农安物理.docx

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农安物理

2010-2011学年吉林省长春市农安实验中学高一（上）竞赛物理试卷

一、选择题（每题6分，共54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6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分．）

1．（6分）甲、乙两质点同时、同地点向同一方向作直线运动，它们的v﹣t图象如图所示，则（　　）

A．

乙始终比甲运动得快

B．

甲的加速度为零，乙的加速度为5m/s2

C．

乙追上甲时距出发点距离为40m

D．

4s内乙的平均速度等于甲的速度

2．（6分）从某一高度相隔1s先后自由释放两小球甲和乙，不计空气阻力，则它们在空中任意时刻（　　）

A．

两球速度之差始终保持不变

B．

两球间速度之差越来越大

C．

两球距离越来越大

D．

两球间距离始终保持不变

3．（6分）（2007•台州模拟）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（　　）

A．

m=0.5kg，μ=0.4

B．

m=1.5kg，μ=

C．

m=0.5kg，μ=0.2

D．

m=1kg，μ=0.2

4．（6分）（2008•山东）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L．现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L．斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力（　　）

A．

等于零

B．

大小为

，方向沿斜面向下

C．

大小为

，方向沿斜面向上

D．

大小为mg，方向沿斜面向上

5．（6分）如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮O安装在一根轻木杆BO上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳AB段保持水平．C端挂一重物，BO与竖直方向θ=45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变θ角的大小，则滑轮受到细绳的弹力大小变化情况是（　　）

A．

只有θ变小，弹力才变大

B．

只有θ变大，弹力才变大

C．

不论θ变小或变大，弹力都变大

D．

不论θ如何变化，弹力都不变

6．（6分）在光滑水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内保持静止，若两力F1、F2随时间的变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．

在第2s内，物体做加速运动，加速度的大小恒定，速度均匀增大

B．

在第5s内，物体做变加速运动，加速度的大小均匀减小，速度逐渐增大

C．

在第3s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度均匀减小

D．

在第6s末，物体的加速度均为零，速度不为零

7．（6分）如图所示，质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，现有一个恒力F作用在物体上，力F过物体的重心，且方向竖直向下，则施加恒力F后物体的加速度将（　　）

A．

增大

B．

减小

C．

不变

D．

无法判断怎样变化

8．（6分）如图所示，轻绳OA的一端系在质量为M的物体上，另一端系在一个套在粗糙的水平横杆MN的圆环上，现用水平力F拉绳上一点，使物体从图中实线位置缓慢地上升到图中虚线位置，但圆环仍保持在原位置不动，则在这一过程中，拉力F、环与横杆的静摩擦力f和环对杆的压力N的变化情况分别是（　　）

A．

F增大，f不变，N增大

B．

F增大，f增大，N不变

C．

F减小，f减小，N不变

D．

F减小，f增大，N减小

9．（6分）质量为m的小球在直线MN的左方受到F1作用（m可视为质点），在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的恒力F2作用，现设小球由A点静止开始运动如图a所示，小球运动的v﹣t图象如图b所示，由图可知下列说法正确的是（　　）

A．

在MN的左方加速度为

B．

F2的大小为

C．

小球在MN的右方运动的时间为t3﹣t1

D．

小球在t=0到t=t4这段时间离A点最远距离为

二、实验题（10题每问3分，11题4分．共计10分）

10．（6分）某同学利用电火花计时器研究自由落体运动，他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花计时器，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上，先接通电源，使它工作起来，然后释放纸带，重锤带动纸带自由下落，纸带上被电火花打出一系列点迹，如下图所示，其中0，1，2，3，4是连续打出的几个点，相邻两点间的距离s1=6.04cm，s2=6.43cm，s3=6.81cm，s4=7.20cm（以下计算结果保留3位数字）

（1）由题中所给数据可求得当打第2点时重锤的速度为v2=　_________　m/s

（2）从打第1点到第4点所用的时间是　_________　s

11．（4分）以下列出了“探究小车速度随时间变化的规律”实验的操作步骤代号，按实验的合理顺序进行排列，操作顺序是　_________　、　_________　、　_________　、　_________　、　_________　、　_________　、　_________　

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B．把打点计时器固定在附有滑轮的木板的一端，并连接好电路

C．换上新纸带，重做实验

D．把附有滑轮的木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

E．使小车停在靠近打点计时器处

F．接通电源，待打点计时器的振动达到稳定，释放小车，让小车开始运动

G．把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，使细绳与木板平行，下面吊上适当的钩码．

三、计算题（本题共有3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和得要演算步骤.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）

12．（10分）如图所示，整个装置处于静止状态，PQ为水平放置的光滑细长杆，质量均为m的两小球A、B穿于其上．两球用长度均为L的轻线结于O点，A、B球间杆上有一劲度系数为K的被压缩的轻弹簧（在弹性限度内），这时弹簧的长度也为L．，O的下端为质量不计的光滑定滑轮，质量为m/2的C球用轻绳跨过定滑轮与置于水平地面上质量为2m的D球相连，求弹簧的原长？

13．（12分）如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A→B的长度L=50m，则物体从A到B需要的时间为多少？

14．（14分）（2004•江西）一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图示，已知盘与桌布间的动摩擦因数为μl，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2．现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？

（以g表示重力加速度）

2010-2011学年吉林省长春市农安实验中学高一（上）竞赛物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（每题6分，共54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6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分．）

1．（6分）甲、乙两质点同时、同地点向同一方向作直线运动，它们的v﹣t图象如图所示，则（　　）

A．

乙始终比甲运动得快

B．

甲的加速度为零，乙的加速度为5m/s2

C．

乙追上甲时距出发点距离为40m

D．

4s内乙的平均速度等于甲的速度

考点：

匀变速直线运动的图像．4758631

专题：

追及、相遇问题．

分析：

根据速度大小比较甲乙运动的快慢．图象的斜率等于加速度．根据“面积”等于位移求出乙追上甲时距出发点的距离．由公式

比较4s内平均速度的关系．

解答：

解：

A、由图看出，前2s内，甲比乙运动快，后2s内乙比甲运动快．故A错误．

B、根据斜率等于加速度得到，甲的加速度为零，乙的加速度为a=

．故B正确．

C、由于甲、乙两质点同地点向同一方向作直线运动，当它们再次相遇时位移相等，根据图象的“面积”等于位移得知，4s末乙追上甲，此时距出发点距离为s=v甲t=10×4m=40m．故C正确．

D、由公式

得，4s内乙的平均速度为

=

，等于甲的速度．故D正确．

故选BCD

点评：

本题主要根据图象的两个数学意义来分析其物理意义：

斜率等于加速度、“面积”等于位移．

2．（6分）从某一高度相隔1s先后自由释放两小球甲和乙，不计空气阻力，则它们在空中任意时刻（　　）

A．

两球速度之差始终保持不变

B．

两球间速度之差越来越大

C．

两球距离越来越大

D．

两球间距离始终保持不变

考点：

自由落体运动．4758631

专题：

自由落体运动专题．

分析：

甲、乙两球均做自由落体运动，由位移公式列出它们的距离与时间关系的表达式，再求出速度之差与时间的关系式．

解答：

解：

A、B、以释放第2个球开始计时，第一个球此时的速度v1=gt=10m/s，经过t时间后，第一个球的速度v=v1+gt，第二个球的速度v′=gt，则两球的速度差△v=v﹣v′=10m/s．两球的速度之差保持不变，故A正确，B错误；

C、D、以释放第2个球开始计时，第一个球此时的速度v1=gt=10m/s，与第二球之间的距离x1=

gt2=

×10×1m=5m．经过t时间后，第一个球的位移x=v1t+

gt2，第二个球的位移x′=

gt2，两球之间的距离为：

△x=（x+5）﹣x′=5+

gt2，时间增大，两球间的距离越来越大，故C正确，D错误；

故选AC．

点评：

本题可以通过匀变速直线运动的速度时间公式和位移时间公式求出两球间的距离和两球的速度之差，判断其如何变化．本题也可以以释放的第二个球为参考系，第一个球做匀速直线运动，从而可以判断出两球距离和速度之差的变化．

3．（6分）（2007•台州模拟）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（　　）

A．

m=0.5kg，μ=0.4

B．

m=1.5kg，μ=

C．

m=0.5kg，μ=0.2

D．

m=1kg，μ=0.2

考点：

牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像；滑动摩擦力．4758631

专题：

压轴题．

分析：

根据v﹣t图和F﹣t图象可知，在4﹣6s，物块匀速运动，处于受力平衡状态，所以拉力和摩擦力相等，由此可以求得物体受到的摩擦力的大小，在根据在2﹣4s内物块做匀加速运动，由牛顿第二定律可以求得物体的质量的大小．

解答：

解：

由v﹣t图可知4﹣6s，物块匀速运动，有Ff=F=2N．

在2﹣4s内物块做匀加速运动，加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律得ma=F﹣Ff，

将F=3N、Ff=2N及a代入解得m=0.5kg．

由动摩擦力公式得

，所以A正确．

故选A．

点评：

本题考查学生对于图象的解读能力，根据两个图象对比可以确定物体的运动的状态，再由牛顿第二定律来求解．

4．（6分）（2008•山东）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L．现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L．斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力（　　）

A．

等于零

B．

大小为

，方向沿斜面向下

C．

大小为

，方向沿斜面向上

D．

大小为mg，方向沿斜面向上

考点：

共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．4758631

分析：

弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件求出弹簧拉力；物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件求出摩擦力．

解答：

解：

弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件

F=mg①

根据胡克定律

F=kL②

物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，如图

根据共点力平衡条件，有

F′+f﹣2mgsin30°=0③

其中

F′=kL④

由以上四式解得

f=0

故选A．

点评：

本题关键对物体受力分析，然后运用共点力平衡条件列式求解．

5．（6分）如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮O安装在一根轻木杆BO上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳AB段保持水平．C端挂一重物，BO与竖直方向θ=45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变θ角的大小，则滑轮受到细绳的弹力大小变化情况是（　　）

A．

只有θ变小，弹力才变大

B．

只有θ变大，弹力才变大

C．

不论θ变小或变大，弹力都变大

D．

不论θ如何变化，弹力都不变

考点：

共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．4758631

专题：

共点力作用下物体平衡专题．

分析：

以滑轮为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件判断θ变化时，弹力是否变化．

解答：

解：

设重物的重力为G．以滑轮为研究对象，分析受力如图．由题，系统保持平衡，则绳子的张力F=G．根据平衡条件得：

F弹=

=

，F弹与θ无关，即不论θ如何变化，弹力都不变．

故选D

点评：

本题要抓住滑轮不省力的特点，是简单的三力平衡的问题，采用合成法研究比较简捷．

6．（6分）在光滑水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内保持静止，若两力F1、F2随时间的变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．

在第2s内，物体做加速运动，加速度的大小恒定，速度均匀增大

B．

在第5s内，物体做变加速运动，加速度的大小均匀减小，速度逐渐增大

C．

在第3s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度均匀减小

D．

在第6s末，物体的加速度均为零，速度不为零

考点：

牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．4758631

专题：

牛顿运动定律综合专题．

分析：

在第1s内物体处于静止状态，受力平衡，从第一秒末到第四秒末，物体的合力逐渐增大，第五秒内，物体的合力逐渐减小，根据速度与合力的方向得到物体可能的运动情况．

解答：

解：

A、在第2s内合力逐渐变大，故加速度不断变大，故A错误；

B、在第5s内合力均匀变小，加速度均匀变小，但合力与速度同方向，物体做加速运动，故B正确；

C、在第3s内，合力变大，加速度变大，速度变大，故C错误；

D、在第6s末，物体受力平衡，加速度为零，但物体从第一秒末到第五秒末一直做加速运动，第六秒做匀速运动，所以6s末速度不为零，故D正确；

故选BD．

点评：

本题关键求出合力的变化情况后，根据牛顿第二定律确定加速度的情况，然后根据加速度与速度的方向关系确定速度的变化情况．

7．（6分）如图所示，质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，现有一个恒力F作用在物体上，力F过物体的重心，且方向竖直向下，则施加恒力F后物体的加速度将（　　）

A．

增大

B．

减小

C．

不变

D．

无法判断怎样变化

考点：

牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．4758631

专题：

牛顿运动定律综合专题．

分析：

对物体受力分析，根据牛顿第二定律求出其加速度，再通过牛顿第二定律求出施加恒力F后的加速度，两者进行比较．

解答：

解：

未加F时，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：

a=

．

当施加F后，加速度

，因为gsinθ＞μgcosθ，所以Fsinθ＞μFcosθ，可见a′＞a，即加速度增大．故A正确，B、C、D错误．

故选A．

点评：

解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律进行求解．

8．（6分）如图所示，轻绳OA的一端系在质量为M的物体上，另一端系在一个套在粗糙的水平横杆MN的圆环上，现用水平力F拉绳上一点，使物体从图中实线位置缓慢地上升到图中虚线位置，但圆环仍保持在原位置不动，则在这一过程中，拉力F、环与横杆的静摩擦力f和环对杆的压力N的变化情况分别是（　　）

A．

F增大，f不变，N增大

B．

F增大，f增大，N不变

C．

F减小，f减小，N不变

D．

F减小，f增大，N减小

考点：

共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．4758631

专题：

共点力作用下物体平衡专题．

分析：

物体处于动态平衡状态，对物体进行受力分析，找出其中不变的力，再根据其它的力与这个力的关系就可以求出．

解答：

解：

绳子的拉力为T，则Tcosθ=mg；F=Tsinθ．所以T=

，F=mgtanθ．

因重力不变，当角θ增大时，cosθ减小，tanθ增大，则绳子拉力变大，拉力F增大．

再以整个系统为研究对象，水平方向上：

F=f，所以f也逐渐增大；

竖直方向上：

N=mg，所以N不变．故B正确，A、C、D错误．

故选B．

点评：

本题考查对动态平衡状态下物体的受力分析，从中找出变的量与不变的量，以及它们之间的关系是解题的关键．

9．（6分）质量为m的小球在直线MN的左方受到F1作用（m可视为质点），在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的恒力F2作用，现设小球由A点静止开始运动如图a所示，小球运动的v﹣t图象如图b所示，由图可知下列说法正确的是（　　）

A．

在MN的左方加速度为

B．

F2的大小为

C．

小球在MN的右方运动的时间为t3﹣t1

D．

小球在t=0到t=t4这段时间离A点最远距离为

考点：

匀变速直线运动的图像；牛顿第二定律．4758631

专题：

运动学中的图像专题．

分析：

由v﹣t图可知物体的速度随时间变化的规律，并能求出物体各段时间内的加速度；根据物体的受力情况则可得出两力的大小关系；

解答：

解：

A、图中0﹣t1与t3﹣t4两段时间内小球在MN的左方运动，根据图线的斜率等于加速度得：

物体在MN的左方加速度为a=

=

=

．故A正确．

B、在t1﹣t3时间内，小球的加速度大小为a′=

=

，根据牛顿第二定律得：

F2﹣F1=ma′，得到F2=F1+ma′=F1+

．故B错误．

C、在0﹣t1时间内，小球在MN的左方向向右做匀加速运动；在t1﹣t2时间内小球在MN的右方向右做匀减速直线运动，在t2﹣t3时间内小球在MN的右方向左做匀加速直线运动，根据运动过程的对称性得知，小球在MN的右方运动的时间为t3﹣t1．故C正确．

D、小球在t=0到t=t4这段时间内在t2时刻离A点最远，最远距离为S=

．故D正确．

故选ACD

点评：

本题结合图象与牛顿运动定律，应通过图象得出物体的运动情况，再由牛顿第二定律即可求得受力情况．

二、实验题（10题每问3分，11题4分．共计10分）

10．（6分）某同学利用电火花计时器研究自由落体运动，他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花计时器，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上，先接通电源，使它工作起来，然后释放纸带，重锤带动纸带自由下落，纸带上被电火花打出一系列点迹，如下图所示，其中0，1，2，3，4是连续打出的几个点，相邻两点间的距离s1=6.04cm，s2=6.43cm，s3=6.81cm，s4=7.20cm（以下计算结果保留3位数字）

（1）由题中所给数据可求得当打第2点时重锤的速度为v2=　3.31　m/s

（2）从打第1点到第4点所用的时间是　0.06　s

考点：

自由落体运动．4758631

专题：

实验题；自由落体运动专题．

分析：

（1）根据匀变速直线运动的推论：

打第2点时重锤的速度等于1、3间的平均速度求出v2．

（2）电火花计时器每隔0.02s打一个点，根据间隔数求出从打第1点到第4点所用的时间．

解答：

解：

（1）当打第2点时重锤的速度为v2=

=

（2）电火花计时器每隔0.02s打一个点，则从打第1点到第4点所用的时间是t=3T=0.06s．

故答案为：

（1）3.31m/s

（2）0.06s

点评：

电源的频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点，具有周期性．根据匀变速直线运动的两个推论可以根据纸带的数据求瞬时速度和加速度，这是考试的热点．

11．（4分）以下列出了“探究小车速度随时间变化的规律”实验的操作步骤代号，按实验的合理顺序进行排列，操作顺序是　D　、　A　、　B　、　E　、　G　、　F　、　C　

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B．把打点计时器固定在附有滑轮的木板的一端，并连接好电路

C．换上新纸带，重做实验

D．把附有滑轮的木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

E．使小车停在靠近打点计时器处

F．接通电源，待打点计时器的振动达到稳定，释放小车，让小车开始运动

G．把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，使细绳与木板平行，下面吊上适当的钩码．

考点：

探究小车速度随时间变化的规律．4758631

专题：

实验题；直线运动规律专题．

分析：

明确具体实验操作的物理意义，熟练使用打点计时器即可正确解答；实验步骤一般本着先安装器材，后进行实验的思路进行，要符合事物逻辑发展的顺序，不能颠三倒四．

解答：

解：

本着先安装器材，后进行实验的思路，

如在该实验中，先固定长木板，安装打点计时器，然后平衡摩擦力，

准备完毕开始进行实验，注意要先打点后释放小车，做完一次实验要及时关闭电源，

故正确的实验步骤是：

D、A、B、E、G、F、C

故答案为：

D、A、B、E、G、F、C

点评：

正确理解实验原理，加强实验操作，正确使用基本仪器，是正确解答实验问题的前提．

三、计算题（本题共有3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和得要演算步骤.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）

12．（10分）如图所示，整个装置处于静止状态，PQ为水平放置的光滑细长杆，质量均为m的两小球A、B穿于其上．两球用长度均为L的轻线结于O点，A、B球间杆上有一劲度系数为K的被压缩的轻弹簧（在弹性限度内），这时弹簧的长度也为L．，O的下端为质量不计的光滑定滑轮，质量为m/2的C球用轻绳跨过定滑轮与置于水平地面上质量为2m的D球相连，求弹簧的原长？

考点：

共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；胡克定律．4758631

专题：

共点力作用下物体平衡专题．

分析：

先对滑轮分析，求出绳子OE的拉力，再对结点0受力分析，根据共点力平衡求出AO、BO绳的拉力，然后在对