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2005年嘉兴市物理竞赛高一物理试题卷与答案


2005 年嘉兴市物理竞赛高一物理试题卷与答案
试 题 卷

考生须知:1.时间共 120 分钟;g 取 10m/s2;可以使用计算器;答案写在答题卷上有效 2.在答题卷上空白栏内打√,以确认自己是 A 类还是 B 类考生. 一、单选题(每题 6 分. 无论 A 类或 B 类考生 15 道单选题全部都要做) 1.2005 年是国际“世界物理年”.全世界以“灯光接力”的方式纪念伟大的科学家 A.牛顿 B.伽利略 C.开普勒 D.爱因斯坦 2.某同学身高 1.8m,在运动会上他参加背跃式跳高比赛。起跳后身体横着越过了 1.8m 高 的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为 A.2.4m/s B.4.2m/s C.6.0m/s D.8.2m/s 3.斜面上放着的木盒刚好能沿斜面匀速滑下,若在盒中加入砝码,则木盒将 A.匀速下滑 B.加速下滑 C.减速下滑 D.静止在斜面上 4.一圆盘以角速度ω 绕竖直轴转动. 在圆盘上离转轴 R 处放置一个质量为 m 的小木块 A, 它随圆盘一起做匀速圆周运动.设小木块 A 和水平圆盘之间的动摩擦因数为μ ,下列关于小 木块受到的摩擦力大小和速度方向,下列说法正确的是 A.摩擦力大小为 mω 2R,小木块 A 的速度方向不断变化 B.摩擦力大小为μ mg,小木块 A 的速度方向指向圆盘边沿 C.摩擦力大小为 mω 2R,小木块 A 的速度方向指向圆盘中心 0 D.摩擦力大小为μ mg,小木块 A 的速度方向指向圆盘中心 0 5 . 用 三 根 轻 绳 将 质 量 为 m 的 物 块 悬 挂 在 空 中 , 如 图 所 示 , 已 知 绳 ac 和 bc 与竖直方向的夹角分别为 300 和 600,则 ac 绳和 bc 绳中的拉力分别为 A.mg,mg B.mg,mg C.mg,mg D. mg,mg 6.第一宇宙速度是用人造地球卫星轨道半径 r 等于地球半径 R 计算出来的,实际上是 r>R 的,那么轨道上的人造卫星的线速度实际上是 A.等于第一宇宙速度 B.大于第一宇宙速度 C.小于第一宇宙速度 D.以上三种情况都可能 7. 如 图 , 一 个 原 来 静 止 的 质 量 为 m 的 物 体 。 放 在 光 滑 的 水 平 面 上 , 在互成 600 角的大小相等的两个力的作用下, 经过一段时间物体获得的速度为υ , 在力的方 向上获得的速度分别为υ 1、υ 2.那么在这段时间内其中一个力做的功为 A.mυ2 B.mυ2 C. mυ2 D. mυ2 8.一列火车由静止从车站出发,沿直轨道运动过程中加速度不断增大.行驶时间 T 后速 度达到 V,则可以判定列车在这段时间内行驶的路程 A. 一定大于 VT B.可能等于 VT C.一定小于 VT D.条件不足。无法确定. 9.下列各种运动中,在任何相等时间内,速度的变化不一定相等的是 A. 匀速直线运动 B.自由落体运动 C.竖直上抛运动 D.变速直线运动 10.如图所示,用两根等长的轻线悬挂一个小球,设绳长 L 和角α 已知,当小球垂直于纸面做简谐运动时,其周期表达式为 A. π B. 2π C. 2π D. 2π

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11.测定运动员体能的一种装置如图,运动员质量 m1=60kg, 绳栓在腰间沿水平方向跨过滑 轮(不计滑轮摩擦) ,悬挂重物 m2=50kg,人用力蹬传送带而保持人的重心不动,使传送带 上侧以 v=2m/s 的速率向右运动,设运动员与传送带之间的动摩擦因数是 0.5.下面是人对传 送带做功的四种说法正确的是 A.人对传送带每秒做功 200J B.人对传送带每秒做功为 600J C.人对传送带每秒做功 1000J D.人对传送带每秒做功为 1200J 12.一个小球以初速度 V0 竖直上抛,能达到的最大高度为 h。现给小球以相同的初速度 V0 滑上如图所示的四种轨道,则在哪种情况下,小球不能达到高度 h(忽略一切摩擦及空气阻 力) 13. 如 图 斜 面 体 P 放 在 水 平 面 上 , 物 体 Q 放 在 斜 面 上 , Q 受 到 一 个 水 平 推力 F,P、Q 都保持静止,Q 受到的静摩擦力大小为 f1,P 受到的水平面的摩擦力大小为 f2,当力 F 变大而未破坏 Q、P 的静止状态时 A.f1 、f2 都变大 B.f2 变大,f1 不一定变大 C.f1 变大,f2 不一定变大 D.f2 与 f1 都不一定变大 14.一辆质量为 m 的汽车在平直的公路上做匀加速直线运动, 其加速度大小为 a.整个汽车的 重心恰好在前后两轮的中心垂直线上、离地面的高度为 h;前后两轮的轮心相距为 L. 则运动中前轮对地面的压力是 A. ?Cma B. +ma C. ?Cma D. +ma 15.如图所示,重为 G 的物体用两根绳子 0A、OB 悬挂,开始时绳 OA 水平,现将两绳同 时顺时针缓慢转过 900,始终保持角大小不变,且物体始终静止,绳 OA 的拉力为 T1,绳 OB 的拉力为 T2,则在此旋转过程中不可能发生的是 A.T1 先减小后增大 B.T1 先增大后减小 C.T2 逐渐减小 D.T2 最终变为零 二、填空题(每空 10 分. B 类考生只做第 16 题----19 题,A 类考生只做 18----21 题 16.甲物体受 5N 的力,产生 0.4m/s2 的加速度. 乙物体受 10N 的力,产生 1.2m/s2 的加速 度.则惯性较大的是 物体. 17.一平直的传送带以一定的速率匀速运动, 如图所示。 今将一个工件从 A 处轻轻放到传送 带上,工件从 A 处向 B 处过程中,已知作匀加速运动的路程和作匀速运动的路程恰好相等。 工件作匀加速运动的时间是作匀速运动的时间的 倍. 18.如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹。已知物体是从原点 O 水平抛出,经测量 C 点的坐标为(60,45)。则平抛物体的初速度 v。= m/s. 19.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中:若通过测量纸带上某两点间距离 来计算即时速度,进行验证,设已测得点 2 到点 4 间距离为 s1,点 0 到点 3 间距离为 S2, 打点周期为 T,为验证重物开始下落到打点计时器打下点 3 这段时间内机械能守恒,s1、s2 和 T 可能满足的关系式为 T= . 20.质量为 M、半径为 R 的均匀球壳内,离球心处放置一个质量为 m 的质点,均匀球壳和 质点之间的万有引力的大小是 . 21.“神舟”五号飞船完成了预定空间科学和技术实验任务后,返回舱开始从太空向地球 表面按预定轨道返回, 返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降, 穿越大气层后, 在一定的高度下打开阻力降落伞进一步减速下降, 这一过程中若返回舱所受空气阻力与速度 的平方成正比,比例系数为 K(空气阻力系数) ,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落, 从某时刻开始记时,返回舱的运动 v-t 图象如右图中的 AD 曲线所示,图中 AB 是曲线在 A 点的切线,切线交于横轴一点 B 的坐标为(8,0) ,CD 是曲线 AD 的渐近线,假如返回舱

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总质量 M=400Kg,g=10m/s2.则推动空气的阻力系数 K 的值是 N•s2/m2.(结果保留三位数字) 三、计算题(要求写出必要的分析过程.B 类考生只做第 22 题中的(1),A 类考生全做) 22..北京时间 05 年 4 月 12 日 20 时 0 分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”捆 绑式运载火箭,成功地将“亚太六号”通信卫星(其质量用 m 表示)送入太空。这颗“亚太六 号 ” 通 信卫 星 在围 绕 地球 的 椭 圆轨 道 上运 行 。离 地 球 表面 最 近的 点 A(近 地 点 ) 高度 L1=209km(209×103m)、离地球表面最远的点 B(远地点)高度 L2=49991km(49991×103m)。 已 知 地 球 质 量 M=6.0 × 1024kg 、 引 力 常 量 G= × 10-9N?m2/kg2 、 地 球 半 径 R=6400km=6.4× 106m. 地球上空任一高度处 h(h 为到地球中心的距离),卫星具有的引力 势能表达式为求: (1)此卫星在围绕地球的椭圆轨道上从近地点 A 运动到远地点 B 的时间约为几天(设π 2=10.保留两位数字) (2)证明:VA?(L1+R)= VB(L2+R) 其中 VA 和 VB 分别是“亚太六号”通信卫星在近地点 A 和远地点 B 的速度;L1+R 和 L2+R 分别是“亚太六号”通信卫星在近地点 A 和远地点 B 到地球球心的距离(提示:根据 椭圆的对称性可知近地点 A 和远地点 B 所在轨道处的极小的弧形应是半径相等的圆弧的弧) (3)试 计 算 “ 亚 太 六 号 ” 通 信 卫 星 的 发 射 速 度 V 的 大 小 是 多 少 km/s( 保 留 两 位 数 字)

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2005 年嘉兴市物理竞赛高一答 题 卷 一二三总分 考生须知: A 类考生(嘉兴一中、秀州中学、嘉高、善高、平中、元济、海高、桐高、 茅盾、桐一) .B 类考生(非上述学校) 请在下边考生类别栏内空白打√,让阅卷教师确定您的类别 A类 B类 一、单项选择题(每题 6 分共 90 分. 无论 A 类或 B 类考生 15 道单选题全部都要) 题号 123456789101112131415 答案 二、(每空 10 分共 40 分.B 类考生只做第 16 题----19 题,A 类考生只做第 18----21 题) 16. 17. 18. 19.

20.

21.

三、计算题(20 分.B 类考生只做第 22 题中的(1),A 类考生全做) 解:

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2005 年嘉兴市物理竞赛高一









一、单项选择题(每题 6 分共 90 分. 无论 A 类或 B 类考生 15 道单选题全部都要做) 题号 123456789101112131415 答案 DBAADCCCDDCCBAA 二、(每空 10 分共 40 分.B 类考生只做第 16 题----19 题,A 类考生只做第 18----21 题) 16. 甲 17. 2 18. 2 19. 20. 0 21. 0.84 三、计算题(每题 20 分.B 类考生只做第 22 题中的(1),A 类考生全做) 22. (B 类)(1) 万有引力提供向心力 =mω2r=m()2r (2 分) 整理得== (4 分) 由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式也同样适用:k=== (2 分) 由 图 知 半 长 轴 r=(209+2 × 6400+49991)/2 (2 分) =31500km(或 315×105m) (2 分) T= (2 分) =s=0.64 天 (4 分) 从近地点 A 运行到远地点 B 的时间 t=T/2=0.32 天 (2 分) 22.(A 类)解: (1)万有引力提供向心力 =mω2r=m()2r (1 分) 整理得== (1 分) 由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式同样适用:k=== (1 分) 由图知半长轴 r=(209+2×6400+49991)/2 km (1 分) =31500km(或 315×105m) (1 分) T= (1 分) =s=0.64 天 (1 分) 从近地点 A 运行到远地点 B 的时间 t=T/2=0.32 天 (1 分) (2)设近地点 A 和远地点 B 所在轨道处的极小圆弧的半径为ρ 依题意和万有引力提供向心力得: fA==m???????????????????????.. (1 分) fB==m???????????????????????.. (1 分) 联立解得 VA?(L1+R)= VB(L2+R)??????????? ..(1 分) (3)由机械能守恒及上面的证明得: mV--=mV--????????????????.(1 分) mV--=mV--?????????????????..(1 分) VA?(L1+R)= VB(L2+R) 联立解得 V=????????????????..(2 分) 代入数据得 V0=10.6km/s??????????????????????(2 分)

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