第十六届上海市高一物理竞赛试题及答案

第十六届上海市高中基础物理知识竞赛（TI 杯）

考生注意：1、答卷前，考生务必先将区（县）、学校、姓名、准考证号等填写清楚。 2、本卷满分150分。考试时间120分钟。 3、计算题要有解题步骤，无过程只有答案不得分。 4、本卷重力加速度g 的大小均取10m/s 2。 5、全部答案做在答题纸上。

6、本卷允许使用TI 图形计算器。

一．单选题（每小题3分，共30分）

1．如图所示，质量m ＝0.5kg 的木块放在倾角θ＝30︒的斜面上，受平行于斜面的二个拉力F 1和F 2作用处于静止状态，其中F 1＝10N ，F 2＝2N 。若撤去F 1，则木块沿斜面方向受到的合力大小为（

）

（A ）10N （B ）4.5N

（C ）5.5N

（D ）0

2．研究发现，轿车的加速度变化影响乘客的舒适度：即加速度变化率越小，乘坐轿车的人感到越舒适。由于“轿车加速度变化率”是描述轿车加速度随时间变化快慢的物理量，由此可知，轿车加速度变化率的单位是（

） （A ）m/s

（B ）m/s 2

（C ）m/s 3

（D ）m/s 4

3．如图所示，轻杆的一端拴一小球，另一端与竖直杆铰接。当竖直杆以角速度ω匀速转动时，轻杆与竖直杆张角为θ。下图中能正确表示角速度ω与张角θ关系的图像是（

）

4．如图所示，一条小船位于200m 宽的河正中A 点处，从这里向下海游100 3 m 处有一危险的急流区，当时水流速度为4m/s ，为使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少为

（

）

（A ）2m/s

（B ）833 m/s

（C ）433

m/s

（D ）4m/s

5．如图所示，质量均为m 的小球A 、B 由不可伸长的轻绳串连悬挂于O 点，并由外力F 作用于小球A 而处于平衡状态。若要使悬线OA 与竖直方向的夹角θ能保持30︒。则F 的大小（

）

（A ）可能为3

3 mg

（B ）不可能为5

2 mg

（C ）可能为 2 mg

（D ）不可能为mg

6．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与水平木板连接，另一端与质量为m 的滑块相连。当木板绕左端轴缓慢地逆时针转动时，木板与水平面成夹角θ。若滑块与木板间的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为3

3

，则弹簧弹力F 与夹角θ的变化关系图可能是（

）

7．如图所示，表面光滑的斜面体A 静止在光滑水平地面上。物体B 从静止开始沿斜面下滑。设斜面对物体的作用力为F ，则相对地面，作用力F （

）

（A ）垂直于斜面，做功为零 （B ）垂直于斜面，做功不为零 （C ）不垂直于斜面，做功为零

（D ）不垂直于斜面，做功不为零

8．某汽车的最大输出功率与速率的关系如图所示。现在该汽车在平直路面上，从静止开始以0.5m/s 2的加速度行驶。设汽车质量为2⨯103kg ，所受阻力恒为3⨯103N 。则汽车能维持该匀加速度行驶的最长时间约为（

） （A ）32s

（B ）48s

（C ）60s

（D ）68s

9．如图所示，转轴相互平行且在同一水平面上的两个相同转轮，均以角速度ω＝8.0rad/s 匀速逆时针转动。将一块均质长木板平放在两轮上，木板将随轮转动。设转轮半径R ＝0.20m ，两轮间距d ＝1.6m ，木板长度L ＞2d ，木板与转轮间的动摩擦因数μ＝0.16。若开始时，木板重心好在右转轮的正上方，则木板重心到达左转轮正上方所需时间是（

）

（A ）1.0s （B ）0.78s （C ）1.5s

（D ）2.2s

10．质量为m 的质点在空间O 点处静止释放，在运动过程中始终受到x O y 竖直平面内的另一外力F 作用，该力的大小为F ＝kv t ，其中k 为常系数，v t 为t 时刻质点的速率，F 方向始终与质点的速度方向垂直。质点运动轨迹如图所示。若轨迹最低点的曲率半径为该点到x 轴距离的3倍。则质点运动第一次下降的最大距离为（

）

（A ）18m 2g 25k 2 （B ）25m 2g 18k 2

（C ）5m 2g

9k

2

（D ）9m 2g 5k

2

二．多选题（每小题5分，共20分。选对部分答案得2分，有错不得分）

11．图为直升飞机悬停于高空时，某伞兵离机沿竖直方向跳伞的v -t 图像。图中曲线表明 (

)

mg mg mg

（A ） （B ） （C ） （D ）

（A ）在0＜t ＜10s 内伞兵重力大于空气阻力

（B ）第10s 末伞兵打开降落伞，此后做匀减速运动直至第15s 末

（C ）在10s ＜t ＜15s 内伞兵的加速度大小和速度大小都逐渐减小

（D ）15s 后伞兵保持匀速下落，运动过程中机械能守恒 12．将质量为m 的物体A 以速率v 0水平抛出，经过时间t 后，物体下落了一段距离，

速率仍为v 0，方向却与初速度相反，如图所示。在这一运动过程中，下列说法中正确的是（

）

（A ）风对物体做功为零 （B ）风对物体做负功 （C ）物体机械能减少mg 2t 2/2 （D ）风对物体的冲量大小大于2mv 0

13．如图所示，系在轻绳上的A 、B 两球，从图示位置同时静止释放，两球向左摆过程中，下列说法中正确的是（

）

（A ）绳OA 对A 球做正功 （B ）绳OA 对A 球做负功 （C ）绳AB 对A 球做负功 （D ）绳AB 对B 球做正功

14．如图所示，在光滑水平面上，质量相同的物块A 和B ，用一轻弹簧相连接，处于静止状态。假设物块A 、B 运动时弹簧始终在弹性限度范围内。现在物块A 上施加一个水平恒力F ，经过一段时间，A 、B 速度第一次相等。在这一过程中，下列说法中正确的是（

）

（A ）当A 、B 加速度相等时，系统机械能最大 （B ）当A 、B 速度相等时，A 的速度达到最大 （C ）当A 、B 加速度相等时，A 、B 的速度差最大 （D ）当A 、B 速度相等时，弹性势能最大 三．填空题（14分）

15．若地球可看成是一个质量均匀的球体，则其球心处的重力加速度为__________。 16．如图所示，一内壁光滑的环形细圆管，由支架竖直支立在水平地面上。环形细圆管的环形半径为R （比细圆管的半径大得多）。在环形细圆管中有A 、B 两小球（可视为质点）沿顺时针方向运动。设A 、B 两小球的质量均为m ，环形细圆管的质量为2m ，若A 球以速率v 1运动到最低点时，B 球恰以速率v 2运动到最高点，此刻支架对环形细圆管的支持力为mg 。则与和的关系式为__________。

17．一条弹性绳沿x 轴方向放置，绳左端点在原点O 处。用手握住绳左端点使其沿y 轴方向做周期为1.0s 的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波。

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