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1、20122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 1 页 共 7 页 1ABCa20122013 学年高中学生知识能力竞赛物理试卷说明：本试卷分为第卷（选择题）和第 卷（非选择题）两部分，满分共 100 分，考试时间 90 分钟注意：1.各题的答案或解答过程均写在答题纸内指定处，写在试题卷上的无效2.答题前，考生务必将自已的“学校”、 “姓名”、 “考号”、 “座位号” 写在答题纸上指定的位置答题时，不要把解答内容写在装订线内3.答题结束，只交答题纸第卷（选择题，共 32 分）一、本题共 8 个小题，每小题 4 分，共 32 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，有的有多个选项正
2、确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分1、A、B 两辆车以相同速度 v0 同方向作匀速直线运动，A 车在前，车在后在两车上有甲、乙两人分别用皮球瞄准对方，同时以相对自身为 2 v0 的初速度水平射出，如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力，则【】A甲先被击中 B乙先被击中C两人同时被击中 D皮球可以击中乙而不能击中甲2、在空间某一点 O，向三维空间的各个方向以相同的速度 v射出很多个小球，球 ts 之后（假设 ts 之内所有小球都未与其它物体碰撞）这些小球中离得最远的二个小球之间的距离是【】A、 tv0 B、2 tv0 C、 D、21gt2gt3、如图所示，一个物
3、体受到五个共点力 F1、F 2、F 3、F 4、F 5 的作用，则物体所受的合力是【】A零 B2F 5C F1+ F2+ F3+ F4+ F5 DF 1+ F2+ F3+ F44、 如图所示，质量为 m 的小球装在小车上固定木架 ABC 的 A 端，BC 杆竖直，ABC= ，当小车以加速度 a 向右作匀加速直线运动时，杆 AB 对小球的作用力大小为【】Ama Bmg/cos C ma/sin Dm 2ga 1F234520122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 2 页 共 7 页 25、如图所示，OA 为遵从胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地
4、面上的滑块相连。当绳处于竖直位置时，滑块 A 对地面有压力作用。B 为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离 BO 等于弹性绳的自然长度。现有一水平力 F 作用于 A，使 A 向右缓慢地沿直线运动，则在运动过程中【】A、水平拉力 F 保持不变 B、地面对 A 的摩擦力保持不变C、地面对 A 的摩擦力变小D、地面对 A 的支持力保持不变。6、银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体 S1 和 S2 构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 O 做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为 T， S1 到 O 点的距离为 r1、S 1 到 S2 间的距离为 r，已知
5、引力常量为 G。由此可求出 S2 的质量为【】A B C D21)(4Gr2314T234GT214Tr7、如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 沿顺时针方向运动，传送带右1v端有一与传送带等高的光滑水平面，物体以速率 沿直线向左滑上传送带后，经过一段时2间又返回光滑水平面上，这时速率为 ，则下列说法正确的是【】2vA若 ，则 = 2vC不管 多大，总有 = 2vD只有 = 时，才有 =12v18、图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图不能作出正确判断的是（ ）A
6、、带电粒子所带电荷的符号；B、带电粒子在 a、b 两点的受力方向；C、带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大；D、带电粒子在 a、b 两点的电势能何处较大。20122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 3 页 共 7 页 3第卷（非选题，共 68 分）（本题共 5 小题，68 分. 解答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.）9、 （ 12 分） 一根劲度系数为 k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为 m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加
7、速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。10、 （ 17 分）一质量为 m 的质点，系于长为 R 的轻绳的一端，绳的另一端固定在空间的 O点，假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的。今把质点从 O 点的正上方离 O 点的距离为的 O1 点以水平的速度 抛出，如图所示。试求：R98gV430（1 ）轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为多少？（2 ）当质点到达 O 点的正下方时，绳对质点的拉力为多大？11、 (18 分)载人航天飞行已成为人类探索太空的重要手段。由于地球在不断的自转，因而在发射宇宙飞船或卫星时，可以利用地球的自转以尽量减少发射人造飞船或卫星时火箭所需的燃料，为此，国际社会目前正准
8、备在最理想的地点建立一个联合发射中心。（1 ）这个发射中心应建在何处（供选地点：两极、赤道、纬度 45处）？简述选择理由。（2）运载火箭应最终朝什么方向发送（供选方向：东、西、南、北）？简述选择理由。（3）今要在该中心发射一颗质量为 m 的同步卫星，已知万有引力常量为 G、地球的半径为 R、地球的质量为 M。要求同步卫星离地面的高度，除了以上已知量外还要根据常识知道地球的什么物理量？并用这些量求出该高度；与地球没有自转相比，运载火箭在发射过程中利用地球自转最多可以节省的能量为多少？V0O1RO20122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 4 页 共 7 页 4（4）如要发射一颗质量为 m0
9、的探测器，让它能够飞离地球去探测其他行星，而不再靠近地球，忽略地球自转、空气阻力以及太阳和其他行星对它的影响，引力势能的表达式为 。利用（3）中的已知量，求出它在地球表面至少应该获得多少能量？rMGEP12 （ 21 分）如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距 3.5L。槽内有两个质量均为 m 的小球 A 和 B，球 A 带电量为+2q，球 B 带电量为-3q，两球由长为 2L 的轻杆相连，组成一带电系统。最初 A 和 B 分别静止于左板的两侧，离板的距离均为 L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场 E 后（设槽和轻杆由特
10、殊绝缘材料制成，不影响电场的分布） ，求：（1 ）球 B 刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2 ）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球 A 相对右板的位置。20122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 5 页 共 7 页 520122013 学年高中学生知识能力竞赛物理试卷评分标准第卷（选择题，共 32 分）本题共 8 个小题，每小题 4 分，共 32 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，有的有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案 C B B AD BD D AB A第卷（
11、非选题，共 68 分）（本题共 5 小题，68 分. 解答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.）9、 （ 12 分）解：设物体与平板一起向下运动的距离为 x 时，物体受重力 mg，弹簧的弹力 F=kx 和平板的支持力 N 作用。据牛顿第二定律有： - 3 分maN-kg得： - 2 分makx-g当 N=0 时，物体与平板分离，所以此时 - 2 分kamx)(因为匀加速向下移动则有： - 3 分21t联立解得： - 2 分kagmt)(210、 （ 17 分）质点的运动可分为三个过程：第 一 过 程 ： 质 点 做
12、 平 抛 运 动 。 设 绳 即 将 伸 直 时 ， 绳 与 竖 直 方 向 的夹角 为 ， 如 图 1 所 示 ， 则 ： - 3 分sin0RtV其中 - g430- 3 分cos982t联立解得： - 1 分gRt4,2 V0O1 RO 图 120122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 6 页 共 7 页 6第二过程：绳绷直过程。绳棚直时，绳刚好水平，如图 2 所示.由于绳不可伸长，故绳绷直时，V 0 损失，质点仅有速度 V，且 -gRt34- 3 分第三过程：小球在竖直平面内做圆周运动。设质点到达 O点正下方时，速度为 V，根据机械能守恒守律有：- 3 分Rmg22/1设此时绳对质
13、点的拉力为 T，则 -RVg2/ 3 分 联立解得： - 1 分943图 211、 （ 18 分）(1)发射中心的地点应选在赤道处。因为地球赤道处自转的线速度最大，由于惯性卫星具有的初动能最多，所以最节省能量。（3 分）（2）运载火箭最终应朝东发送。因为地球自转的方向是自西向东的。 （3 分）（3）地球的自转周期 T=24 小时（1 分）对同步卫星有： （ 2 分）22)(TmrMG得 （1 分）324Tr同步卫星离地面的高度 （2 分）RGrH324节省的能量即为在地面时卫星随地球自转具有的动能 (2 分)22)(1TRmvE（4 ）由机械能守恒 (3 分) kEMG0得： （1 分）REk
14、012、 （ 21 分）解：对带电系统进行分析，假设球 A 能达到右极板，电场力对系统做功为W1，有： - 1 分0)5.3(5.21 LqELq而且还能穿过小孔，离开右极板。 假设球 B 能达到右极板，电场力对系统做功为 W2，有：20122013 学年高中学生知识能力竞赛 第 7 页 共 7 页 7- 1 分0)5.3(5.22 LqELqW综上所述，带电系统速度第一次为零时，球 A、 B 应分别在右极板两侧。（1 ）带电系统开始运动时，设加速度为 a1，由牛顿第二定律：= -2 分ma21球 B 刚进入电场时，带电系统的速度为 v1，有： - 1 分La12由求得： - 1 分qELv1（2 ）设球 B 从静止到刚进入电场的时间为 t1，则： - 1 分1avt将代入得： - 1 分qEmLt21球 B 进入电场后，带电系统的加速度为 a2，由牛顿第二定律：- 2 分qEa232显然，带电系统做匀减速运动。设
