高一物理竞赛检测题（七）

1、高一物理竞赛检测题（七）（12分）1图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔t=1.0s，若超声波在空气中传播的速度为v=340m/s，假设汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是 17 m，汽车的速度是 17.9 m/s。图A01234P1P2n1图Bn22雨滴在空中以4m/s速度竖直下落，人打着伞以3m/s的速度向东急

2、行，如果希望让雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向什么方向？雨相对伞的速度为多大？ 解：依题意有：雨对地的速度v1 =4m/s，方向竖直向下，地对人的速度v2=3m/s，方向水平向左，设雨对人（伞）的速度为v，根据相对运动的速度公式有：，其速度矢量三角形如图所示，则有：vv1v2，即可见伞应向前倾斜，与竖直方向成37角。AFCBDE（14分）3如图所示，一木块从斜面AC的顶端A点自静止起滑下，经过水平面CD后，又滑上另一个斜面DF，到达顶端F点时速度减为零。两斜面倾角不同，但木块与所有接触面间的摩擦系数相同，若AF连线与水平面夹角为，试求木块与接触面间的滑动摩擦系数。解：如图所示，AF过程

3、重力所做的功为：摩擦阻力所做功为：AFCBDEG根据动能定理有：即：解之得：AO（15分）4如图所示，一质点自倾角为的斜面上方的O点沿一光滑斜槽OA由静止开始滑下，要使质点从O点运动到斜面上所用时间最少，那么斜槽与竖直方向的夹角应为多大？解：如图所示，在竖直线OB上取一点P，使连线PA与斜面垂直，且使PA=PO=R，以P为圆心，以R为半径作一个圆，则此圆必与斜面相切于A点，设小球沿OA弦下滑的时间为t，则有： AOPB联立上述三式解得：，可见t与角无关，这说明：小球自O点由静止开始沿任意一条弦下滑到弦的另一端点所需时间均相等，所以沿OA弦下滑到斜面经过的时间最短。（因为沿其它弦下滑，经过时间t

4、，都未到达斜面）由数学知识可知：APB=2，故（12分）5高度为2.5m的升降机，从静止开始以g/8的加速度匀加速上升，2s后顶部螺钉松动脱落，求：（g=10m/s2）（1）经多长时间，螺钉落到升降机底部地板上？（2）螺钉相对于地面是上升还是下降，其距离多大？解：设h=2.5m，t=2s，（1）以升降机为参照物，则螺钉脱落后的初速度为O，加速度为故落到升降机地板上的时间为t，则有：联立上两式解得：（2）螺钉脱落后做竖直上抛运动，脱落时的速度为：脱落后经过时间t的位移为：代入数据解得：因为位移为负值，说明螺钉相对地面是下降了，下降的距离为0.43mABFBFA（12分）6在光滑的水平面上放置A、

5、B两物体，A、B紧靠在一起，A在B的左侧，mA=1kg，mB=2kg，B受到水平向右的恒力FB=2N，A受到水平向右的随时间变化的推力牛作用，设向右为正。试分析A、B之间的相互作用力N及A、B的加速度aA、aB随时间变化的情况。解：由牛顿运动定律得： （1）当A、B未分离时， aA=aB，N0，解得：，（2）当A、B分离时，N=0讨论： （1）当t=0时，（2）当N=0即时，开始分离，此时（3）当t=4s时， （4）当t4s时，FA0，A将先向右减速至零，再向左加速运动；B一直向右做匀加速直线运动。（20分）7在野外施工中，需要使质量m=4.20kg的铝合金构件升温。除了保温瓶中尚存有温度t=

6、90.0的1.200kg的热水外，无其它热源。试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10.0升温到66.0以上（含66.0），并通过计算验证你的方案。已知铝合金的比热容c=0.880103 J/(kg)，水的比热容c0=4.20103 J/(kg)，不计向周围环境散失的热量。解：（1）操作方案：将保温瓶中t=90.0的热水分若干次倒出来。第一次先倒出一部分，与温度为t0=10.0的构件充分接触，并达到热平衡，构件温度已升高到t1，将这部分温度为t1的水倒掉，再从保温瓶中倒出一部分热水，再次与温度为t1的构件充分接触，并达到热平衡，此时构件温度已升高到t2，再将这些温度为t2的水倒

7、掉。然后再从保温瓶中倒出一部分热水使温度为t2的构件升温直到最后一次，将乘余的热水全部倒出来与构件接触，达到热平衡。只要每部分水的质量足够小，最终就可使构件的温度达到所要求的值。（2）验证计算：例如，将1.200kg的热水分5次倒出来，每次倒出的质量为m0=0.240kg，在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中，水放热为：构件吸热为：由及题给的数据，可得：同理，第二次倒出0.240kg热水后，可使构件升温到：依次计算出t1t5的数值，分别如下表：倒水次数/次12345平衡温度/27.146.651.259.566.0可见计算t5=66.0，符合要求。评分标准：设操作方案10分。操作方案应包含两个要点：将保温瓶中的水分若干次倒到构件上，倒在构件上的水与构件达到热平衡后