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1、高一物理竞赛试题一、选择和填空题（共40分，每题4分）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（ ）A. B. C. D. 假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（ ）A. B. C. D. 宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示已知地球的
2、半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为，则（ ）飞船绕地球运动的线速度为 一天内飞船经历“日全食”的次数为飞船每次“日全食”过程的时间为 飞船周期为 B. C. D. 4. 如图所示，ON杆可以在竖直平面内绕O点自由转动，若在N端分别沿图示方向施力F1、F2、F3，杆均能静止在图示位置上则三力的大小关系是（ ）AF1=F2=F3BF1F2F3CF2F1F3DF1F3F25. 如图所示，均匀木棒AB的一端N支在水平地面上，将另一端用水平拉力F拉住，使木棒处于平衡状态，则地面对木棒AB的作用力的方向为（ ）A.总是竖直向上的，如F1B.
3、总是偏向木棒的右侧，如F2C.总是沿着木棒的方向，如F3D.总是偏向木棒的左侧，如F4。、6. 图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则 ( ) A. 横波的波长是8 mB. 横波的频率是0.2 HzC. 质点P随波迁移的速度大小为40 m/sD. t=0.10 s时质点P正沿y轴正方向运动7. 图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m的质点。下列说法正确的是( )A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C0
4、2 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置8.如图甲所示，光滑水平面上并排放着两个相同的木块A、B，一颗子弹以一定速度水平射入A并穿出木块B，用IA表示木块A受到子弹作用力的冲量，pB表示木块B的动量，且IA、pB随时间变化的规律分别如图乙、丙所示，那么 ( )A.b=B.c=2b C.(t2-t1)=t1D.b=a一根铁链总长为L，平放在桌面上，铁链每单位长度的质量为。现用手提起链的一端，使之以速度v竖直地匀速上升，试求在从一端离地开始到全链恰离地，手的拉力的冲量_。10. 车以80 km/h速度行驶，从对面开来超高速列车，向背
5、后奔驶而去此间超高速车所发出的汽笛声开始若听取“哆”音，后来听到的则是降低的“咪”音（假定“哆”音和“咪”音的频率之比为设声速为1200 km/h，则超高速列车的时速是_km/h。（考后练习，考试不做）如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(1)整个系统损失的机械能;(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 （考后练习，考试不做）.有人提出了一种不用火箭发射人造地球卫星
6、的设想。其设想如下：沿地球的一条弦挖一通道，如图所示。在通道的两个出口处A和B，分别将质量为M的物体和质量为m的待发射卫星同时自由释放，只要M比m足够大，碰撞后，质量为m的物体，即待发射的卫星B就会从通道口冲出通道；设待发卫星上有一种装置，在待发卫星刚离开出口B时，立即把待发卫星的速度方向变为沿该处地球切线的方向，但不改变速度的大小这样待发卫星便有可能绕地心运动，成为一个人造卫星。若人造卫星正好沿地球表面绕地心做圆周运动，则地心到该通道的距离为多少？已知M20m，地球半径R06400 km。假定地球是质量均匀分布的球体，通道是光滑的，两物体间的碰撞是弹性的。高一物理竞赛试题答题卡 班级_ 座号
7、_ 姓名_题号12345答案题号678910答案二、计算题（共60分）11. （8分） 如图所示，重G=200N的均匀杆OA，可绕过O点的水平轴自由转动，杆斜靠在竖直墙上，杆与水平面间的夹角60，墙与杆间夹有一张纸，纸的重及纸与墙间的摩擦力不计，纸与杆间的滑动摩擦系数0.2杆与纸均处于静止状态。(1) 求此时杆对纸的压力有多大？(2) 若用力将纸竖直向上匀速抽出，其拉力需要多少?12. （10分）一质量为的平顶小车，以速度沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的动摩擦系数为。(1). 若要求物块不会从车顶后缘掉下，则该车顶最少要多长？(2
8、). 若车顶长度符合(1)问中的要求，整个过程中摩擦力共做了多少功？13.(10分)如图所示的凹形场地，两端是半径为L的光滑圆弧面，中间是长为4L的粗糙水平面，质量为3m的乙开始停在水平面间的中点O处，质量为m的甲从光滑圆弧面的A处无初速度地滑下，进入水平面后与乙碰撞，且碰后以碰前一半的速度反弹，已知甲、乙与水平面间的动摩擦因数分别为1、2，且1=22，甲、乙的体积大小忽略不计，求：(1). 甲与乙碰撞前的速度；(2). 由于碰撞而损失的机械能；(3). 甲、乙在O处发生碰撞后，刚好不再发生碰撞，甲、乙停在距B点多远处。14.（12分）卫星携带一探测器在半径为3R (R为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。在a点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略）。若探测器恰能完全脱离地球的引力，而卫星沿新的椭圆轨道运动，其近地点b距地心的距离为nR (n略小于3)，求卫星与探测器的质量比。15.（20分）一个大容器中装有互不相溶的两种液体，它们的密度分别为和（）。现让一长为、密度为的均匀木棍，竖直地放在上面的液体内，其下端离两液体分界面的距离为，由静止开始下落。试计算木棍到达最低处所需的时间。假定由于木棍运动而产生的液体阻力可以忽略不计，且两液体都足够深，保证木棍始终都在液体内部运动，未露出液面，也未与容器相碰- 6 -
