2019-2020年高中物理 競賽試題3 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 競賽試題3 新人教版必修2 一、選擇題：（本題共10小題，每題5分，滿分50分。每題所給的選項中有的只有一個是正確的，有的有幾個是正確的，將正確選項的序號選出，并填入“答卷頁”的表格中。全部選對的得5分，部分選對的得3分，有錯選或不選的得0分） 1．如圖所示，在高空中有四個小球，在同一位置同時以相同速率V豎直向上、豎直向下、水平向左、水平向右被射出，經(jīng)過1s后四個小球在空中的位置構(gòu)成的正確圖形是 ( ) 2．我國是一個消耗能源的大國，節(jié)約能源刻不容緩。設(shè)有一架直升飛機以加速度a從地面由靜止開始豎直向上起飛，已知飛機在上升過程中每秒鐘的耗油量V0=Pa+q(P、q均為常數(shù))，若直升飛機欲上升到某一定高度處，且耗油量最小，則其加速度大小應(yīng)為 ( ) A、P/q B、q/P C、 D、 3．半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的豎向擋板MN，在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如圖1所示是這個裝置的截面圖，若用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動，在Q落到地面以前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中，下列說法中正確的是（ ） A、MN對Q的彈力逐漸減小 B、Q所受的合力逐漸增大 圖1 C、地面對P的摩擦力逐漸增大 D、P、Q間的彈力先減小后增大 4．如圖2，在光滑水平面上，放著兩塊長度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊，開始時，各物均靜止，今在兩物體上各作用一水平恒力F1、F2，當物塊和木塊分離時，兩木板的速度分別為v1和v2 ，物塊和木板間的動摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的有（ ） A、若F1＝F2，M1＞M2，則v1 ＞v2 B、若F1＝F2，M1＜M2，則v1 ＞v2 圖2 C、若F1＞F2，M1＝M2，則v1 ＞v2 D、若F1＜F2，M1＝M2，則v1 ＞v2 5．一根質(zhì)量為m，長度為L的電纜盤放在水平面上（不計其厚度），用手拉住其一端，以F = 0.7mg的豎直向上的恒力向上拉，電纜的另一端剛離開地面時的速度大小為（不考慮電纜的微小擺動）（ ） A、0　　 B、　　 C、　　 D、另一端不可能離開地面 圖3 6．一根長為L，質(zhì)量不計的硬桿，桿的中點及右端各固定一個質(zhì)量為m的小球，桿可以帶著球在豎直平面內(nèi)繞O點轉(zhuǎn)動，若開始時桿處于水平位置，并由靜止釋放，如圖，當桿轉(zhuǎn)到豎直位置時（ ） A.右端小球的速率為 12gL／5 B.右端小球的機械能減少mgL／5 C.中點小球的機械能減少mgL／5 D.每個小球的機械能都不變 7．如圖，兩個相同小球A、B分別拴在細繩的兩端，繩子穿過一根光滑管子，B球在水平面上作半徑為r的勻速圓周運動，A球靜止不動，則（ ） A、B球受到繩的拉力等于A球受到繩的拉力 B、若A球靜止在較高位置時，B球角速度較小 圖4 C、若A球靜止在較低位置時，B球角速度較小 D、B球角速度改變時，A球可以不升高也不降低 圖5 A A B B v0 v0 8．如圖所示，小滑塊以初速度v0開始沿圖示粗糙軌道從A端運動到B端過程克服滑動摩擦力所做的功為W1；小滑塊以相同大小的初速度v0沿圖示軌道從B端運動到A端過程克服滑動摩擦力所做的功為W2．滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)處處相同，A、B位于同一水平高度，則W1與W2的大小關(guān)系是（ ） A．W1 > W2 B．W1 = W2 C．W1 < W2 D．不能確定W1與W2的大小關(guān)系 圖6 9．如圖所示，在足夠大的光滑水平面上放有兩質(zhì)量相等的物塊A和B，其中A物塊連接一個輕彈簧并處于靜止狀態(tài)，B物體以初速度向著A物塊運動。當物塊與彈簧作用時，兩物塊在同一條直線上運動。請識別關(guān)于B物塊與彈簧作用過程中，兩物圖B A V0 塊的圖象正確的是:（ ） 圖7 10．如圖，一根長度為2的不可伸長的輕繩，用它把兩塊相同質(zhì)量的小石塊連接起來搭在輕小滑輪上(滑輪的形狀、大小忽略不計)。左邊小石塊和右邊小石塊維持在同一水平線上且繩恰好拉直，右邊小石塊離光滑水平桌子邊緣距離。當靜止釋放右邊的小石塊后，是左邊的小石塊先滑到桌邊(碰到滑輪)，還是右邊的小石塊先碰到桌邊 A. 右邊的小石塊先滑到桌邊 B. 左邊的小石塊先碰到桌邊 C. 兩邊小石塊同時到達桌邊 D. 無法確定 圖8 二、填空題：（本題共5小題，每題5分，滿分25分。） 11．三個物塊 A、B、C 的質(zhì)量之比mA∶mB∶mC = 3∶2∶1，用兩根輕彈簧和一根輕線相連，掛在天花板上。系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，如圖8所示?，F(xiàn)將 A、B之間的輕線剪斷，在剛剪斷的瞬間，試問：B物體的加速度是 ( 加速度的方向以豎直向下為正 )。 12．風能是一種環(huán)保型能源。目前全球風力發(fā)電的總功率已達7000MW，我國約為100MW。據(jù)勘測我國的風力資源至少有2.53105MW。所以風力發(fā)電是很有前途的一種能源。風力發(fā)電是將風的動能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)空氣的密度為ρ，水平風速為v，風力發(fā)電機每個葉片長為L，風能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，那么該風力發(fā)電機發(fā)出的電功率P = 。 圖9 13．一火車沿直線軌道從靜止發(fā)出由A地駛向B地，并停止在B地。AB兩地相距s，火車做加速運動時，其加速度最大為a1，做減速運動時，其加速度的絕對值最大為a2，由此可可以判斷出該火車由A到B所需的最短時間為 。 圖10 14．如圖9所示，水平轉(zhuǎn)盤繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動，兩木塊質(zhì)量分別為M與m ，到軸線的距離分別是L1和L2 ，它們與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的μ倍，當兩木塊用水平細繩連接在一起隨圓盤一起轉(zhuǎn)動并不發(fā)生滑動時，轉(zhuǎn)盤最大角速度可能是 。 15．玩具列車都是由許多節(jié)小車廂組成，它以恒定的速率沿水平軌道行駛，再進入半徑為R的翻圈軌道，如圖10所示．列車的長度L與每一節(jié)小車廂相比要長得多，列車的長度L也大于翻圈軌道的周長2πR．為防止險情，不讓一節(jié)車廂脫離翻圈軌道，列車進入翻圈軌道前應(yīng)具有的初速度為 。 三、計算題：（本題共5小題，滿分65分。解題時要求寫出重要的物理規(guī)律、必要的文字說明，答題時要寫出完整的數(shù)值和單位。） v0 v0 H A B 圖11 16．（9分）如圖11所示，在距地面高為H＝45 m處，有一小球A以初速度v0＝10 m/s水平拋出，與此同時，在A的正下方有一物塊B也以相同的初速度同方向滑出，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5．A、B均可視為質(zhì)點，空氣阻力不計，重力加速度取g＝10 m/s2，求：⑴A球落地時間及其拋出的水平距離；⑵A球落地時，A、B相距多遠。 17．（10分）一只老鼠從老鼠洞沿直線爬出，已知爬出速度的大小與距老鼠洞中心的距離s成反比，當老鼠到達距老鼠洞中心距離s1=1m的A點時，速度大小為，問當老鼠到達距老鼠洞中心s2=2m的B點時，其速度大小老鼠從A點到達B點所用的時間t=？ 18.（12分）質(zhì)量為m=4103kg的汽車，發(fā)動機的額定功率為P=40KW，汽車從靜止開始以加速度a=0.5m/s2做勻加速直線運動，運動中受到的阻力f=2103N不變，求： (1)汽車加速運動的時間t；(2)汽車做勻加速運動中發(fā)動機的平均功率； (3)汽車能達到的最大速度vm；(4)汽車速度為2/3vm時，汽車的加速度a . 圖14 19．（16分）如圖14所示，一個質(zhì)量為M的人站在臺秤上，手拿一個質(zhì)量 為m，懸線長為R的小球，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，且擺球恰好 能通過圓軌道最高點，求臺秤示數(shù)的變化范圍。 20．（18分）如圖13所示，一質(zhì)量為M=4kg，長為L=1.5m的木板放在水平地面上，已知木板與地面間動摩擦因數(shù)為0.1，在此木板的右端上還有一質(zhì)量為m=1kg的鐵塊，且視小鐵塊為質(zhì)點，木板厚度不計；今對木板突然施加一個水平向右的拉力。 ①若不計鐵塊與木板間的摩擦，且拉力為8N，則小鐵塊經(jīng)多長時間將離開木板？ ②若鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，鐵塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，要想小鐵塊對地的總位移不超過1.5m，則施加在木板水平向右的拉力滿足什么條件？（g=10m/s2） 一、選擇題： 1.A 2.B 3.C 4.BD 5.B 6.C 7.AB 8.C 9.D 10.B 二、填空題： 三、計算題（共65分） 16．（9分）（1）A只受重力，做平拋運動 水平距離 17、（10分）(1)由題意可得： 在A點處時： 得： 所以老鼠到達B點時的速度 (2) 老鼠運動的速度v與老鼠離巢的距離x成反比，即，作出圖象如圖示，為一條通過原點的直線。從圖上可以看出梯形ABCD的面積，就是老鼠從A到B的時間：s 18．（12分）解：(1)汽車的牽引力為F，由牛二定律F=ma + f得： F=41030.5 + 2103N=4103N， 當汽車實際功率等于額定功率時，勻加速運動過程結(jié)束，此時汽車的速度 v= = = 10m/s； 由v=at得：t= = S = 20S . (2)由平均功率公式=F，= v = 5m/s，=41035W=2104W . (3)勻加速運動結(jié)束后，汽車開始作牽引力減小的變加速運動，當牽引力與阻力相等 時，機車速度達到最大vm . vm= = m/s = 20m/s . (4)由牛二定律，F(xiàn) - f = ma得： F= = N = 3103 N； a = = m/s2 = 0.25m/s2 . 19．（16分）小球運動到最低點時，懸線對人的拉力最大，且方向豎直向下，故臺秤示數(shù)最大，由機械能守恒定律得： 　所以臺秤的最大示數(shù)為F＝（M＋6m）g 　當小球經(jīng)過如下圖所示的狀態(tài)時， 　設(shè)其速度為v則 　　　　 20．（18分）（1）對長木板受力分析 有F1=F-（M+m）gμ a1=F1/M=0.75m/s2 x1=L=at2/2 得t=2s （2）相對地面：鐵塊在木版上時a1=μ1g=2m/s2 ；鐵塊在地面上時a2=μ2g=1m/s2 ；木板對地面加速度a=(F-f1-f2)/M ，f1=μ1gm ， f2=μ2g(m+M) 。 而且x= x1+L 。 所以 F≥39N