物理竞赛封闭式测试卷

物理竞赛封闭式测试卷考试时间：120分钟 总分：150分 年级/班级：高一（1）班

物理竞赛封闭式测试卷

一、选择题

1.在光滑水平面上，一质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内物体的位移为25m。求该恒力F的大小。

A.2N

B.4N

C.6N

D.8N

2.一物体从高处自由落下，不计空气阻力，落地时速度为20m/s，求物体下落的时间。

A.2s

B.3s

C.4s

D.5s

3.一质量为50kg的人站在电梯中，当电梯以2m/s²的加速度上升时，人受到的支持力为多少？

A.400N

B.500N

C.600N

D.700N

4.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为10m，周期为2s，求物体的线速度。

A.5πm/s

B.10πm/s

C.20πm/s

D.40πm/s

5.一束光从空气射入水中，入射角为30°，水的折射率为1.33，求折射角。

A.19.5°

B.20.5°

C.21.5°

D.22.5°

6.一弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，当弹簧伸长到15cm时，弹力是多少？

A.1N

B.2N

C.3N

D.4N

7.一质量为1kg的小球从高处自由落下，落地时速度为10m/s，求小球下落过程中重力做的功。

A.50J

B.100J

C.150J

D.200J

8.一物体在水平面上做匀加速直线运动，初速度为5m/s，加速度为2m/s²，求3秒后的速度。

A.11m/s

B.12m/s

C.13m/s

D.14m/s

9.一物体从高处自由落下，不计空气阻力，落地前1秒的速度是多少？

A.9.8m/s

B.19.6m/s

C.29.4m/s

D.39.2m/s

10.一质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内物体的位移为25m，求5秒末的速度。

A.5m/s

B.10m/s

C.15m/s

D.20m/s

二、填空题

1.一物体从高处自由落下，不计空气阻力，落地时速度为20m/s，求物体下落的高度。

2.一弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，当弹簧伸长到15cm时，弹力做功多少？

3.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为10m，周期为2s，求物体的角速度。

4.一束光从空气射入水中，入射角为30°，水的折射率为1.33，求光的传播速度在水中是多少？

5.一质量为50kg的人站在电梯中，当电梯以2m/s²的加速度上升时，人受到的合力是多少？

6.一物体从高处自由落下，不计空气阻力，落地前1秒的位移是多少？

7.一弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，当弹簧伸长到15cm时，弹簧的弹性势能是多少？

8.一物体在水平面上做匀加速直线运动，初速度为5m/s，加速度为2m/s²，求2秒内的位移。

9.一束光从空气射入玻璃，入射角为45°，玻璃的折射率为1.5，求折射角。

10.一质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内物体的平均速度是多少？

三、多选题

1.下列哪些情况下，物体的动能会发生变化？

A.物体速度方向改变

B.物体质量改变

C.物体速度大小改变

D.物体高度改变

2.下列哪些情况下，物体的机械能守恒？

A.只有重力做功

B.弹簧弹力做功

C.摩擦力做功

D.外力做功

3.下列哪些现象属于光的折射现象？

A.水中筷子看起来变弯

B.镜子中的影像

C.海市蜃楼

D.光的色散

4.下列哪些情况下，物体的动量会发生变化？

A.物体速度方向改变

B.物体质量改变

C.物体速度大小改变

D.物体受到外力

5.下列哪些情况下，物体的势能会发生变化？

A.物体高度改变

B.物体质量改变

C.物体速度改变

D.物体受到外力

四、判断题

1.在光滑水平面上，物体受到水平恒力作用做匀加速直线运动，其动能和势能之和保持不变。

2.折射率越大的介质，光在其中传播的速度越快。

3.物体做匀速圆周运动时，其加速度始终为零。

4.重力势能是相对的，选择不同的参考平面，重力势能的数值会不同。

5.物体从高处自由落下，不计空气阻力，其机械能在这个过程中是守恒的。

6.弹簧的弹力与其伸长量或压缩量成正比。

7.惯性是物体保持其运动状态不变的性质，质量越大的物体惯性越大。

8.做匀加速直线运动的物体，其速度变化量与时间成正比。

9.光的反射现象中，反射角总是等于入射角。

10.动量守恒定律适用于孤立系统，即系统不受外力或所受外力之和为零。

五、问答题

1.解释什么是机械能守恒定律，并说明其适用条件。

2.简述什么是光的折射现象，并说明折射定律的内容。

3.一个物体从高处自由落下，不计空气阻力，请推导落地速度与下落高度的关系式。

试卷答案

一、选择题

1.B

解析：根据位移公式\(s=\frac{1}{2}at^2\)，代入\(s=25\)m，\(t=5\)s，解得加速度\(a=2\)m/s²。再根据牛顿第二定律\(F=ma\)，代入\(m=2\)kg，\(a=2\)m/s²，解得\(F=4\)N。

2.B

解析：根据自由落体运动的速度公式\(v=gt\)，代入\(v=20\)m/s，\(g=10\)m/s²，解得时间\(t=2\)s。

3.B

解析：根据牛顿第二定律\(N-mg=ma\)，代入\(m=50\)kg，\(a=2\)m/s²，\(g=10\)m/s²，解得支持力\(N=500\)N。

4.A

解析：根据线速度公式\(v=\frac{2\pir}{T}\)，代入\(r=10\)m，\(T=2\)s，解得\(v=5\pi\)m/s。

5.A

解析：根据折射定律\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)，代入\(n_1=1\)，\(\theta_1=30^\circ\)，\(n_2=1.33\)，解得\(\sin\theta_2=\frac{\sin30^\circ}{1.33}\approx0.371\)，所以\(\theta_2\approx19.5^\circ\)。

6.B

解析：根据胡克定律\(F=kx\)，代入\(k=200\)N/m，\(x=15\)cm-10cm=5cm=0.05m，解得\(F=2\)N。

7.A

解析：根据动能定理\(W=\DeltaE_k\)，重力做的功\(W=mgh\)。先根据自由落体运动的高度公式\(h=\frac{v^2}{2g}\)，代入\(v=10\)m/s，\(g=10\)m/s²，解得\(h=5\)m。再代入\(m=1\)kg，解得\(W=50\)J。

8.A

解析：根据速度公式\(v=v_0+at\)，代入\(v_0=5\)m/s，\(a=2\)m/s²，\(t=3\)s，解得\(v=11\)m/s。

9.A

解析：根据自由落体运动的速度公式\(v=gt\)，代入\(g=10\)m/s²，落地前1秒的速度即\(t=1\)s时的速度，解得\(v=10\)m/s。

10.B

解析：根据位移公式\(s=\frac{1}{2}at^2\)，代入\(s=25\)m，\(t=5\)s，解得加速度\(a=2\)m/s²。再根据速度公式\(v=at\)，代入\(a=2\)m/s²，\(t=5\)s，解得\(v=10\)m/s。

二、填空题

1.20m

解析：根据自由落体运动的速度公式\(v=gt\)，代入\(v=20\)m/s，\(g=10\)m/s²，解得时间\(t=2\)s。再根据高度公式\(h=\frac{1}{2}gt^2\)，代入\(t=2\)s，解得\(h=20\)m。

2.2.5J

解析：弹簧伸长量\(x=15\)cm-10cm=5cm=0.05m。根据弹性势能公式\(E_p=\frac{1}{2}kx^2\)，代入\(k=200\)N/m，\(x=0.05\)m，解得\(E_p=2.5\)J。

3.πrad/s

解析：根据角速度公式\(\omega=\frac{2\pi}{T}\)，代入\(T=2\)s，解得\(\omega=\pi\)rad/s。

4.\(\frac{3}{13}\times10^8\)m/s

解析：根据折射定律\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)，代入\(n_1=1\)，\(\theta_1=30^\circ\)，\(n_2=1.33\)，解得\(\sin\theta_2=\frac{\sin30^\circ}{1.33}\approx0.371\)，所以\(\theta_2\approx19.5^\circ\)。光在介质中的速度\(v=\frac{c}{n}\)，代入\(c=3\times10^8\)m/s，\(n=1.33\)，解得\(v\approx\frac{3\times10^8}{1.33}\approx2.26\times10^8\)m/s，近似为\(\frac{3}{13}\times10^8\)m/s。

5.600N

解析：根据牛顿第二定律\(N-mg=ma\)，代入\(m=50\)kg，\(a=2\)m/s²，\(g=10\)m/s²，解得支持力\(N=600\)N。合力为\(F=ma=50\times2=100\)N，但题目问的是支持力，不是合力。

6.5m

解析：根据自由落体运动的位移公式\(h=\frac{1}{2}gt^2\)，代入\(g=10\)m/s²，\(t=1\)s，解得位移\(h=5\)m。

7.2.5J

解析：弹簧伸长量\(x=15\)cm-10cm=5cm=0.05m。根据弹性势能公式\(E_p=\frac{1}{2}kx^2\)，代入\(k=200\)N/m，\(x=0.05\)m，解得\(E_p=2.5\)J。

8.9m

解析：根据位移公式\(s=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)，代入\(v_0=5\)m/s，\(a=2\)m/s²，\(t=2\)s，解得\(s=9\)m。

9.28.6°

解析：根据折射定律\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)，代入\(n_1=1\)，\(\theta_1=45^\circ\)，\(n_2=1.5\)，解得\(\sin\theta_2=\frac{\sin45^\circ}{1.5}\approx0.471\)，所以\(\theta_2\approx28.6^\circ\)。

10.5m/s

解析：根据平均速度公式\(\bar{v}=\frac{s}{t}\)，代入\(s=25\)m，\(t=5\)s，解得\(\bar{v}=5\)m/s。

三、多选题

1.A,C

解析：动能\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)，动能变化意味着速度大小或方向改变。质量改变也会导致动能改变，但题目问的是哪些情况下动能会变化，质量改变不是由物体自身性质决定的，而是外力作用的结果。速度方向改变会导致动能变化，速度大小改变也会导致动能变化。

2.A,B

解析：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。摩擦力做功会导致机械能不守恒，外力做功也会导致机械能不守恒。

3.A,C,D

解析：光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。水中筷子看起来变弯是光的折射现象，海市蜃楼是光的折射现象，光的色散也是光的折射现象。镜子中的影像是光的反射现象。

4.A,B,C,D

解析：动量\(p=mv\)，动量变化意味着质量改变或速度大小或方向改变，或者物体受到外力。质量改变会导致动量改变，速度大小或方向改变也会导致动量改变，物体受到外力也会导致动量改变。

5.A,B

解析：重力势能\(E_p=mgh\)，势能变化意味着高度改变或质量改变。速度改变不会导致势能改变，受到外力也不会直接导致势能改变，但外力做功可能会改变物体的机械能，进而影响势能。

四、判断题

1.正确

解析：在光滑水平面上，物体受到水平恒力作用做匀加速直线运动，只有重力势能和动能之间的转化，没有其他力做功，机械能守恒。

2.错误

解析：折射率越大的介质，光在其中传播的速度越慢。折射率\(n=\frac{c}{v}\)，其中\(c\)是光在真空中的速度，\(v\)是光在介质中的速度。

3.错误

解析：物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此存在向心加速度，加速度不为零。

4.正确

解析：重力势能是相对的，选择不同的参考平面，重力势能的数值会不同。

5.正确

解析：物体从高处自由落下，不计空气阻力，只有重力做功，机械能在这个过程中是守恒的。

6.正确

解析：弹簧的弹力与其伸长量或压缩量成