上海市第19届高一基础物理知识竞赛(TI杯)试卷及解答

第19届上海高中基础物理知识竞赛(茶杯)一、单一主题(每个问题4分，共36分)1.粒子沿固定方向进行直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小，直到为零()A.位移逐渐增加，加速度减小到0，位移不再增加B.位移逐渐增加，加速度减小到0，位移逐渐减小C.速度逐渐增加，加速度减少到0，速度就达到了最大值D.速度逐渐增加，加速度减小到0，速度达到最小值2.如图所示，放在光滑水平面上的木块以原来的速度v0向右进行一定速度的直线运动。随着时间的推移，开始线性变化的现有水平力f作用于树块的左侧。在此过程中，将树块行为正确地描述为向右的正向，如下图所示()3.emu是由几辆有自己动力的车(汽车)和几辆没有动力的车(拖车)组成的组。电动车运行中阻力与质量成正比，每辆车等于拖车的质量，每辆车的额定功率相同。运行具有3辆拖车的车辆时，最大速度为120公里/h，如果5辆电动车有3辆拖车，则最大速度为()a . 60公里/HB . 240公里/HC . 300公里/HD . 600公里/h4.下面的图a表示沿正x轴传播的波的t=1.0s瞬间的波，图b表示参与波的粒子的振动图像，则以下说法是正确的()A.波速为8m/sB.图中q粒子在p粒子之前返回平衡位置C.图b可能是图a中粒子m的振动图像D.图b可能是图a中粒子n的振动图像5.如图所示，小圆环a悬挂质量为m2的块，并卡在垂直放置的大圆环中。另一端是用质量m1的块捆绑的绳子，穿过固定在大环最高点b的小滑轮后，另一端系在小环a上。小环和滑轮，绳子的质量，以及彼此之间的摩擦再多也不会增加绳子。平衡时，如果与弦AB相对应的中心角度为a，则两个块的质量大于m13300m 2()A.cosb.2sinc.sind.2 cos7.球p附着在水面上，每秒上下振动5次，沿正x轴匀速运动。o点是球p的初始位置。特定时间点的水面波如图所示，实线表示水面波的波浪位置(目前，球p准确地位于波浪峰上)。此面波的传播速度和球p以恒定速度移动的速度大小分别为()A.0.4m/s、0.2m/sb.0.2m/s、0.4m/sC.0.1m/s、0.2m/sd.0.2m/s、0.1m/s6.水平抛出的物体到达平滑倾斜上方的顶部p时，速度方向正好沿着倾斜方向移动，物体继续沿倾斜方向移动，q是倾斜底部，如图所示。下图是描述物体在x和y方向的运动的速度-时间图。此处正确的是()8.2012年6月15日，中国首次自行设计、自制的“龙湖桥号”载人潜水器首次在西太平洋的马里亚纳海沟试验区进行了最大潜水深度约6.4公里。假设地球是半径r=6400km公里的质量分布均匀的球体，则最大潜水深度上的重力与海洋上的重力之比大约为()A.999/1000b.1001/1000C.9992/10002d.10012/100029.如图所示，水平高台有轿车，水平地面有拖车，两个车间通过滑轮的不下垂的绳子连接在一起。拖车在皮带轮正下方以固定速度沿直线向右移动时，汽车在拖车进行过程中的加速度()A.逐渐减少b .逐渐增加c .先减少，然后d .先增加，然后减少第二，多个主题(每个问题5分，共45分)。正确答案是2分，错误答案是2分)10.以验证牛顿第三定律的实验为DIS，然后在“实验”菜单上单击“力的相互作用”。将两个力探针的挂钩连接在一起，朝相反的方向拉，观察显示器屏幕上显示的结果，如图所示。观察分析两个力传感器随时间的相互作用力的曲线，可以得出以下实验结论。（）A.作用力和反作用力时间相同B.作用力和反作用力作用于同一个物体C.作用力和反作用力大小相同D.作用力与反作用力相反11.如图所示，直升机通过柔软的绳子打捞河上的物体，质量为m，由于河水的流动，使物体漂离垂直方向，直升机和物体固定在地面上时，连接在物体上的绳子末端切线达到水平和q角，这是正确的()A.绳子的拉力是mg/sinqB.绳子的拉力可以小于mgC.物体受到河水的力等于绳子张力的水平分割力D.河水对物体的力不等于绳子张力的水平分力12.如图所示，将固定光滑杆和水平方向角度q，质量m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂m2质量的小球后，停止释放后，环和球从相对静止状态下降，此时绳和垂直方向之间的角度b被正确地解释为：（）A.小圆环的杆的力大于m1g+m2g如果B.m1保持不变，则m2越大，b越小C.b与m1、m2无关D.如果条不平滑，则b不能为零13.下雪天，在笔直的高速公路上以相同速度行驶的卡车司机突然发现前方有故障的车。虽然急刹车，但车还是向前滑动，撞上了故障的车。两辆车一起滑了一定的距离停了下来。已知的卡车质量m是故障车质量的4倍。碰撞前瞬间卡车速度v1，刚刚碰撞后速度v2，如果碰撞时间很短，以下说法是正确的()A.v1: v2的值为5:4B.v1: v2的值为4333695C.卡车将碰撞过程中丢失的机器能源完全传送给了故障车辆D.碰撞期间卡车接收的脉冲大小为m (v2-v1)14.有一个垂直滑块，滑块顶部是固定的，底部是悬空质量。为了研究学生沿杠杆下降的情况，杆顶部装有张力传感器，可以显示杠杆拉力的大小，如图a所示。实验是一个学生抓住滑块，停了一会儿，然后开始滑下去，继续抓住滑块(人还没有落地)。手和杆之间的动摩擦系数m=2，传感器随时间显示的力如图b所示()A.学生停机时的最大速度为2.4m/sB.学生减少的总长度为6米C.学生下降过程中，人对剧的最大抓地力小于260ND.学生下降过程中封对人的最大作用力是530N15.如图所示，在不能拉伸的轻绳两端分别系上ma的球a和MB的球b，绳子横跨固定在同一高度的两个平行平滑的水平杆c和d，将球a放在地上，拉直绳子，将b球从与CD相同的水平高度松开到静止状态，当与球b连接的绳子垂直时，球a对地面施加了0的压力。以下结论中正确的是()A.如果先将杆d向左移动一点，然后静静地松开b球，那么在a球与地面压力正好为零的情况下，连接到b球的绳子就会放置在小于90的位置B.首先，将杆d向左平移一点，然后静静地释放b球，那么当a球对球场的压力正好为零时，连接到b球的绳子的角度保持在90C.先将杆d向右稍稍平移，然后静静地松开b球，当a球对球场的压力正好为0时，连接到b球的绳子就会放置在小于90的位置D.先将杆d向右稍稍平移，然后静静地松开b球，当a球向球场施加0的压力时，连接到b球的绳子的角度保持在9016.倾斜体质量为m，倾斜角度为q，动态摩擦系数为m，放置在水平地板上。如果m质量的木块沿着斜面无摩擦地落下，倾斜的部分会保持静止。即可从workspace页面中移除物件A.面对斜坡的支撑力大小为(m m) gB.面对斜坡的承载力大小为(m MC os2q) gC.面对斜坡的摩擦力的大小为m (m m) gD.面向斜坡的摩擦力的大小为mgsinqcosq17.如图所示，长光杆的底部用铰链固定在水平地板上，顶部固定着质量为m的小球体，光杆位于垂直位置，与质量为m的长方体直接接触。如果杠杆因小扰动而向右摔倒，当球与长方体分离时，杆和水平面之间的角度为30，无论所有摩擦力如何，杆对球的作用力正好为零。即可从workspace页面中移除物件A.箱子和球的质量比是4333691B.分离时球的速度C.分离后，长方体的速度为/2D.长方体用于球-mgl/418.如图中所示，ABCD是垂直平面内的平滑轨迹。AB段与水平面成a角，BC段与水平面成b角，CD段与水平面成b角。两个现有的小球p，q，质量分别为2m和m，用长度为l的轻量级直线杆连接，l小于BC段长度。将p，q从AB段静态解除，q从水平平面BC移动到h，在动态观察时不考虑两个球的能量损失()A.两球在水平轨道上运动的速度B.球p沿CD轨道滑动的最大高度为h (2sina-sinb) l/3C.当pq从AB段移动到BC段时，光条对q球体执行mglsinaD.当pq在水平轨迹上完全向左移动时，光杆对q球执行- mglsina三、实验问题(共13分)19.(7点)使用光电计时器测量重力加速度。提供的实验设备包括铁架、带测量绳的钢管、球(线的程度很小)、球吸附器、两个光电门，以及连接到球的小网，如图所示。(1)写实验原理。(2)根据提供的实验设备绘制实验装置图。(3)写实验阶段，明确计算需要测量的物理量和g的公式。四、计算问题(共56分)20.(12分钟)图a是风力实验的示意图。质量为m=1kg的小球在固定足够长的水平杆上穿着，开始时在a点停止，沿杆右侧以恒定的风f作用于球，通过时间t1=0.4s消除风。沿小球移动的v-t图像如图b所示。尝试：(1)小球沿细杆滑动的距离；(2)球和杆之间的动摩擦系数；(3)风f的大小。21.(13分钟)在直线道路上，甲和乙分别离s0和乙，a和b分别从甲和乙出发，a车初始速度大小为v1，加速度大小为a1，b车初始速度大小为v2，加速度大小为a2。最初，如果前面的a车在后面，则加速度a1，a2与运动方向相同。讨论a、b车可以见面的条件。22.(15分钟)质量为m的环a是质量为m的均质杆b的顶部的一组，如右图所示，杆b处于垂直状态，底部支架高度为h时从静止状态释放，开始计时。如果杆b相对于环a滑动，则kmg (k 1)为摩擦，杆b在自由落体冲击从地面垂直向上反弹的过程中没有能量损失。尝试：(1)杠杆足够长时，杠杆首次落地后，与环再次相对停止所需的时间。(2)杆足够长时，杆底部第二个落地所需的时间；(3)如果在杆底部第二次落地时，环a还在杆上，则杆最小长度。23.(16分钟)标准杆总长度为18米，宽度为9米，网高为2米，选手从3米到边界，从a直线击球，空气阻力无限，如右图所示。(1)如果击球点的高度为2.5米，为了防止球碰到球网，最小速度是多少？方向怎么样？防止球偏离极限的最大速度是多少？方向怎么样？(2)无论击球点的高度是什么，无论水平击球手的初始速度如何，球不是网，就是越位？请参阅答案：I.1、c、2、b、3、c、4、d、5、b、6、d、7、c、8、a、9、a二.10、c、d、11、b、d、12、a、c、d、13、a、d、14、a、b、d、15、b、d、d三.实验问题19.(1)实验原理是自由落体定律(两点)。见(2)右(4分)。(3)方法固定上方光电门。每次移动，通过两个光电门时间ti的球的测量=H2/ti=v 0 gti/2，可以生成求g为斜率的-t图。其中H2是两个光电门之间的距离。或方法上下光电门固定，钢球测量=v0 gti/2=gh2/2，g=22 (-) 2/h22。其中h1是从球到上面光电门的距离。(7点)四。计算问题：20.(1)如图所示，s=1.22/2=1.2m (3点)，(2)0.4s-1.2s是均匀减速行为，a2=dv/dt=2.5m/S2，mmg=ma2，m=0.25 (4点)，(3)0-0.4s是统一加速度行为，a1=dv/dt=5m/S2，f-mmg=ma1，f=7.5n (7分钟)。21.a，b这两辆车的位移分别为XA和XB，xa=v1t a1t2/2，XB=v2t a 2t2/2，如果两辆车可以相遇，则xa=XB为解决方案(a1-a2)T2/2(v1-v1)在(1) a1 a2中，方程式有一个解，两次车必须见面(2分钟)(2)如果a1=a2，则当v1 v2满足时，方程式具有两次车必须满足一次(2分钟)的解(3)当a1 2 (a1-a2)，当s0满足时，方程式是两个解决方案，即两次车必须相遇(v1-v2)，2=2 (a1)22.(1)一起自由落体：v 0=，t1=，碰撞后在杆上缓慢移动，在环下平滑移动，杆v 0=v=，上，a2=(k 1) g，下；环v 0=v=，向下，a1=(k-1)/g，向上。杆作为参考框架，杆固定，环的初始速度为v 0=2，向下，加速度为a1=2kg，向上；相对滑动所需的