高一物理竞赛题.doc

高一物理竞赛测试题（一）（时间120分钟，满分140分）(每题5分，计20分)1、如图所示，铁饼运动员奋力将质量为m的铁饼以初速度v0抛出，v0与水平面成角，铁饼到达的最大高度为h ，不计空气阻力和抛出点的高度，则运动员抛铁饼过程对铁饼做的功正确的是:A、B、mgh C、mgh + D、mgh + ,2、如图所示，科学家们使两个带正电的重离子被加速后沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞，试图用此模拟宇宙大爆炸初的情境。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有：A、相同的速率 B、相同大小的动量C、相同的动能 D、相同的质量3、一根质量为m，长度为L的电缆盘放在水平面上（不计其厚度），用手拉住其一端，以F = 0.7mg的竖直向上的恒力向上拉，电缆的另一端刚离开地面时的速度大小为（不考虑电缆的微小摆动）：A、0 B、C、 D、另一端不可能离开地面4、据观测，某行星外围有一模糊不清的环。为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度V的大小与该层至行星中心的距离R ，现有以下四种判断：若V与R成正比，则环是连续物； 若V与R成反比，则环是连续物； 若V2与R成反比，则环是卫星群； 若V2与R成正比，则环是卫星群。正确的判断应该是：A、 B、 C、 D、5. (15分)底边为a，高度为b的匀质长方体物块置于斜面上，斜面和物块之间的静摩擦因数为，斜面的倾角为，当较小时，物块静止于斜面上(图1)，如果逐渐增大，当达到某个临界值0时，物块将开始滑动或翻倒。试分别求出发生滑动和翻倒时的，并说明在什么条件下出现的是滑动情况，在什么条件下出现的是翻倒情况。abOxym1m2v06（20分）、在光滑水平面xOy上有质量分别为m1和m2的两个物体。某时刻t=0时，m1静止，m2的速度为v0，方向沿+x方向，如图所示。在此时刻如果分别对两物体同时加一个大小相等、方向相同的水平力F：（1）水平力F的方向与x轴平行；（2）水平力F的方向与y轴平行。试问它们能否在某一时刻达到相同的速度（要求列出它们的速度表达式，并根据此式分别进行讨论，讨论中要注意说明理由。） 7（20分）、在仰角=30的雪坡上举行跳台滑雪比赛，如图所示，运动员从高处滑下，能在O点借助于器材以大小为v0的速度跳起，最后落在坡上A点，假如v0大小不变，那么速度方向以与斜面方向成怎样的角起跳能使OA最远？最远距离为多少？ ()V0VSHL8、（20分）如图所示，水平传送带水平段长L6m，距地面高H5m，于传送带等高的光滑水平台上有一小物块以V05m/s的初速度滑上转动的传送带，已知物块与传送带间动摩擦因数0.2，取g10m/s2，试讨论物体离开传送带右端做平抛运动的水平位移S与传送带匀速转动的速度V的关系，并在方格纸中画出S-V（即以S为纵坐标，以V为横坐标）的关系图线。9（2004年第21届预赛）（15分）如图所示，B是质量为mB、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。A是质为mA的细长直杆，被固定的光滑套管C约束在竖直方向，A可自由上下运动。碗和杆的质量关系为：mB2mA。初始时，A杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触（如图）。然后从静止开始释放A，A、B便开始运动。设A杆的位置用q 表示，q 为碗面的球心O至A杆下端与球面接触点的连线方向和竖直方向之间的夹角。求A与B速度的大小（表示成q 的函数）。 AB10（2005年第22届预赛）（25分）一质量为m的小滑块A沿斜坡由静止开始下滑，与一质量为km的静止在水平地面上的小滑块B发生正碰撞，如图所示设碰撞是弹性的，且一切摩擦不计为使二者能且只能发生两次碰撞，则k的值应满足什么条件？11（2005年第22届预赛）（25分）如图所示，一根长为的细刚性轻杆的两端分别连结小球和，它们的质量分别为ma和 mb. 杆可绕距球为处的水平定轴在竖直平面内转动初始时杆处于竖直位置小球几乎接触桌面在杆的右边水平桌面上，紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块，图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面现用一水平恒力F作用于球上，使之绕轴逆时针转动，求当a转过a 角时小球b速度的大小设在此过程中立方体物块没有发生转动，且小球b与立方体物块始终接触没有分离不计一切摩擦aObABCDF一、1）当水平力F的方向沿x轴正方向时，两物体的速度v1 = a1t = Ft/m1v2 = v0 + a2t = v0 + Ft/m2若v1 = v2则有Ft/m1 = v0 + Ft/m2 即 Ft 0 即 所以当m1 = m2和m1 m2时，速度都不可能相等 同理，当水平力F的方向沿x轴负方向时，有m1 m2时，速度相等 2)当F与y轴平行时，F只能使y轴方向的速度增加，而v2在水平方向有分量 ， 即任何时刻v2速度方向不可能只沿y轴方向 ， 所以v1 、v2方向不相同，所以不可能达到相同的速度二、沿雪坡方向为x轴，垂直雪坡方向为y轴建立坐标系x方向：v0x=v0cos ax=gsiny方向：v0y=v0sin ay=-gcos落到雪坡上的时间因此，在雪坡方向上运动的距离 = = = = 当时，2. 解：刚开始发生滑动时，mgsin0=mgcos0tan0=，即0=arctan刚开始发生翻倒时，如答图1所示，有1=，tan=，=arctan即1arctan时，发生翻倒。综上所述，可知：当时，增大至arctan开始翻倒；当时，增大至arctan开始滑动。七、由题设条件知，若从地面参考系观测，则任何时刻，A沿竖直方向运动，设其速度为vA，B沿水平方向运动，设其速度为vB，若以B为参考系，从B观测，则A杆保持在竖直方向，它与碗的接触点在碗面内作半径为R的圆周运动，速度的方向与圆周相切，设其速度为VA。杆相对地面的速度是杆相对碗的速度与碗相对地面的速度的合速度，速度合成的矢量图如图中的平行四边形所示。由图得 （1） （2）因而 （3）由能量守恒 （4）由（3）、（4）两式及mB2mA得 （5） （6）评分标准：本题（15）分（1）、（2）式各3分，（4）式5分，（5）、（6）两式各2分。9、（20分）解：（1）取m为研究对象，要使m相对与M无滑动，必须有mgma 即ag （3分）取M和m整体为研究对象，则F(M+m)a(M+m)g （3分）即F1(M+m)g （2分）（2）取m为研究对象，则由mgma1，得a1g （1分）取M为研究对象，则由F2mgMa2，得a2（F2mg）/M （1分）设M从m下面抽出所需的时间为t，则S1a1t2/2 S2a2t2/2 （2分）S2S1L （2分）t22L / (a1a2)=2ML / F2(M+m)g （2分）S2a2t2 / 2（F2mg）L / F2(M+m)g （2分）WF2S2（F2mg）F2L / F2(M+m)g （2分）10、（20分）解：小物体受到传送带的摩擦力作用时的加速度为ag=2m/s2 （1分）设小物块受到传送带摩擦力的方向向左和向右时，小物块到达传送带右端时的速度分别为V1、V2则 （1分） （1分）(1)当传送带上表面向左运动时，则小物块到达传送带右端时的速度V物V11m/s(2分) （1分）（2）当传送带上表面向右运