河南省淮阳县陈州高级中学2020届高三物理上学期全能竞赛试题 10页

河南省淮阳县陈州高级中学2020届高三物理上学期全能竞赛试题 ‎ 考试时间：90分钟；分值：120分 注意事项．‎ ‎1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 ‎2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷 一、选择题（本题共10个小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分）‎ ‎1．顶端装有滑轮的粗糙斜面固定在地面上，A、B两物体通过细绳如图连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平力F作用于悬挂的物体B上，使其缓慢拉动一小角度，发现A物体仍然静止。则此过程中正确的选项是 A．水平力F变大 B．物体A所受斜面给的摩擦力变大 C．物体A所受斜面给的作用力不变 D．细绳对物体A的拉力不变 ‎2．如图所示，在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A和B，质量之比mA∶mB = 3∶1。将两车用细线拴在一起，中间有一个被压缩的弹簧。烧 断细线后至弹簧恢复原长前的某一时刻，两辆小车的 A．加速度大小之比aA∶aB = 1∶1 B．速度大小之比vA∶vB = 1∶3‎ C．动能之比EkA∶EkB = 1∶1 D．动量大小之比pA∶pB = 1∶1‎ ‎3．t＝0时，甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶，它们的v－t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描 述正确的是 A．在第1小时末，乙车改变运动方向 B．在第2小时末，甲乙两车相距10 km C．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比 甲车的大 D．在第4小时末，甲乙两车相遇 ‎4．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中 后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，当地的重力加速度为g，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能增加了mgh C．他的机械能减少了（F－mg）h D．他的机械能减少了Fh ‎5. 如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球， 经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2落到斜面上的C点处，以下判断正确的是 A.t1∶t2=4∶1 B. t1∶t2=∶1‎ C.AB∶AC=2∶1 D. AB：AC=4∶1‎ ‎6．美国天文学家于今年3月15日宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行量的以女神“塞德娜”命名的红色天体，如果把该行星的轨道近似为圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星，该天体半径约为1000km，约为地球半径的．由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近 A．15年 B．60年 C．470年 D．104年 ‎7．如图所示，在沿水平轨道运动的小车内有一个固定的斜面，用细线悬挂在小车上的小球B在图示位置与小车保持相对静止，且斜面上物体A与斜面始终保持相对静止，则下列说法中正确的是 A．物体A与斜面间的动摩擦因数可能为零 B．物体A与斜面间的动摩擦因数一定不为零 C．若小车加速度为原来的2倍，则细线中拉力也为原来2倍 D．小车可能向右运动 ‎8．从某一高处水平抛出一个物体，物体着地时的速度方向与水平方向成θ角．不计空气阻力，取地面为重力势能的参考平面，则物体抛出时的动能与重力势能之比为 A．sin2θ B．cos2θ C．tan2θ D．cot2θ ‎9．游乐场中的一滑梯如图3所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动 ‎ 了一段距离后停下来，则 A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 D．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 ‎10．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中 A．F1的冲量等于F2的冲量 B．F1的冲量大于F2的冲量 C．摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量 D．合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量 二、本题共2小题，共21分，其中第11题12分，第12题为9分。把答案直接填在题题卷中得横线上或按要求作答。‎ ‎11．（12分）为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于 没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：‎ 轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质 量为m=0.5kg）、细线、米尺、秒表，他们根据已学过 的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合 适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率 和截距求出沙袋的质量。操作如下：‎ ‎（1）实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；‎ ‎（2）从m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余 砝码都放在左边沙袋中，发现m1下降m2上升；‎ ‎（3）用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋m1下降时间t，则可知沙袋的加速度大小为a＝‎ ‎（4）改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出______(选填 “a～m′”或“a～”）图线；‎ ‎（5）若求得图线的斜率k = 4m/kg·s2，截距b = 2 m/s2，沙袋的质量m1= kg，‎ m2= kg。‎ ‎12．（9分）某研究小组为测量一个遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验：‎ ‎①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；‎ ‎②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；‎ ‎③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；‎ ‎④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车与纸带所受的阻力恒定）.‎ 在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示（已知纸带左端与小车相连）。‎ 请分析纸带数据，试计算（结果均保留两位有效数字）：‎ ‎（1）电动小车运动得最大速度为 m/s。‎ ‎（2）电动小车关闭电源后加速度大小为 m/s2。‎ ‎（3）电动小车得额定功率为 W。‎ 三、本题共4小题，共59分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.‎ ‎13．（10分）翼型飞行器有很好的飞行性能。其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响。同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知：飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，F1=C1v2；空气阻力F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，F2=C2v2。其中C1、C2相互影响，可由运动员调节，满足如图1所示的关系。飞行员和装备的总质量为90kg。‎ ‎（1）若飞行员使飞行器以 速度在空中沿水平方向匀速飞行，如图所示。则飞行器受到动力F大小为多少？‎ ‎（2）若飞行员关闭飞行器的动力，使 飞行器匀速滑行，且滑行速度与 地平线的夹角θ=30°。如图所示。‎ 则速度的大小为多少？（结果可 用根式表示）‎ ‎14．（14分）一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：‎ ‎（1）该星球表面的重力加速度。‎ ‎（2）该星球的密度。‎ ‎（3）该星球的第一宇宙速度。‎ ‎15.（16分）如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙。在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上。现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以v0/2滑离B，恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m，试求 ：‎ ‎ （1）木板B上表面的动摩擦因数μ ‎（2）圆弧槽C的半径R ‎16．（19分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为2R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为，物块从D点飞离桌面后恰由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2，求：‎ ‎（1）BD间的水平距离。‎ ‎（2）判断m2能否沿圆轨道到达M点。‎ ‎（3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。‎ 高三物理竞赛参考答案 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 A BD BC D D D AD D C D ‎11、（3）2h/t2 （4） a ～m′ （5） 3 1.5‎ ‎12、⑴ 2.0 ⑵ 2.5 ⑶ 2.0‎ ‎13、（10分）‎ 解：（1）由受力分析可知：mg=C1v1 则C1=3N·s2/m2‎ 由C1、C2关系图象可知C2=2.5N·s2/m2‎ 动力F=F2=C2v12‎ ‎ 所以F=750N （ 5分）‎ ‎（2）由受力分析可知“‎ 在图1中过原点作直线正确 得到直线与曲线的交点 C2=2.3 C1=4 得约为m/s （ 5分）‎ 14、 ‎（14分）‎ 解：（1）由 解得（ 4分） （2）由得 （6分）‎ ‎（3）由得 （ 4分）‎ ‎15．（16分）‎ 解：（1）当 A在B上滑动时，A与BC整体发生相互作用，由于水平面光滑，A与BC组成的系统动量守恒有 ① （ 3分）‎ 由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能即 ‎ ② （ 3分）‎ 联立①②解得： ③ （ 2分）‎ ‎（2）当A滑上C，B与C分离，A、C发生相互作用。设A到达最高点时两者的速度相等均为v2，A、C组成的系统水平方向动量守恒有 ‎ ④ （ 3分）‎ 由A、C组成的系统机械能守恒： ⑤ （ 3分）‎ 联立解得： ⑥ （ 2分）‎ 16． ‎（19分）‎ 解：（1）设物块块由D点以初速做平抛，落到P点时其竖直速度为 ‎ 得 或设平抛用时为t，则 在水平方向：R=gt2/2‎ 在竖直方向：2R=VDt 可得 （ 3分）‎ 在桌面上过B点后初速 BD间位移为 （ 3分）‎ ‎（2）若物块能沿轨道到达M点，其速度为，‎ ‎ （ 3分）‎ 轨道对物块的压力为FN，则 解得 （ 2分）‎ 即物块不能到达M点 （1分）‎ ‎（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为，‎ 释放 （ 2分）‎ 释放 （ 2分）‎ 且 （ 1分）‎ 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，‎ 则 可得 （ 2分）‎