高考物理力学竞赛试题(附答案)

内容发布更新时间 : 2024/10/17 13:31:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

15 m 25 m 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 答案 1 B 2 A 3 AD 4 C 5 BD 6 C 7 A 8 A 9 C 10 11 12 13 14 15 C C C B C D

二.填空题(每题8分共16分) 16. 解答:

(1)由?s?aT,用逐差法:

2

(2.08?1.90?1.73?1.48?1.32?1.12)?10?22a??4.97m/s 29?0.02要求保留两位有效数字,所以,a?5.0m/s (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D4~D5段还在增加(之前一直加速),而从D5~D6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D4~D5段。 ┄┄┄2分 (3)当小车的加速度是2.5 m/s2时,对整体由牛顿第二定律:

2M重g?m车gsin??f?(M重?m车)a1 ①

当小车的加速度是-5 m/s2时,对小车由牛顿第二定律: ?m车gsin??f?m车a2 ② 代入数据联立①②解出:M重?1:1 ┄┄┄3分 m车点评: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:mg?F?ma,对小车:F?Ma,联立解出

mgmg,M??m时,近似有:a?,当拉力F越来越大,也即m越来越大时,M?mMmgmg实际加速度a?,与理想值:a?相比,越来越偏小,导致A图线上部向下弯曲。

M?mMa?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v?t图得前2s内:a?vt?v01?0??0.5m/s2, ┄┄┄2分 t2根据牛顿第二定律,前2s有:F1-mg sin?=ma, ┄┄┄2分 2s后有:F2=mg sin?, ┄┄┄2分 由图中数据:F1 =5.5N,F2 =5N,

代入数据可解得:m=1kg,┄┄┄1分 ?=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:

?v

a1= =5m/s2 ┄2分 由牛顿第二定律:mg sin ?=ma1 ┄1分 可得:?=30? ┄1分

?t(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:

?v

a2= =2m/s2 ┄2分 由牛顿第二定律:?mg=ma2 ┄1分 可得:?=0.2 ┄1分

?t(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vB 由vt?v0?at,对斜面上的加速运动:vB?5t ① ┄┄┄1分 对平面上的减速运动到1.4s的过程:0.7?vB?2(1.4?t) ② ┄┄┄1分 联立①②解出:t?0.5s┄┄┄1分 vB?2.5m/s┄┄┄2分

0.5s后,物体在水平面上减速运动,t=0.6s时,v?2.5?2?0.1?2.3m/s ┄┄┄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:Tsin?1?f┄┄2分 在竖直方向:Tcos?1?mg┄┄2分 所以:f?mg ┄┄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:T?sin14?f?(M?m)?1.5 ┄┄┄2分 竖直方向由于平衡:T?cos14?(M?m)g ┄┄┄2分 代入数据联立以上方程解出:M?4500kg ┄┄┄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v1,物块下落高度为h1

00

v12由牛顿第二定律:mg?m; ┄┄┄1分 ∴v1?gR;┄┄┄2分

R从静止滑下到最高点的过程,由机械能守恒定律:

15mgh1?mg?2R?mv12 ┄┄┄1分 ∴h1?R┄┄┄2分

2220物块对最高点的压力为5mg时,令速度为v2,物块下落高度为h2,

2v2由牛顿第二定律:mg?5mg?m ┄┄┄1分 ∴v2?6gR;┄┄┄2分

R从静止滑下到最高点的过程,由机械能守恒定律: 12 ┄┄┄1分 ∴h2?5R┄┄┄2分 mgh2?mg?2R?mv225R∴h的取值范围:?h?5R ┄┄┄2分 2 22.(16分) 解:10令运动员飞行t秒落在倾斜雪道上 水平位移:x?v0t┄1分 竖直位移:y?O x θ vy2t┄1分 y 由tan??3y15┄1分 所以:vy??2?8?12m/s ┄1分 ??4x2v020vy 此时沿斜面向下的分速度 v1?v0cos??vysin??8?0.8?12?0.6?6.4?7.2?13.6m/s ┄2分 由vy?gt,∴飞行时间:t?vyg?1.2s, ┄1分

12?1.2?7.2m ┄1分 2水平位移:x?8?1.2?9.6m ┄1分 竖直位移:y?落地点跟坡顶的距离,S1?x2?y2?12m ┄1分

剩余坡道长S2?25?12?13m ┄1分 20在坡道的加速度:a?2mg?sin??mgcos???10(0.6?0.8?0.2)?4.4m/s2 ┄1分

m22 到坡底的速度:v2?v1?2as2?13.6?2?4.4?13 ∴v2?17.3m/s ┄2分 30在水平面上令滑行的距离Sx,由动能定理mg??Sx?12mv2: ┄1分 2

2v2299.36??74.84m ┄2分 Sx?2g?20?0.2 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:

环 棒

f?mg?(k?1)mg?ma ┄2分 所以:a?g(k?1) ┄2分

(2)整体自由下落的过程由机械能守恒:2mgH?落地时的速度:v1?1?2mv12 ┄1分 22gH┄1分 反弹离地时的速度:v1??2gH┄1分 ┄1分 对棒上升过程由牛顿第二定律::?mg?mgk?ma2 所以:

a2??g(1?k) ┄1分

22令棒第一次上升的高度为h1,则:v3?v2?2a2h1?2gH?2g(1?k)?h1?0 ┄1分

所以:h1?H ┄1分 1?k2H ┄1分

(k?1)从绳断到棒第二次触地棒运动的路程:S?H?2h1?H? (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:WQ?2mgH?mgl?kmgl ┄2分 所以:2H?(k?1)l;所以,摩擦力对环及棒做的总功(即发的热)为:W总?kmgl?

l?2H ┄2分 k?1kmg?2H ┄2分

k?1

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