高考物理力学竞赛试题(附答案)

高考物理力学试题

考试时间：120分钟 满分160分

一、本题共15小题，每小题4分，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．

1. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500m/s ，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近

A ．10-3s

B ．10-6s

C ．10-9s

D ．10-12s 2．如图所示，在高为H 的台阶上，以初速度0v 抛出一质量为m 的小石

子，不计空气阻力，当小石子落到距抛出点的垂直高度为h 的台阶上时，小石子动能的增量为

Ａ．mgh Ｂ．22

1mv mgh + Ｃ．mgh mgH - Ｄ．

22

1mv

3. 有四名运动员在标准的田径场进行800米跑步竞赛，图中插小旗处是他们各自的起跑位置，他们都顺利地按规则要求完成了比赛，下列说法正确的是

A ．他们跑完的路程相同

B ．他们跑完的位移相同

C ．他们跑完的圈数相同

D ．他们到达的终点可以相同

4．如图所示，一同学沿一直线行走，现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能大致反映该同学运动情况的速度—时间图象是

5．下列实例属于超重现象的是

A ．汽车驶过拱形桥顶端

B ．荡秋千的小孩通过最低点

C ．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动

D ．火箭点火后加速升空 6．如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 作用下，A 、B 保持静止。物体

B 的受力个数为：

A ．2

B ．3

C ．4

D ．5

7．如图所示，PQS 是固定于竖直平面内的光滑的 1

4 圆周轨道，圆心O 在S 的正上方。在O

和P 两点各有一质量为m 的小物块a 和b ，从同一时刻开始，a 自由下落，b 沿圆弧下滑。以下说法正确的是

A ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动能相等

B ．a 、b 同时到达S ，它们在S 点的速度不同

C ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的速度相同

D ．b 比a 先到达S ，它们在S 点的动能相等

8．如图所示，光滑轨道MO 和ON 底端对接且ON=2MO ，M 、N 两点高度相同。小球自M 点从静止自由滚下，忽略小球经过O 点时的机械能损失，以v 、s 、a 、k E 分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M 点到N 点运动过程的是

9．一辆汽车以恒定的功率，由静止出发沿平直的公路行驶。经4min 的时间行驶了1800m ，则能描述汽车运动的v-t 图象是图中的

10．不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c ”。该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为k1E ，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为k2E ，则

k1

k2

E E 为 A ．0.13 B ．0.3 C ．3.33 D ．7.5

P

Q

S

O

11．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t ＝0时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v －t 图中（如图），直线a 、b 分别描述了甲乙两车在0－20 s 的运动情况。关于两车之间的位置和位移关系，下列说法正确的

是

A ．在0－10 s 内两车逐渐靠近

B ．在10－20 s 内两车逐渐远离

C ．在5－15 s 内两车的位移相等

D ．在t ＝10 s 时两车在公路上相遇

12．如图所示，在倾角为300的足够长的斜面上有一质量为m 的物体，它受到沿斜面方向的力F 的作用。力F 可按图（a ）、（b ）（c ）、（d ）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F 与mg 的比值，力沿斜面向上为正）。

已知此物体在t =0时速度为零，若用v 1、v 2 、v 3 、v 4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率，则这四个速率中最大的是（ ）

A ．v 1

B ．v 2

C ．v 3

D ．v 4

13．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg 。现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为 A ．

5mg 3μ B ．4mg 3μ C ．2

mg

3μ D ．mg 3μ 14．10个同样的木块紧靠着放在水平地面上，每个木块的质量m=0.4kg ，长L=0.5m ，它们与地面之间的动摩擦因数均为μ2=0.1，在左方第一个木块的左端放一质量M=1.0kg 的铅块，它与木块之间的动摩擦系数μ1=0.2，如图，现突然给铅块一向右的初速度v 0=5.0m/s ，使其在木块上滑行，则铅块开始带动木块运动时铅块的速度为（铅块可看成质点）：

A ．11m/s

B ．10m/s

C ．3.0m/s

D ．7m/s

15．如图所示，用相同材料做成的质量分别为m 1、m 2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在

下列四种情况下，相同的拉力F 均作用在m 1上，使m 1、m 2作加速运动：①拉力水平，m 1、m 2在光滑的水平面上加速运动。②拉力水平，m 1、m 2在粗糙的水平面上加速运动。

0 5 10 10 15 20 5 t /s v /(m/s) b (乙) a (甲

)

v

m M

③拉力平行于倾角为θ的斜面，m 1、m 2沿光滑的斜面向上加速运动。④拉力平行于倾角为θ的斜面，m 1、m 2沿粗糙的斜面向上加速运动。以△l 1、△l 2、△l 3、△l 4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有 A ．△l 2＞△l 1

B ．△l 4＞△l 3

C.．△l 1＞△l 3 D ．△l 2＝△l 4

二．填空题（每题8分共16分）

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案

17．在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示．有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A 图线, 另一位同学实验测出了如图丙中的B 图线．试分析

①A 图线不通过坐标原点的原因是 ； ②A 图线上部弯曲的原因是 ； ③B 图线在纵轴上有截距的原因是 ．

三、计算与论证。本题共6小题，共84分。按题目要求做答。解答题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。 18．（8分）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 和小环速度v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度g ＝10m/s 2。求： （1）小环的质量m ； （2）细杆与地面间的倾角

α。

19．（15分）如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g ＝10m/s 2）求：

F /N v /ms

－1

5.5 1 F 5

α

0 2 4 6 t /s 0 2 4 6 t /s

A

α

B C

③

2

m 1

m F

θ

④

2

m 1

m F

θ

2

m 1m

F ① 2m 1m

F ②

（1）斜面的倾角α；

（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ； （3）t ＝0.6s 时的瞬时速度v 。

20．（12分）直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg 空箱的悬索与竖直

方向的夹角θ１＝４５０

。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5 m/s 2

时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝１４０

。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求

水箱中水的质量Ｍ。（取重力加速度g=10 m/s 2；sin １４０=0.242；cos １４０

=0.970）

21．（15分）如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R 。一质量为m 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道的最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg （g 为重力加速度）。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 的取值范围。

22．（16分）倾斜雪道的长为25 m ，顶端高为15 m ，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v 0＝8 m/s 飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g ＝10 m/s 2）

t （

s ） 0.0 0.2 0.4 ⋯ 1.2 1.4 ⋯ v （m/s ） 0.0

1.0

2.0

⋯

1.1

0.7

⋯

h

m

R

参考答案及评分标准

一、本题共15小题，每小题4分，共60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，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案

B

A

AD

C

BD

C

A

A

C

C

C

C

B

C

D

二．填空题（每题8分共16分） 16． 解答：

（1）由2

aT s =∆，用逐差法：

22

2m /s 97.402

.0910)12.132.148.173.190.108.2(=⨯⨯---++=-a 要求保留两位有效数字，所以，2

m/s 0.5=a （有效数字位数不对的给1分） ┄┄┄3分 （2）从b 段纸带上的数据可以看出，在相同的时间间隔（0.02s ）内的位移，直到D 4~D 5段还在增加（之前一直加速），而从D 5~D 6段开始减小（之后开始减速）所以，小车运动的最大速度可能出现在D 4~D 5段。 ┄┄┄2分 （3）当小车的加速度是2.5 m/s 2时，对整体由牛顿第二定律：

1)(sin a m M f g m g M 车重车重+=--α ①

当小车的加速度是-5 m/s 2时，对小车由牛顿第二定律：

2sin a m f g m 车车=--α ② 代入数据联立①②解出：

1:1=车

重

m M ┄┄┄3分 点评：本题考查考生对有效数字的认识,对实验数据的处理、数字运算、实验误差的处理，考查推理能力和实验探究能力。

17．

解答：①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；（答对一点也给2分） ┄┄┄2分 ②未满足拉车的钩码质量m 远小于小车的质量M ； ┄┄┄3分 ③在平衡摩擦力时，长木板的倾角过大，小车重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未对小车施加拉力时，小车已有加速度．（答对平衡摩擦力过度的也给3分） ┄┄┄3分 点评：本题的难点是第②问，这是一个连接体的问题，令钩码对小车的拉力为F ，共同的加速度为a ，由牛顿第二定律，对钩码：ma F mg =-，对小车：Ma F =，联立解出

15 m

25 m

m M mg a +=

，m M >>时，近似有：M

mg

a =，当拉力F 越来越大，也即m 越来越大时，

实际加速度m M mg a +=，与理想值：M mg

a =相比，越来越偏小，导致A 图线上部向下弯曲。

三、计算与论证。本题共6小题，共84分。按题目要求做答。解答题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。 18．（8分）

解答：由t v -图得前2s 内：5.02

10=-=-=

t v v a t m/s 2， ┄┄┄2分 根据牛顿第二定律，前2s 有：F 1－mg sin α＝ma ， ┄┄┄2分 2s 后有：F 2＝mg sin α， ┄┄┄2分 由图中数据：F 1 =5.5N ，F 2 =5N ，

代入数据可解得：m ＝1kg ，┄┄┄1分 α＝30︒。┄┄┄1分

点评：本题要求将运动情景和两个图像相结合，注意区分前2s 和2s 后运动情景和两个图像的对应关系。

19．（15分）

解答：（1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为：

a 1＝∆v

∆t ＝5m/s 2 ┄2分 由牛顿第二定律：mg sin α＝ma 1 ┄1分 可得：α＝30︒ ┄1分

（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：

a 2＝∆v

∆t ＝2m/s 2 ┄2分 由牛顿第二定律：μmg ＝ma 2 ┄1分 可得：μ＝0.2 ┄1分

（3）令物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经t 秒到达B 点，此时速率为B v 由at v v t +=0，对斜面上的加速运动：t v B 5= ① ┄┄┄1分 对平面上的减速运动到1.4s 的过程：)4.1(27.0t v B --= ② ┄┄┄1分 联立①②解出：s 5.0=t ┄┄┄1分 m /s 5.2=B v ┄┄┄2分

0.5s 后，物体在水平面上减速运动，t ＝0.6s 时，m/s 3.21.025.2=⨯-=v ┄┄┄2分 点评：本题的难点在第（3）问，要判断t ＝0.6s 时，物体是在斜面上还是在平面上运动，即判断物体在斜面上的运动时间，从而确定如何算t ＝0.6s 时的瞬时速度v 20．（12分） 解答：直升机沿水平方向匀速飞往水源取水的过程，对空箱令绳的拉力为T ，空气阻力为f ，由于平衡，在水平方向：f T =1sin θ┄┄2分 在竖直方向：mg T =1cos θ┄┄2分

所以：mg f = ┄┄2分

直升机取水后飞往火场的过程，对空箱和水，令绳的拉力为T '，由牛顿第二定律， 在水平方向：5.1)(14sin 0

⨯+=-'m M f T ┄┄┄2分 竖直方向由于平衡：g m M T )(14cos 0

+=' ┄┄┄2分 代入数据联立以上方程解出：kg 4500=M ┄┄┄2分 点评：本题两个运动过程都是用正交分解法，要注意审题，飞机取水做匀速直线运动，当然两个方向都是列平衡方程，而送水的过程在水平方向做匀加速直线运动，当然水平方向列牛顿第二定律，而竖直方向还是列平衡方程。

21．（15分）

解：10物块恰好能通过最高点时，令速度为1v ，物块下落高度为1h

由牛顿第二定律：R

v m mg 2

1=； ┄┄┄1分 ∴gR v =1；┄┄┄2分

从静止滑下到最高点的过程，由机械能守恒定律：

2112

12mv R mg mgh +⋅= ┄┄┄1分 ∴R h 25

1=┄┄┄2分

20物块对最高点的压力为mg 5时，令速度为2v ，物块下落高度为2h ，

由牛顿第二定律：R

v m mg mg 2

2

5=+ ┄┄┄1分 ∴gR v 62=；┄┄┄2分

从静止滑下到最高点的过程，由机械能守恒定律：

2

2

2212mv R mg mgh +⋅= ┄┄┄1分 ∴R h 52=┄┄┄2分 ∴h 的取值范围：R h R

52

5≤≤ ┄┄┄2分 22．（16分）

解：10令运动员飞行t 秒落在倾斜雪道上 水平位移：t v x 0=┄1分 竖直位移：t v y y 2

=

┄1分

由20

15

2tan 0=

==

v v x y y

θ┄1分 所以：m/s 128243=⨯⨯=y v ┄1分 此时沿斜面向下的分速度

y

x

O

θ

m/s 6.132.74.66.0128.08sin cos 01=+=⨯+⨯=+=θθy v v v ┄2分

由gt v y =，∴飞行时间：s 2.1==

g

v t y ， ┄1分

水平位移：m 6.92.18=⨯=x ┄1分 竖直位移：m 2.72.12

12

=⨯=y ┄1分 落地点跟坡顶的距离，m 12221=+=

y x S ┄1分

剩余坡道长m 1312252=-=S ┄1分 20在坡道的加速度：2m/s 4.4)2.08.06.0(10cos sin =⨯-=⋅-⋅=

m

mg mg a μ

θ ┄1分

到坡底的速度：134.426.1322

22

12

2⨯⨯+=+=as v v ∴m /s 3.172=v ┄2分 30在水平面上令滑行的距离x S ，由动能定理2

22

1mv S mg x =

⋅μ： ┄1分 m 84.742

.02036.299222=⨯==μg v S x ┄2分

23．（18分） 解：（1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程，由牛顿第二定律：

ma mg k mg f =-=-)1( ┄2分 所以：)1(-=k g a ┄2分

（2）整体自由下落的过程由机械能守恒：2122

1

2mv mgH ⋅= ┄1分 落地时的速度：gH v 21=

┄1分 反弹离地时的速度：gH v 21-=┄1分

对棒上升过程由牛顿第二定律：：2ma mgk mg =-- ┄1分

所以：

)1(2k g a +-= ┄1分

令棒第一次上升的高度为1h ，则：0)1(2221122

223=⋅+-=+=h k g gH h a v v ┄1分

所以：k

H

h +=

11 ┄1分 从绳断到棒第二次触地棒运动的路程：)

1(221++

=+=k H

H h H S ┄1分

（3）令全过程环相对棒下滑的距离为l ，则全过程系统损失的机械能等于摩擦力做功发的热：

kmgl mgl mgH W Q =+=2 ┄2分 所以：1

2;)1(2-=

-=k H

l l k H ┄2分 环 棒

所以，摩擦力对环及棒做的总功（即发的热）为：1

2-⋅==k H

kmg kmgl W 总 ┄2分

(完整)高考物理力学竞赛试题(附答案)

高考物理力学试题 考试时间：120分钟满分160分 一、本题共15小题，每小题4分，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确． 1.图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过 放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度 的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500m/s ，因此可估算出这幅照片的 曝光时间最接近 A．10-3s B．10-6s C．10-9s D．10-12s 2．如图所示，在高为H的台阶上，以初速度 v抛出一质量为m的小石 子，不计空气阻力，当小石子落到距抛出点的垂直高度为h的台阶上时， 小石子动能的增量为 Ａ．mghＢ．2 2 1 mv mgh+ Ｃ．mgh mgH-Ｄ．2 2 1 mv 3.有四名运动员在标准的田径场进行800米跑步竞赛，图中插小旗 处是他们各自的起跑位置，他们都顺利地按规则要求完成了比赛，下 列说法正确的是 A．他们跑完的路程相同 B．他们跑完的位移相同 C．他们跑完的圈数相同 D．他们到达的终点可以相同 4．如图所示，一同学沿一直线行走，现用频闪照 相记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能 大致反映该同学运动情况的速度—时间图象是 5．下列实例属于超重现象的是 A．汽车驶过拱形桥顶端B．荡秋千的小孩通过最低点 C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动D．火箭点火后加速升空 6．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体 B的受力个数为：

A．2 B ．3 C．4 D．5 7．如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的 1 4圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O 和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。 以下说法正确的是 A．a比b先到达S，它们在S点的动能相等 B．a、b同时到达S，它们在S点的速度不同 C．a比b先到达S，它们在S点的速度相同 D．b比a先到达S，它们在S点的动能相等 8．如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON=2MO，M、N两点高度相同。小球自M点从静 止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、 k E分别表示小球的速度、 位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程 的是 9．一辆汽车以恒定的功率，由静止出发沿平直的公路行驶。经4min的时间行驶了1800m， 则能描述汽车运动的v-t图象是图中的 10．不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c”。该 行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运 行的人造卫星的动能为 k1 E，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的 动能为 k2 E，则k1 k2 E E 为 A．0.13 B．0.3 C．3.33 D．7.5 P Q S O

全国中学生高中物理竞赛集锦(力学)答案

全国中学生物理竞赛集锦（力学）答案 第21届预赛（2020.9.5） 二、第一次，小物块受力情况如图所示，设T 1为绳中张力，a 1为两物块加速度的大小，l 为斜面长，则有 1111 m g T m a -= （1） 1221 sin T m g m a α-= （2） 2 11 2 l a t = （3） 第二次，m 1与m 2交换位置．设绳中张力为T 2，两物块加速度的大小为a 2，则有 2222m g T m a -= （4） 2112sin T m g m a α-= (5) 2 2123t l a ?? = ??? (6) 由（1）、（2）式注意到α ＝30?得 12 11222() m m a g m m -= + （7） 由（4）、（5）式注意到α ＝30?得 21 21222() m m a g m m -= + （8） 由（3）、（6）式得 2 19 a a = （9） 由（7）、（8）、（9）式可解得

1211 19 m m = （10） 评分标准：本题15分，（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）式各2分，求得（10）式再给3分。 七、由题设条件知，若从地面参考系观测，则任何时刻，A 沿竖直方向运动，设其速度为v A ，B 沿水平方向运动，设其速度为v B ，若以B 为参考系，从B 观测，则A 杆保持在竖直方向，它与碗的接触点在碗面内作半径为R 的圆周运动，速度的方向与圆周相切，设其速度为V A 。杆相对地 面的速度是杆相对碗的速度与碗相对地面的速度的合速度，速度合成的矢量图如图中的平行四边形所示。由图得 A A sin V v θ= （1） B A cos V v θ= （2） 因而 B A cot v v θ= （3） 由能量守恒 A 22 B B A A 12 1cos 2m gR m v m v θ=+ （4） 由（3）、（4）两式及m B ＝2m A 得 A 22cos sin 1cos gR v θ θ θ =+ （5） B 2 2cos cos 1cos gR v θ θ θ =+ （6） 评分标准： 本题（15）分．（1）、（2）式各3分，（4）式5分，（5）、（6）两式各2分。 九、设从烧断线到砝码1与弹簧分离经历的时间为△t ，在这段时间内，各砝码和砝码 图1

高考物理力学竞赛试题(附答案)

高考物理力学试题 考试时间：120分钟 满分160分 一、本题共15小题，每小题4分，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确． 1. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500m/s ，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近 A ．10-3s B ．10-6s C ．10-9s D ．10-12s 2．如图所示，在高为H 的台阶上，以初速度0v 抛出一质量为m 的小石子，不计空气阻力，当小石子落到距抛出点的垂直高度为h 的台阶上时，小石子动能的增量为 Ａ． mgh Ｂ．22 1mv mgh + Ｃ．mgh mgH - Ｄ． 22 1mv 3. 有四名运动员在标准的田径场进行800米跑步竞赛，图中插小旗处是他们各自的起跑位置，他们都顺利地按规则要求完成了比赛，下列说法正确的是 A ．他们跑完的路程相同 B ．他们跑完的位移相同 C ．他们跑完的圈数相同 D ．他们到达的终点可以相同 4．如图所示，一同学沿一直线行走，现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能大致反映该同学运动情况的速度—时间图象是 5．下列实例属于超重现象的是 A ．汽车驶过拱形桥顶端 B ．荡秋千的小孩通过最低点 C ．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 D ．火箭点火后加速升空 6．如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 作用下，A 、B 保持静止。物体B 的受力个数为：

A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 7．如图所示，PQS 是固定于竖直平面内的光滑的 1 4 圆周轨道，圆心O 在S 的正上方。在O 和P 两点各有一质量为m 的小物块a 和b ，从同一时刻开始，a 自由下落，b 沿圆弧下滑。以下说法正确的是 A ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动能相等 B ．a 、b 同时到达S ，它们在S 点的速度不同 C ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的速度相同 D ．b 比a 先到达S ，它们在S 点的动能相等 8．如图所示，光滑轨道MO 和ON 底端对接且ON=2MO ，M 、N 两点高度相同。小球自M 点从静止自由滚下，忽略小球经过O 点时的机械能损失，以v 、s 、a 、k E 分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M 点到N 点运动过程的是 9．一辆汽车以恒定的功率，由静止出发沿平直的公路行驶。经4min 的时间行驶了1800m ，则能描述汽车运动的v-t 图象是图中的 10．不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c ”。该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为k1E ，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为k2E ，则 k1 k2 E E 为 A ．0.13 B ．0.3 C ．3.33 D ．7.5 P Q S O

北京市高中物理(力学)竞赛第30届(2017)预赛试题与解答

第30届北京市高中力学竞赛预赛试题 一、选择题 1．教科书中这样表述牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。其中“改变这种状态”指的是改变物体的 A．加速度B．速度C．质量D．受力 2．一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶。如图1中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是 3．将小球以一定初速斜向上抛出，不计空气阻力，当小球到达最高点时 A．小球的速度为零 B．小球的速度最小，但不为零 C．小球的加速度为零 D．小球的加速度为g 4．如图2所示，绳上端固定，下端系一个质量为m的小球。现对小球施力，使绳子与竖直方向成θ角的位置静止。下列说法中正确的是 A．拉力的方向可能在图中II区内 B．拉力的方向可能在图中III区内 C．拉力的最小值为mg sinθ D．拉力的最小值为mg tanθ 5．飞船从航天站返回地球的过程中，若飞船上发动机停止工作，则 A．只有飞船绕地球做匀速圆周运动时，其中的物体才处于完全失重状态 B．飞船绕地球做椭圆运动时，其中的物体处于完全失重状态 C．飞船进入大气层中运动时，其中的物体不处于完全失重状态 D．飞船进入大气层中运动时，其中的物体仍处于完全失重状态 6．物块静止在粗糙水平木板上，抬起木板的一端，使它与水平面的倾角为30°时，木块由静止释放沿木板下滑，经过一段时间速度为v1。如果抬起木板的倾角为60°时，木块仍由静止开始下滑同样的时间，速度为v2,可以判定 A．v2>v1 B．v2=v1 C．v2

高中物理竞赛题(含答案)

高中物理力学部分竞赛题 （本试卷满分150分，，三个大题，共21小题。请考生务必请将所有题目的答案答在答题卡上相应的位置，答在试卷上的不给分，只交答题卡） 一、选择题（共70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5分，选对但不全的得2.5分，有错选的得零分。） 1、如图所示，在一条直线上两个振源A 、B 相距6m ，振动频率相等，从t 0时刻A 、B 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图像A 为甲，B 为乙。若A 向右传播的波与B 向左传播在t 1 = 0.3s 时相遇，则 （ ） A ．两列波在A 、 B 间的传播速度 均为10m/s B ．两列波的波长都是4m C ．在两列波相遇过程中，中点C 为振动加强点 D ．t 2 = 0.7s 时刻B 点经过平衡位置且振动方 向向下 2、1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星．然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300公里，比月球还要小．2006年8月24日晚在布拉格召开的国际天文学联合会(IAU)第26届大会上，来自各国天文界权威代表投票通过联合会决议，今后原来九大行星中的冥王星将不再位于“行星”之列，而属于矮行星，并提出了行星的新定义．行星新定义的两个关键：一是行星必须是围绕恒星运转的天体；二是行星的质量必须足够大，它自身的重力必须和表面力平衡使其形状呈圆球．一般来说，行星直径必须在800公里以上，质量必须在50亿亿吨以上．假如冥王星的轨道是一个圆形，则由以下几个条件能估测出其质量的是（其中万有引力常量为G ） （ ） A ．冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径 B ．冥王星围绕太阳运转的线速度和轨道半径 C ．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的线速度和轨道半径 D ．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径 3、如图所示，两个轮子的半径R =0.20 m ，由电动机驱动以角速度ω=8.0 rad/s 匀速同向转动，两轮的转动轴在同一水平面上，相互平行，距离d =1.6 m . 一块均匀木板条轻轻平放在两轮上，开始时木板条的重心恰好在右轮的正上方. 已知木板条的长度L ＞2d ，木板条与 轮子间的动摩擦因数μ=0.16 木板条运动到重心恰好到达左轮正上 方所需的时间是 （..） A ．1 s B ．0.785 s C ．1.5 s D ．条件不足，无法判断 4、如图所示，长为L 的长木板水平放置，在木板的A 端放置一个质量为m 的小物块，现缓慢地抬高A 端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v ，则在整个过程中（ ） A ． 木板对物块做功为212mv B ． 擦力对小物块做功为mgL sin α C ． 支持力对小物块做功为mgL sin α D ． 滑动摩擦力对小物块做功为21sin 2mv mgL α-

物理竞赛力学典型题目汇编(含答案)

第一讲 平衡问题典题汇总 类型一、物体平衡种类的问题一般有两种方法解题，一是根据平衡的条件从物体受力或力矩的特征来解题，二是根据物体发生偏离平衡位置后的能量变化来解题。 1、如图1—4所示，均匀杆长为a ，一端靠在光滑竖直墙上，另一端靠在光滑的固定曲面上，且均处于Oxy 平面内．如果要使杆子在该平面内为随遇平衡，试求该曲面在Oxy 平面内的曲线方程． 分析和解：本题也是一道物体平衡种类的问题，解此题显然也是要从能量的角度来考虑问题，即要使杆子在该平面内为随遇平衡，须杆子发生偏离时起重力势能不变，即杆子的质心不变，y C 为常量。 又由于AB 杆竖直时1 2 C y a =， 那么B 点的坐标为 sin x a θ= 111 cos (1cos )222 y a a a θθ= -=- 消去参数得 22 2 (2)x y a a +-= 类型二、物体系的平衡问题的最基本特征就是物体间受力情况、平衡条件互相制约，情况复杂解题时一定要正确使用好整体法和隔离法，才能比较容易地处理好这类问题。 例3．三个完全相同的圆柱体，如图1一6叠放在水平桌面上，将C 柱放上去之前，A 、B 两柱体之间接触而无任何挤压，假设桌面和柱体之间的摩擦因数为μ0，柱体与柱体之间的摩擦因数为μ，若系统处于平衡，μ0与μ必须满足什么条件？

分析和解：这是一个物体系的平衡问题，因为A 、B 、C 之间相互制约着而有单个物体在力系作用下处于平衡，所以用隔离法可以比较容易地处理此类问题。 设每个圆柱的重力均为G ，首先隔离C 球，受力分析如 图1一7所示，由∑Fc y ＝0可得 111 )2 N f G += ① 再隔留A 球，受力分析如图1一8所示，由∑F Ay =0得 1121 022 N f N G +-+= ② 由∑F Ax =0得 2111 02 f N N -= ③ 由∑E A ＝0得 12f R f R = ④ 由以上四式可得 12f f == = 112N G =，23 2 N G = 而202f N μ≤，11f N μ≤ 0μ≥ 2μ≥ 类型三、物体在力系作用下的平衡问题中常常有摩擦力，而摩擦力F f 与弹力F N 的合力凡与接触面法线方向的夹角θ不能大于摩擦角，这是判断物体不发生滑动的条件．在解题中经常用到摩擦角的概念． 例4．如图1一8所示，有两根不可伸长的柔软的轻绳，长度分别为1l 和2l ，它们的下端在C 点相连接并悬挂一质量为m 的重物，上端分别与质量可忽略的小圆环A 、B 相连，圆环套在圆形水平横杆上．A 、B 可在横杆上滑动，它们与横杆间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，且12l l <。试求μ1和μ2在各种取值情况下，此系统处于静态平衡时 两环之间的距 离AB 。

高中物理竞赛试题库附详细答案

高中物理竞赛试题库附详细答案 一、选择题 1. 下图是一台垂直面上的运动物体的加速度-时间图象，物体的初始速度为零。根据图象可知，该物体的速度-时间图象为： A) 直线斜率为正的一条直线 B) 曲线 C) 直线斜率为负的一条直线 D) 无法确定 答案：A) 直线斜率为正的一条直线 解析：根据加速度-时间图象的性质，直线斜率为正的一条直线表示物体在做匀加速运动。 2. 一个物体垂直抛掷，竖直上抛的速度和竖直下落的速度分别为v0和v1，则该物体上抛的时间与下落的时间比值为： A) v1/v0 B) √(v1/v0) C) v0/v1 D) √(v0/v1) 答案：D) √(v0/v1)

解析：根据物体竖直抛掷运动的性质，上抛和下落的时间比值为：上抛的时间/下落的时间= √(v0/v1)。 3. 将物体1质量为m1=2kg的铁块放在静止的光滑桌面上，物体2质量为m2=3kg的物体1上，两物体间没有任何摩擦力。物体1与物体2在竖直方向上的加速度为： A) 7/5m/s² B) 6/5m/s² C) 5/7m/s² D) 5/6m/s² 答案：A) 7/5m/s² 解析：根据牛顿第二定律和叠加力的原理： F = (m1 + m2) * a m1 * g - m2 * g = (m1 + m2) * a 2 * 9.8 - 3 * 9.8 = (2 + 3) * a 19.6 - 29.4 = 5a -9.8 = 5a a = -9.8 / 5 a = -1.96 m/s² 因为加速度的方向与重力方向相反，所以取绝对值：

|a| = 1.96 m/s² 所以物体1与物体2在竖直方向上的加速度为1.96 m/s²，即7/5 m/s²。 二、填空题 1. 物体从A点自由下落到B点，高度差为10m，重力加速度为 10m/s²，则到达B点时的速度为___m/s。 答案：14 m/s 解析：根据加速度公式： v² = u² + 2as 其中，v是最终速度，u是初始速度，a是加速度，s是位移。 因为物体自由下落，初始速度为0，加速度为重力加速度(10m/s²)，位移为10m。 所以： v² = 0 + 2 * 10 * 10 v² = 200 v = √200 v ≈ 14 m/s 2. 一个自行车从静止开始加速，以每秒2m/s²的加速度匀速直线运动。3秒后，自行车行驶的总路程为___m。

高中物理竞赛试题及答案

高中物理竞赛试题及答案 在高中物理竞赛中，同学们经常会遇到各种各样的试题，在这里，我们将提供一些常见高中物理竞赛试题及答案，希望能为各位竞赛选手提供些许帮助。 1. 电磁感应题 高中物理竞赛中常见的电磁感应题目主要考察对电磁感应原理的掌握和应用。比如，有这样一道试题： 一个长导线上有电流 I，长度为 l，绕在长度为 L 的大圆环内（环面法向相同），距离圆心为 R，如图所示。求大环内的自感系数。 （图片示意图，请打字描述） 该题需要应用电磁感应原理，根据电感公式求解。根据自感的电感公式L=μ0 n^2 S/l，其中μ0 是真空中磁导率，n 为导线上单位长度的匝数，S 为导线的横截面积，l 为导线长度。利用平面圆

环的电感公式L=μ0N^2πR^2/L，其中 N 为线圈匝数，R 为半径，L 为线圈长度。将两式相加，即可得到自感系数。 2. 热学题 热学题目在高中物理竞赛中也占有一定比例，主要考察对热力学原理的掌握和应用。以下是一个常见的热学题目： 一个厚度为 h 的不导热材料覆盖在一个均匀发热板的一面，另一面排放热量。如果在不考虑边缘效应的情况下，表面的温度差最大在哪里？ 该题需应用热传导公式，根据热传导定律计算热量传导，然后利用热平衡原理，求出温差的最大值。在这里，我们只需讨论具体的解题方法。对于一个厚度为 h 的不导热材料，其表面的传热速率为 $$ j=k\frac{\Delta T}{h} $$

其中 k 为材料的热导率，ΔT 为温度差。假设热量从左端点流出，这时可以根据连续条件和热平衡原理求解出最大温度差出现在板中心。（解法视具体题目而异） 3. 光学题 光学题目在高中物理竞赛中也比较常见，主要考察对光学原理的掌握和应用。以下是一个常见的光学题目： 垂直入射的单色光通过一块厚度为 t 的半透明薄膜，反射光的强度为入射光强度的 30%，透射光的强度为入射光强度的 50%。求膜的折射率和反射率。 该题主要考察的是通过半透明膜处理光线的能力。可以利用反射率和透射率公式求解。反射率 R 为反射光强度与入射光强度之比，其表达式为R=(ni−nt)2/(ni+nt)2，透射率 T 为透射光强度与入射光强度之比，其表达式为 T=4ni nt/(ni+nt)2。根据膜的厚度 t 可以求出入射光经过的膜的路径差Δ=r2−r1=2nt t，其中 r1 和 r2 分别为入射和反射光线经过膜的顶点到膜面的距离。综上所述，我们可以求得膜的折射率和反射率的值。（具体解法视题目而定）

高考物理力学练习题及答案

高考物理力学练习题及答案 1. 数据处理 一个物体沿轨道做简谐振动，振幅为2 cm，频率为5 Hz。在振动过程中，当物体通过位于平衡位置附近的某一点时，记录得到的位移数据如下： 0.5 cm, 1.8 cm, 2.2 cm, 1.4 cm, 0.7 cm, 1.9 cm, 2.1 cm, 1.3 cm 根据上述数据，回答以下问题： 1.1 求物体的周期。 解析：周期T与频率f之间的关系为 T = 1/f 。所以，物体的周期为T = 1/5 = 0.2 s。 1.2 求物体在最大位移处的速度。 解析：物体在最大位移处的速度为0。因为在简谐振动中，当物体通过最大位移处时速度为0。 1.3 求物体经过平衡位置时的加速度。 解析：根据简谐振动的定义，物体经过平衡位置时的加速度达到最大值，且方向指向平衡位置。由于简谐振动是在直线上的振动，所以加速度的大小等于振幅乘以角频率的平方，即a = ω²A = (2πf)²A。代入已知数据，可得a = (2π×5)²×0.02 = 0.785 m/s²。 1.4 绘制物体振动的位移-时间图。

解析：根据给定的位移数据，我们可以绘制位移-时间图。横轴表示时间，纵轴表示位移。根据数据点将曲线连接起来，即可得到位移-时 间图。 （图形待补充） 2. 动力学问题 一个质量为2 kg的物体受到一个力F = 4t N的作用，其中t为时间（秒）。当物体在t = 0 s时静止，求该物体在t = 5 s时的速度和位移。 解析：根据牛顿第二定律，F = ma。将所给的力F代入公式中，可 以得到 m*a = 4t。物体的质量为2 kg，所以 a = 2t m/s²。根据物理学中 的速度-时间关系，可得v = ∫(a dt) = ∫(2t dt) = t²。将时间t代入速度公式，当t = 5 s时，速度v = (5 s)² = 25 m/s。同理，根据位移-时间关系，可 得位移s = ∫(v dt) = ∫(t² dt) = (1/3)t³。将时间t代入位移公式，当t = 5 s 时，位移s = (1/3)(5 s)³ = 125/3 m。 3. 能量守恒 质量为0.5 kg的物体从高度为3 m的地方自由下落。求该物体落地 时的速度，并说明能量守恒的原理。 解析：物体自由下落时，其重力势能逐渐转化为动能。根据能量守 恒定律，物体在上升过程中失去的重力势能等于在下降过程中获得的 动能。所以，物体从高度为3 m下落时，其重力势能转化为动能，即 m*g*h = (1/2)m*v²，其中m为物体质量，g为重力加速度，h为下落的

全国物理竞赛试题

全国物理竞赛试题 一、选择题 1.下列哪一个是反射定律的表述： (A)入射角等于反射角 (B)折射角等于反射角 (C)入射角与反射角之比等于反射系数 (D)反射系数等于1 2.质点作直线运动，如果它的速度减小，但是速度方向不变，则质点在作: (A)负加速度运动 (B)加速度为零的匀运动 (C)源自阻力的减速运动 (D)初速度较高的减速运动 3. 真空中两根长度相等的电线，电线间隔为0.5m，载流量都是1A，指向同一方向，则电线间的相互作用力大小： (A)μ0I12πr (B)μ0I22πr (C)μ0I12πr2 (D)μ0I22πr2 4. 下列说法正确的是： (A)金属导体内部的电子可以任意运动 (B)电压降是造成电流的根本原因 (C)电流在导体内部的传输方式是电子从一端跑到另一端 (D)导体内部的电子实际上是穿行在固体晶格中的

5.一个系统的机械能在运动中守恒，则以下说法哪一个 是正确的？ (A) 动能和势能都不变 (B) 动能增加，势能减少 (C) 动能减少，势能增加 (D) 动能和势能都增加 二、填空题 1.某N型半导体的激活因子为0.1，其载流子密度为3 × 1016m-3，则其电导率为____________。 2.一根长为2m的均匀细杆重量为W，质心离杆中点的距离为d，则细杆绕中点轴转动的转动惯量为_____________。 3.弹性势能、电势能、势能、化学能都属于_____________能。 4.通过一根电阻时，电流为1A，电阻的阻值为5Ω，则通过这个电阻的功率为______________。 5.在正常大气压下，一个土星上表面积为80000km2的区域所 受的重力为______________。 三、解答题 1.电路 【试题描述】 接一台 rated 为 120 V 的电动起子，它的输出功率的最大值为 Kw，它的电动机输出的实际功率只是其最大值的一小部分。我们打算用它来升起重物，但是起子有一定重量需要消耗一定的功率，所以并不能完全转变成重物势能。根据电工定律与机械定律，请你推算出它抬起 5000 N 重物所需的时间。 【参考答案】 第一步：算出电动机输出的实际功率，已知电压为 120 V，取效率η 为10%:

高中物理力学综合试题及答案

物理竞赛辅导测试卷（力学综合1) 一、（10分)如图所时，A 、B 两小球用轻杆连接，A 球只能沿竖直固定杆运动，开始时，A 、B 均静止，B 球在水平面上靠着固定杆，由于微小扰动，B 开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ，则a=. 二、(10分） 如图所示,杆OA 长为R ，可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可 伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M,滑轮的半径可忽略，B 在O 的正上方，OB 之间的距离为H ，某一时刻,当绳的BA 段与OB 之间的夹角为α时,杆的角速度为ω，求此时物块M 的速度v M 三、（10分）在密度为ρ0的无限大的液体中,有两个半径为R 、密度为ρ的球，相距为d ，且ρ>ρ0，求两球受到的万有引力。 四、（15分）长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物 体，它们沿光滑水平面运动。在某一时刻质量为m 1的物体停下来，而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ，求此时线的张力。 五、（15分）二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅， 振幅为0.01m ，初位相相差π，相向发出两线性简谐波,二波频率均为100Hz ，波速为430m/s ，已知B 为坐标原点,C 点 坐标为x C =30m,求：①二波源的振动表达式；②二波的表达式；③在B 、C 直线上，因二波叠加而静止的各点位置。 六、（15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻 质弹簧和质量为m 的物体组成的振子，没跟弹簧的劲度系数均为k ，弹簧的一端固定在墙上,另一端与物体相连，物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。当弹簧恰为原长时，物体位于O 点,现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度），然后将物体由静止释放，设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲，一直保持在一条直线上，现规定物体从最右端运动至最左端（或从最左端运动至最右端）为一个振动过程.求： （1)从释放到物体停止运动,物体共进行了多少个振动过程；(2）从释放到物体停止运动，物体共用了多少时间？（3)物体最后停在什么位置？（4）整个过程中物体克服摩擦力做了多少功？ 七、（15分）一只狼沿半径为R 圆形到边缘按逆时针方向匀速 跑动，如图所示,当狼经过A 点时，一只猎犬以相同的速度从圆心出 发追击狼，设追击过程中，狼、犬和O 点在任一时刻均在同一直线上，问猎犬沿什么轨迹运动？在何处追击上？ 八、（15分）经过用天文望远镜长期观测, 人们在宇宙中已经发 M O C y x v v B 0 v 0

第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及 答案 31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 一、(12分) 题目一：球形液滴的振动频率 假设球形液滴振动频率与其半径r、密度ρ和表面张力系 数σ之间的关系式为f=kρσr，其中k是常数。根据单位分析法，可以得到单位等式[f]=[ρ][σ][r]。力学的基本物理量包括质量m、长度l和时间t，分别对应的单位是千克(kg)、米(m)和秒(s)。 根据单位等式，[f]=[t]^-1，[r]=[l]，[ρ]=[m][l]^-3，[σ]=[m][t]^-2.将这些单位代入单位等式，得到[t]^-1=[l]^-3[m]^[ρ][t]^-2[σ]，即[t]^-1=[l]^[ρ][m]^[σ][t]^-2.由此可以得到三个未知量的关系式：α-3β=0，β+γ=0，2γ=1.解得α=-1，β=-1，γ=1/2. 解法二：

假设球形液滴振动频率与其半径r、密度ρ和表面张力系 数σ之间的关系式为f=kρσr，其中k是常数。根据单位分析法，可以得到单位等式[f]=[ρ][σ][r]。在国际单位制中，振动频率的单位是赫兹(Hz)，半径r的单位是米(m)，密度ρ的单位是千 克每立方米(kg/m^3)，表面张力系数σ的单位是牛每米(N/m)= 千克每秒平方(m/s^2)。根据单位等式，[f]=s^-1，[r]=m，[ρ]=kg/m^3，[σ]=kg/s^-2.将这些单位代入单位等式，得到[s]^- 1=[m][ρ][σ]，即[s]^-1=[m][kg/m^3][kg/s^-2]。将这个式子代入 f=kρσr，得到k=f/ρσr。 1.(V。T)。(p。V。T)和(pf。V。T)分别表示气体在初态、中间态和末态的压强、体积和温度。留在瓶内的气体先后满足绝热方程和等容过程方程： p1 * V1^γ = p2 * V2^γ (绝热方程) V1 = V2 * (p1/p2) (等容过程方程) 联立以上两式可得： p1/T1 = p2/T2 = pf/Tf

2019-2020年高一物理力学综合竞赛试卷附答案解析

2019-2020年高一物理力学综合竞赛试卷附答案解析 一、选择题：（每题4分，共40分） 1、如图所示，一木板B 放在水平地面上，木块A 放在木板B 的上面，木块A 的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上．用力F 向左拉木板B ，使它们以速度v 运动，这时弹簧秤示数为F ．下列说法中正确的是： A ．木板 B 受到的滑动摩擦力的大小等于F B ．地面受到的滑动摩擦力的大小等于F C ．若木板以2v 的速度运动，木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于2F D ．若用力2F 拉木板B ，木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于F 2、一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB ，右侧面是曲面AC 。已知AB 和AC 的长度相同。两个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间： A.p 小球先到 B.q 小球先到 C.两小球同时到 D.无法确定 3、如图，甲、乙两木块用细绳连在一起，中间有一被压缩竖直放置的轻弹簧，乙放在水平地面上，甲、乙两木块质量分别为21m m 和，系统处于静止状态，此时绳的张力为F 。在将细绳烧断的瞬间，甲的加速度为a ,则此时乙对地面压力为： A.g m m )(21+ B. F g m m ++)(21 C. F g m +2 D. 12()m a g m g ++ 4、“神舟三号”顺利发射升空后，在离地面340km 的圆轨道上运行了108圈。运行中需要多次进行 “轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是： A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小 B.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变 C.重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变 D.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小 5、质量为m 的物体在竖直向上的恒力F 作用下减速上升了H ，在这个过程中，下列说法中正确的有： A.物体的重力势能增加了mgH B.物体的动能减少了FH C.物体的机械能增加了FH D.物体重力势能的增加小于动能的减少

高中物理竞赛复赛模拟试题(有答案)

高中物理竞赛模拟试题〔复赛〕 一、某一构件由两个菱形组成，AB 和DE 是两根硬杆，各焦点都用铰链连接，大菱形的边长是2l ，小菱形的边长是l ，现设法使顶点F 以加速度a 水平向右运动，求： 〔1〕C 点的加速度多大？ 〔2〕当两个菱形都是正方形，F 点的速度为ν时，A 点的加速度的大小和方向。 二、长为L 的杆AO 用铰链固定在O 点，以角速度ω围绕O 点转动，在O 点的正上方有一个定滑轮B ，一轻绳绕过B 滑轮的一端固定在杆的A 端，另一端悬挂一质量为M 的重物C ，O 、B 之间的距离为h ，求： 〔1〕当AB 绳与竖直方向成θ角时，重物的运动速度； 〔2〕此时绳上的张力为多少？ 三、一对半径为r 的轻轮安装在一根细轴上它们共同以某一速度ν沿图示的平面向右滚动。斜面与平面接触的顶角A 处足够粗糙〔即轮不会产生滑动〕，斜面与水平面成α角，要求轮从平面滚动到斜面时不要离开顶角，问ν的最大值为多少？ 四、一架大型民航飞机在降落到机场前撞上一只正在飞行的天鹅，试估算，天鹅转击飞机的力为多少〔只要数量级正确即可〕？ 五、有一汽缸，除底部外都是绝热的。上面是一个不计重量的活塞，中间是固定的导热隔板，把汽缸分成相等的两局部A 和B ，上下各有1mol 氮气，现从底部将350J 的热量传送给气体，求： 〔1〕A 、B 内的气体温度各改变了多少？ 〔2〕它们各吸收了多少热量？ 假设是将中间的隔板变成一个导热的活塞其他条件不变，如此A 、B 的温度又是多少？〔不计一切摩擦〕 A

六、两个绝缘的相距较远的球形导体，半径分别为r 1、r 2，带电后电势分别为ν1和ν2，假设用细导线将两个球连接起来，求在导线上放出的电量。 七、一个正方形的导线框ABCD ，边长为l ，每边的电阻为R ，在它中点处内接一个小一些的正方形线框EFGH ，然后在各边中点在内接一个更小的正方形导线框 一直下去，直至无穷。如果所有正方形导线框用的导线都是一样的，所有接触点接触良好。求： 〔1〕A 、C 两点之间的电阻 〔2〕A 、B 两点之间的电阻 八、字一焦距为f 的薄透镜的一侧放置一个球心位于主光轴的球面，试证明当球心与透镜光心的距离u 以与球面半径R 满足一定条件时，此球面通过透镜所成的像也是一球面。 H E D A

高三物理竞赛试卷

高三物理竞赛试卷 考试范围：xxx ；考试时间：xxx 分钟；出题人：xxx 姓名：___________班级：___________考号：___________ 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 一、选择题 1.如图所示，a 、b 两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小气a 能落到半圆轨道上，小球b 能落到斜面上，则 A ．b 球一定先落在斜面上 B ． a 球一定先落在半圆轨道上 C ．a 球可能先落在半圆轨道上 D ．a 、b 不可能同时落在半圆轨道和斜面上 2.如图甲所示，劲度系数为k 的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m 的小球，从离弹簧上端高h 处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴ox ，小球的速度v 随时间t 变化的图象如图乙所示．其中OA 段为直线，AB 段是与OA 相切于A 点的曲线，BC 是平滑的曲线，则关于A 、B 、C 三点对应的x 坐标及加速度大小，下列说法正确的是（ ） A ．x A =h ，a A =0 B ．x A =h ，a A =g C ．x B =h+，a B =0 D ．x C =h+ ，a C =0 3.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是 ( )

A．分子无规则运动的情况 B．某个微粒做布朗运动的轨迹 C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线 D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 4.如图,一水平导轨处在方向斜向左上方、与水平方向成60°的磁场中，磁场作用下一根通有恒定电流的金属棒在导轨上向右做匀速滑动，现将磁场方向顺时针缓慢转动30°，在此过程中金属棒始终保持向右匀速运动，则磁感应强度B的大小变化情况可能是 A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 5.下列说法正确的是 A．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 B．利用狂粒子散射实验可以估算原子的半径 C．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 6.自由落体第10个0.5 s经过的位移是第1个0.5 s经过的位移的倍数为A．15 B．19 C．20 D．25 7.下列说法符合物理史实的是（）A．牛顿最早论证了重物体不会比轻物体下落得快 B．卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出万有引力的引力常量G C．相对论的创立表明经典力学已不再适用 D．法拉第首先发现电流可以使周围磁针偏转的效应，称为电流的磁效应8.总质量为1500kg的汽车，由静止开始沿平直公路以额定功率p=90kw 启动，并保持额定功率行驶，汽车匀速运动过程中，突然发现前方有障 碍物，立即以5m/s2的加速度开始刹车，汽车最后停下来．整个过程中，汽车位移为765m，刹车之前汽车受到的阻力恒为3000N．则（） A．汽车运动的最大速度为30m/s B．汽车运动的平均速度等于15m/s C．汽车保持刹车过程运动的位移等于90m D．汽车保持额定功率行驶的时间等于30s 9.质量m=2kg的物块在竖直向上的拉力作用下由静止开始运动，物块动 能E k 与其上升距离h间的关系如图所示．重力加速度g取10m/s2，则下 列说法中正确的是（） A．h=1m时拉力的功率为44W B．在前2m的运动过程中物块所经历的时间为2s

力学竞赛试题及答案

(1) 利用三 力学竞赛试题及答案 一、四叶玫瑰线 解：（1）对于四叶玫瑰曲线p = acos28,在直角坐标系中可写成（图3-1） X 将° = acos2&代入上式，得 y = /? sin 8 x = a cos 28 cos 0 y = a cos 20 sin 0 固定内齿轮O 内作纯滚动，其中内齿轮的半径为小齿轮的半径为厂，画笔所在E 点离 小齿轮圆心a 的距离为随系杆OO ］的转动，其E 点的轨迹为 X E =(R - r ) COS 0 + acos (p y E = (/? 一厂)sin Q _ g sin 0 R — f 利用小齿轮的纯滚动条件RO=r((P +O).有0 = —— 0.代入上式可得 { 小齿轮q 在 cosacos0 = *[cos@ + 0) + cos@-0)]

(4) R_r x 已=(R — r) cos 0 + e cos( -- cp) < r R _ r y E =(/?_ 厂)sin&_fsin( ----------

第34届全国中学生物理竞赛预赛试题及答案解析

第34届全国中学生物理竞赛预赛试题及答案 一、选择题.本题共5小题，每小题6分.在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分. 1.下述实验或现象中，能够说明光具有粒子性的是（） A.光的双缝干涉实验 B.黑体辐射 C.光电效应 D.康普顿效应 2.系统1和系统2质量相等，比热容分别为G和C2,两系统接触后达到共同温度7;整个过程中与外界（两系统之外）无热交换。两系统初始温度儿和丁2的关系为（） A ・7\=旨（7一丁2）一T B ・ Ti= ^T-T2）~T C. Ti与Q_TJ+T D. Ti辛Q_TAT 可近似地用公式R=W表示，其中&为一常量。对于核子数相同的原子核，下列说法正确的是（ ------- ）----------------------------------- A.质量密度是基本相同的 B.电荷密度是基本相同的 C.表面积是基本相同的 D.体积是基本相同的 4.一颗人造地球通讯卫星（同步卫星）对地球的张角能覆盖赤道上空东经。。一如到东经6。+頌之间的区域。已知地球半径为R）,地球表面

处的

重力加速度大小为g,地球自转周期为T.M 的值等于（ B. 2 arcsin( )" C. arccos ( )! 3 5. 有3种不同波长的光，每种光同时发出、同时中断，且光强都相同, 总的光强为厶脉冲宽度（发光持续时间）为们光脉冲的光强/随时间，的变 化如图所示。该光脉冲正入射到一长为乙的透明玻璃棒，不考虑光在玻璃 棒中的传输损失和端面的反射损失。在通过玻璃棒后光脉冲的光强I 随时 间/的变化最可能的图示是（虚线部分为入射前的总光强随时间变化示意 图）（ ） A. arcsin( )*3 D. 2arccos (