.5m/M請根據(jù)加速度的情況，判斷小車

運動的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的0

（3）如果取重力加速度為lOm/s2,由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物及小車的質(zhì)量比為

17.在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示.有一位同學(xué)通過

實驗測量作出了圖乙中的A圖線，另一位同學(xué)實驗測出了如圖丙中的B圖線.試

分析

（DA圖線不通過坐標原點的原因是；

②A圖線上部彎曲的原因是;

③B圖線在縱軸上有截距的原因是.

三、計算及論證°本題共6小題，共84分°按題目要求做答°解答題應(yīng)寫出必

要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計

算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

18.（8分）固定光滑細桿及地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)

在沿桿方向的推力尸作用下向上運動，推力”和小環(huán)速度u隨時間變化規(guī)律如圖

所示，取重力加速度^=10m/s2o

（1）小環(huán)的質(zhì)量

（2）細桿及地面間的傾角a。

19.（15分）如圖所示，物體從光滑斜而上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后

進入水平面（設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C

點。每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下

表給出了部分測量數(shù)據(jù)。（重力加速度g=10m/s2）求：

（1）斜面的傾角a；

（2）物體及水平面之間的動摩擦因數(shù)*

（3）f=0.6s時的瞬時速度跳

t(s)0.00.20.41.21.4

v(m/s)0.01.02.0...1.10.7...

2（）.（12分）直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=5（）0kg空箱的

懸索及豎直方向的夾角0i=45，直升機取水后飛往火場,加速度沿水平方向,

大小穩(wěn)定在a=1.5mH時，懸索及豎直方向的夾角。2=14°。如果空氣阻力大

小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量M。（取重力加速度g=10nVs2；

sin140=0.242；cos140=0.970)

水源

/法磔彩:

、3：：W.

21.（15分）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和及之

相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為上一質(zhì)量為〃z的小物塊從斜軌道

上某處由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運動。要求物塊能通過圓形軌道的最高

點，且在該最高點及軌道間的壓力不能超過5mg（g為重力加速度）。求物塊初

始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。

22.（16分）傾斜雪道的長為25m,頂端高為15m,下端經(jīng)過一小段圓弧過渡

后及很長的水平雪道相接，如圖所示。一滑雪運動員在傾斜雪道的頂端以水平速

度vo=8m/s飛出，在落到傾斜雪道上時，運動員靠改變姿勢進行緩沖使自己只

保留沿斜面的分速度而不彈起。除緩沖外運動員可視為質(zhì)點，過渡軌道光滑，其

長度可忽略。設(shè)滑雪板及雪道的動摩擦因數(shù)〃=0.2,求運動員在水平雪道上滑行

的距離（取g=10m/s2）

23.（18分）如圖所示，一輕繩吊著粗細均勻的棒，棒下端離地面高H,上端套

著一個細環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力

kmg（k>l）o斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長，及地面發(fā)生碰撞時，觸

地時間極短，無動能損失。棒在整個運動過程中始終保持豎直，空氣阻力大計。

求：

（1）棒第一次及地面碰撞彈起上升過程中（設(shè)此時環(huán)已相對棒滑動），環(huán)的加

速度。

（2）從斷開輕繩到棒及地面第二次碰撞的瞬間，棒運動的路程S。

（3）從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對環(huán)及棒做的總功W（發(fā)的熱），

參考答案及評分標準

一、本題共15小題，每小題4分，共60分.在每小題給出的四個選項中，有的

小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選不全

的得2分，有選錯或不答的得0分.

題號1234567891

答案BAADCBDCAACCccBCD

二.填空題（每題8分共16分）

16.

解答：

（1）由&=。72,用逐差法：

(2.08+1.90+1.73-1.48-1.32-1.12)xl0-2

=4.97nVs2

9x0.022

要求保留兩位有效數(shù)字，所以，〃=5.0m/s2（有效數(shù)字位數(shù)不對的給1分）---

----3分

（2）從b段紙帶上的數(shù)據(jù)可以看出，在相同的時間間隔（0.02s）內(nèi)的位移，直

到D『D5段還在增加I（之前一直加速），而從D5~D6段開始減小（之后開始減速）

所以，小車運動的最大速度可能出現(xiàn)在D4~D5段°

（3）當(dāng)小車的加速度是2.5mA?時，對整體由牛頓第二定律：

M重g-機車gsina-f=（M重+機車）q①

當(dāng)小車的加速度是-5m/s2時，對小車由牛頓第二定律：

一利車gxina—/=加車〃2②代入數(shù)據(jù)聯(lián)立①②解出：------3分

點評：本題考查考生對有效數(shù)字的認識,對實驗數(shù)據(jù)的處理、數(shù)字運算、實驗誤

差的處理，考查推理能力和實驗探究能力。

17.

解答：①沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠；（答對一點也給2分）-

----2分

②未滿足拉車的鉤碼質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M；-

----3分

③在平衡摩擦力時，長木板的傾角過大，小車重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,

使尚未對小車施加拉力時，小車已有加速度.（答對平衡摩擦力過度的也給3分）

點評：本題的難點是第②問，這是一個連接體的問題，令鉤碼對小車的拉力為廠，

共同的加速度為。，由牛頓第二定律，對鉤碼：—/=機。，對小車：F=Ma,

聯(lián)立解出

,M?mUj,近似有：，當(dāng)拉力尸越來越大，也即用越來越大時.，實際加速度，

及理想值：相比，越來越偏小，導(dǎo)致A圖線上部向下彎曲。

三、計算及論證。本題共6小題，共84分。按題目要求做答。解答題應(yīng)寫出必

要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計

算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

18.（8分）

解答：由U-7圖得前2s內(nèi)：a=~~~—=-~~-=0.5m/s2,—

/2

---2分

根據(jù)牛頓第二定律，前2s有：F\-mgs'ina=ma,------

2分

2s后有：Fi=mgsine?,-----

2分

由圖中數(shù)據(jù)：Fi=5.5N,F2=5N,

代入數(shù)據(jù)可解得：m=1kg,-----1分a=30°o------1分

點評：本題要求將運動情景和兩個圖像相結(jié)合，注意區(qū)分前2s和2s后運動情景

和兩個圖像的對應(yīng)關(guān)系。

19.（15分）

解答：（1）由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時的加速度為：

ci\—~=5m/s?…2分由牛頓第二定律：mgsina=ma\-1分可得：a=

At

30°-1分

（2）由后二列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時的加速度大小為：

〃2=與=2m/s2—2分由牛頓第二定律：〃以2—1分可得：〃=

0.2—1分

（3）令物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)I秒到達B點，此時速率

為以

由匕=%+s，對斜面上的加速運動：vB=5t①----1分

對平面上的減速運動到1.4s的過程：0.7=以—2(1.4—/)②—-1分

聯(lián)立①②解出：t=0.5s---------1分vB=2.5n/s---------2分

0.5s后，物體在水平面上減速運動，/=0.6s時，

v=2.5-2x0.1=2.3nVs2分

點評：本題的難點在第(3)問，要判斷f=0.6s時，物體是在斜面上還是在平面

上運動，即判斷物體在斜面上的運動時間，從而確定如何算r=0.6s時的瞬時速

度v

20.(12分)

解答：直升機沿水平方向勻速飛往水源取水的過程，對空箱令繩的拉力為了，空

氣阻力為了,由于平衡，在水平方向：Tsinq=7?一--2分在豎直方向：

TcosR=mg-----2分

所以：f=mg-----2分

直升機取水后飛往火場的過程，對空箱和水，令繩的拉力為7',由牛頓第二定

律，

在水平方向：rsin14°一/=(M+⑼x1.5---------2分

豎直方向由于平衡：T'cosl4°=(M+w)g---------2分

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立以上方程解出：M—4500kg---------2分

點評：本題兩個運動過程都是用正交分解法，要注意審題，飛機取水做勻速直線

運動，當(dāng)然兩個方向都是列平衡方程，而送水的過程在水平方向做勻加速直線運

動，當(dāng)然水平方向列牛頓第二定律，而豎直方向還是列平衡方程。

21.（15分）

解：1°物塊恰好能通過最高點時，令速度為匕，物塊下落高度為九

由牛頓第二定律：；------1分

v,=y[gR;--------2分

從靜止滑下到最高點的過程，由機械能守恒定律:

1、

mg%=mg?2R+—m\\---------1分

.?.---------2分

2。物塊對最高點的壓力為5〃7g時，令速度為叱，物塊下落高度為久,

由牛頓第二定律：------1分

v2=;---------2分

從靜止滑下到最高點的過程，由機械能守恒定律:

,19

mghy=mg?2H+—/?zv；一.w.w——]

=5R---------2分

???〃的取值范圍:

22.(16分)

解：1。令運動員飛行/秒落在傾斜雪道上

水平位移：x=v0Z—1分豎直位移：--T分

由一-T分

所以：—1分止匕時沿斜面向下的分速度

匕=v()cos8+vvsin。=8x0.8+12x0.6=6.4+7.2=13.6nVs—2分

由vv=gi,

，飛行時間：，-?T分

水平位移：x=8xl.2=9.6m-1分

豎直位移：—1分

落地點跟坡頂?shù)木嚯x，51=Jx'+V=i2m—1分

剩余坡道長S2=25-12=13m…1分

2。在坡道的加速度：

/??p-sin^-mpcos-u八，八八八-、，，，).八

a=--------------------=10(0.6-0.8x0.2)