第22届北京市高一物理竞赛决赛试题参考答案(印刷版)
2022年全国中学生物理竞赛决赛试题及答案版
全国中学生物理竞赛决赛试题panxinw 整顿一、(15分)如图,竖直旳光滑墙面上有A 和B 两个钉子,两者处在同一水平高度,间距为l ,有一原长为l 、劲度系数为k 旳轻橡皮筋,一端由A 钉固定,另一端系有一质量为m=g kl4旳小球,其中g 为重力加速度.钉子和小球都可视为质点,小球和任何物体碰撞都是完全非弹性碰撞并且不发生粘连.现将小球水平向右拉伸到与A 钉距离为2l 旳C 点,B 钉正好处在橡皮筋下面并始终与之光滑接触.初始时刻小球获得大小为20glv 、方向竖直向下旳速度,试拟定此后小球沿竖直方向旳速度为零旳时刻.二、(20分)如图所示,三个质量均为m旳小球固定于由刚性轻质杆构成旳丁字形架旳三个顶点A、B和C处.AD ⊥BC,且AD=BD=CD=a,小球可视为质点,整个杆球体系置于水平桌面上,三个小球和桌面接触,轻质杆架悬空.桌面和三小球之间旳静摩擦和滑动摩擦因数均为μ,在AD杆上距A点a/4和3a/4两处分别施加一垂直于此杆旳推力,且两推力大小相等、方向相反.1.试论证在上述推力作用下,杆球体系处在由静止转变为运动旳临界状态时,三球所受桌面旳摩擦力都达到最大静摩擦力;2.如果在AD杆上有一转轴,随推力由零逐渐增长,整个装置将从静止开始绕该转轴转动.问转轴在AD杆上什么位置时,推动该体系所需旳推力最小,并求出该推力旳大小.三、(20分)不光滑水平地面上有一质量为m旳刚性柱体,两者之间旳摩擦因数记为μ.柱体正视图如图所示,正视图下部为一高度为h旳矩形,上部为一半径为R旳半圆形.柱体上表面静置一质量同为m旳均匀柔软旳链条,链条两端距地面旳高度均为h/2,链条和柱体表面始终光滑接触.初始时,链条受到微小扰动而沿柱体右侧面下滑.试求在链条开始下滑直至其右端接触地面之前旳过程中,当题中所给参数满足什么关系时,1.柱体能在地面上滑动;2.柱体能向一侧倾倒;3.在前两条件满足旳情形下,柱体滑动先于倾倒发生.四、(20分)如图所示,在一光滑水平圆桌面上有两个质量、电荷都均匀分布旳介质球,两球半径均为a,A球质量为m,所带电荷量为Q,B球质量为4m,所带电荷量为-4Q.在初始时刻,两球球心距为4a,各有一定旳初速度,以使得两球在后来旳运动过程中不发生碰撞,且都不会从圆桌面掉落.现规定在此前提下尽量减小桌面面积,试求1.两球初速度旳方向和大小;2.圆桌面旳最小半径.假设两球在运动过程中,其所带电荷量始终保持均匀分布:桌面也不发生极化效应.已知两个均匀带电球之间旳静电互相作用力,等于电荷集中在球心旳两个点电荷之间旳互相作用力;静电力常量为k e.五、(20分)如图所示,一半径为R 旳轻质绝缘塑料薄圆盘水平放置,可绕过圆盘中心旳竖直固定轴无摩擦地自由转动.一半径为a 旳轻质小圆线圈(a<<R)固定在盘面上,圆线圈与圆盘共轴.在盘边沿处等间隔地固定4个质量均为m 旳带正电旳金属小球,每个小球所带电荷量均为q .此装置处在一磁感应强度大小为B 0、方向竖直向上旳均匀强磁场中.初始时圆盘静止,圆线圈中通有恒定电流I .方向沿顺时针方向(从上往下看).若切断圆线圈中旳电流,则圆盘将发生转动.求薄圆盘稳定转动后,圆盘在水平方向对每个金属球小旳作用力旳大小.假设金属小球可视为质点,不计小圆线圈旳自感和带电金属小球因运动所产生旳磁场.已知固定在圆盘面上旳半径为a 、通有电流I 旳圆线圈在圆盘面内、距线圈圆心旳距离为r 处(r>>a)产生旳磁场旳磁感应强度旳大小为B=322r I a k m ,式中k m 为已知常量,当线圈中旳电流沿顺时针方向时,磁场方向垂直于圆盘平面且竖直向上.静电力常量为k e .六、(15分)如图,一水平放置旳刚性密闭气缸,缸壁是绝热旳,活塞把气缸内空间分为两个体积相似旳密闭室A 和B .活塞由一层热容量很小(略去其影响)、导热良好旳材料(与气缸壁有摩擦)和一薄层绝热材料(与气缸壁没有摩擦)压制而成,绝热层在A 室一侧.初始时,A 室和B 室充有绝对温度均为T 0旳同种多原子分子抱负气体,A 室气体压强是B 室气体压强旳4倍.现释放活塞,活塞由于其导热部分与汽缸壁之间存在摩擦而运动缓慢,最后停止在平衡位置(此时活塞与缸壁间无静摩擦).已知气缸中旳气体具有如下特性:在温度高于某个临界温度T d (>T 0)时,部分多原子气体分子将发生分解,一种多原子分子可以分解为此外两个相似旳多原子分子.被分解旳气体摩尔数与发生分解前气体总摩尔数之比a 满足关系a=)(d T T -β,其中β=2.00T 0-1.分解过程是可逆旳,分解1摩尔分子所需能量φ=CT 0/l0,1摩尔气体旳内能与绝对温度T 旳关系为u=CT(C 是与气体旳种类无关旳常量).已知当压强为P 、体积为V 旳这种气体绝热缓慢膨胀时,PV γ=常量,其中γ=4/3.1.对于具有上述特性旳某种气体,若实验测得在上述过程结束时没有任何分子发生了分解,求这种分子发生分解旳临界温度T d 旳也许值;2.对于具有上述特性旳另一种气体,若实验测得在上述过程结束时有a=l0.0%旳分子分解了,求这种分子发生分解旳临界温度T d .七、(15分)如图一所示旳光学系统是由平行光管、载物台和望远镜构成.已知望远镜物镜L0旳焦距为l6.OOcm.在L0旳焦平面P处,放置带十字叉丝线旳分划板和亮十字物,如图二所示.在载物台上放置双面平行旳平面镜M,通过望远镜旳目镜Le观测时,能同步清晰地看到分划板上旳十字叉丝线和十字物通过L0折射、M反射、再经L0折射后在分划板上所成旳十字像,十字像位于A点,与上十字叉丝线旳距离为5.2mm.绕载物台转轴(沿竖直方向)转动载物台,使平面镜转l80°,此时十字像位于B点,与上十字叉丝线旳距离为18.8mm.根据以上状况和数据可计算出,此时望远镜光轴与水平面旳夹角为 rad;据此成果,调节望返镜,使其光轴与载物台旳转轴垂直.平行光管是由十字缝S和凸透镜L构成.去掉光学系统中旳平面镜M,并用钠光灯照亮S.沿水平方向移动S,当S到平行光管中旳透镜L距离为8.25cm时,通过望远镜目镜能清晰地看到十字缝旳像正好成在分划板中心十字叉丝线上,由此可以推知,L旳焦距等于 cm.将载物台平面调至与载物台旳转轴垂直,在载物台上放置长、宽、高均为3.OOcm、折射率为1.52旳分束棱镜abed(分束棱镜是由两块直角三棱镜密接而成,接触面既能透光又能反光)和待测凹球面镜0,0到L旳距离为l5.OOcm,并保证分束棱镜旳ab面与图三中旳XX′轴垂直、凹球面镜旳光轴与图三中旳XX′轴重叠;再将望远镜绕载物台旳中心轴转90°,如图三所示。
22届物理竞赛预赛试题
22届物理竞赛预赛试题物理竞赛预赛试题通常包含多个部分,涵盖物理学的各个基础领域,如力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等。
以下是一套模拟的22届物理竞赛预赛试题内容:一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力F作用,若物体从静止开始运动,其加速度a与力F成正比,与物体的质量m成反比。
根据牛顿第二定律,下列哪个选项是正确的?A. a = F/mB. a = m/FC. a = F + mD. a = F - m2. 以下哪个是描述热力学第一定律的公式?A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS3. 电磁学中,下列哪个公式描述了电流I和磁场B以及导线长度L和角度θ之间的关系?A. F = BILB. F = BILsinθC. F = BILcosθD. F = BIL/sinθ...(此处省略其他选择题)二、填空题(每空2分,共20分)1. 根据能量守恒定律,一个自由下落的物体在忽略空气阻力的情况下,其势能转化为______能。
2. 绝对零度是指温度达到______,此时理想气体的体积将趋近于零。
3. 光的双缝干涉实验中,相邻亮条纹之间的距离与______、______和______有关。
...(此处省略其他填空题)三、简答题(每题10分,共20分)1. 请简述什么是光电效应,并解释为什么光的颜色会影响光电效应的产生。
2. 描述法拉第电磁感应定律的基本概念,并给出一个实际应用的例子。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 一个质量为2kg的物体在水平面上,受到一个大小为10N的恒定拉力。
假设摩擦系数为0.1,求物体从静止开始运动5秒后的位移。
2. 一个理想气体在等压过程中从状态A(P1, V1)变化到状态B(P2,V2),其中P1 = 2 atm,V1 = 5 m³,P2 = 1 atm。
求该过程中气体所做的功和内能的变化。
第22届全国中学生物理竞赛预赛题试卷及参考解答
第1页 共7页第22届全国中学生物理竞赛预赛题试卷及参考解答本卷共九题,满分200分 一、(10分)在横线上填上恰当的内容1.在2004年6月10日联合国大会第58次会议上,鼓掌通过一项决议.决议摘录如下: 联合国大会,承认物理学为了解自然界提供了重要基础,注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石。
确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具, 意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年,这些发现为现代物理学奠定了基础,Ⅰ.……;Ⅱ.……;Ⅲ.宣告2005年为______________________年。
2.爱国斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献,试举出其中两项: ____________________________;____________________________________。
二、(l7分)现有一个弹簧测力计(可随便找地方悬挂),一把匀质的长为 l 的有刻度、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线。
试用这些器件设计一实验装置(要求画出示意用),通过一次测量(弹簧测力计只准读一次数),求出木块的质量和尺的质量。
(已知重力加速度为 g ) 三、(18分)内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径一为 R 的黑球,距球心为 2R处有一点光源 S ,球心 O 和光源 S 皆在圆筒轴线上,如图所示。
若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径 r 最大为多少? 四、处在激发状态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光,称为氢光谱。
氢光谱线的波长 λ 可以用下面的巴尔末-里德伯公式来表示22111R kn λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ n ,k 分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数。
k =l ,2,3,…,对于每一个 k ,有n =k +l ,k +2,k +3,…,R 称为里德伯常量,是一个已知量。
对于 k =1 的一系列谱线其波长处在紫外线区,称为赖曼系;k =2 的一系列谱钱其波长处在可见光区,称为巴耳末系。
22届全国物理竞赛决赛卷(附答案)
2006年第22届全国物理竞赛赛决赛10.30一、如图所示,一细光束由空气中射到一透明平行平板的上表面,经折射后由平板下表面射出.此细光束由两种不同频率的单色光①和②构成.用i表示入射角,用n1和n2分别表示平板对①和②的折射率,且已知n1> n2.1.试分析讨论哪种单色光在穿过平板的过程中所用的时间较短.2.若n1=1.55,n2=1.52可做出什么判断?若n1=1.40, n2=1.38,又可做出什么判断?二、如图所示,劲度系数为k=40.0 N/m的轻质水平弹簧的左端固定在壁上,右端系一质量M=3.00 kg 的小物块A,A的右边系一轻细线,细线绕过轻质光滑的定滑轮后与轻挂钩相连.物块A放在足够长的水平桌面上,它与桌面间的静摩擦因数μ0=0.200,而动摩擦因数μ=0.180.滑轮以左的轻绳处于水平静止状态,弹簧的长度为自然长度.现将一质量m=2.00 kg的物块 B轻轻地挂在钩上,然后放手.求此后整个过程中克服摩擦力所做的功和经历的时间.取g=10 m/s2.三、如图所示,A、B是两个内径相同的圆柱形气缸,竖直放置在大气中,大气压强为p0.质量都是m 的活塞分别把都是n mol的同种理想气体封闭在气缸内,气缸横截面的面积为S.气缸B的活塞与一处在竖直状态的劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧的上端固定.初始时,两气缸中气体的温度都是T1,活塞都处在平衡状态,弹簧既未压缩亦未拉长.现让两气缸中的气体都缓慢降温至同一温度,已知此时B中气体的体积为其初始体积的 a倍,试求在此降温过程中气缸A中气体传出的热量Q A与气缸 B中气体传出的热量Q B之差.四、缓冲器是用来减少车辆间冲击作用的一种装置,下图所示是一种常用的摩擦缓冲器的断面简化示意图.图中N是缓冲器的弹簧盒.C和D是两块完全相同的、截面为梯形的楔块,两楔块上、下对称放置,左、右端分别与垫板P、Q相接触,楔块的斜面与水平面的夹角均为a.A是劲度系数为k1的弹簧,两端分别与 C、D固连.B是劲度系数为k2的弹簧,一端与Q固连,另一端与弹簧盒的壁固连.楔块C、D与各接触面之间均可滑动,动摩擦因数均为μ.工程上用吸收率来表示缓冲器性能的优劣.测定吸收率时,将缓冲器的右侧固定,左侧用实验车由左向右撞击垫板P.在压缩阶段,在冲击力F作用下,缓冲器的弹簧被压缩至最紧(但未超过弹性限度)时,加在P上的外力F做功W;在弹簧恢复的过程中,缓冲器反抗外力做功W′.定义吸收率为η=1 - W/W',吸收率越大,则缓冲器性能越好.已知某一种摩擦缓冲器的参数为k1=1.2×107N/m,k2=1.5×106N/m,μ=0.25,a=22°.由于技术上的需要,各弹簧在组装时就已处于压缩状态,A的压缩量为x10=1.0×10-3 m.B的压缩量为x20=4.O×10-2m.弹簧B可以在外力作用下再压缩的最大量为△x m=6.3×10-2m.若弹簧、楔块和垫板的质量均可视为零,试计算该缓冲器的吸收率.五、设某原子核处于基态时的静止质量为m0,处于激发态时其能量与基态能量之差为△E,且受激原子核处于自由状态.1.假设处于激发态的原子核原先静止,在发射一个光子后回到基态,试求其发射光子的波长λ0.2.由于无规则热运动,大量处于激发态的原子核原先不是静止的,可以沿任何方向运动,且速度的大小也是无规则的,可具有任何值.现只考察那些相对实验室是向着或背着仪器做直线运动的激发态原子核,假定它们速度的最大值是u,试求这些受激核所发射光子的最大波长和最小波长之差△λ与λ0之比.已知普朗克常量为h,真空中的光速为c.六、如图所示,00′为一固定不动的半径为a1的圆柱形金属轴,其电阻可忽略.一个内半径为a1、外半径为a2、厚度为h(《a1)的匀质环形导体圆盘套在OO′上,与OO′接触良好,并可绕OO′转动.盘上距盘心r 处的电阻率与r成正比,即ρ=ρ0r,ρ0为常量.整个环形圆盘处在与环面垂直的恒定匀强磁场中,磁感应强度的大小为B.图中的电源s是一个不论负载如何变化,均能提供恒定不变的电流I的电源(称为恒流源),R0是跨接在电源两端的固定电阻的阻值.电源的一端接在固定金属轴上端面的中心x处,另一端与环形电刷Y相连.环形电刷包围在圆盘的外缘,当圆盘绕金属轴转动时与盘保持良好接触.此装置可看作一“圆盘电动机”.当电源接通后,若它不带任何负载,称为空载状态,空载达到稳定时圆盘的转动角速度用ω0表示;带有负载(图中未画出)时,圆盘转动达到稳定时的角速度用ω表示,不计一切摩擦,问1.当电动机输出机械功率P最大时,ω与ω0之比等于多少?2.在l的情况下,圆盘的发热功率为多少?七、如图所示,两个半径都为R带电荷都为Q(>0)的均匀带电细圆环,环的圆心位于z轴上,环面与z 轴垂直,坐标原点O到两圆环的圆心O1和O2的距离相等,用D表示此距离(其大小可变,即可取任意值). 1.一质量为m、电荷为q(>0)的带电粒子,从z=-∞处沿Oz轴正方向射向两个圆环,已知该粒子刚好能穿过两个圆环.试通过定性及半定量的分析,画出该粒子的动能Ek随z变化的图线,并求出与所画图线相应的D所满足的条件.2.若该粒子初始时位于坐标原点z=0处,现给粒子一沿z轴方向的速度(大小不限),试尽可能详细讨论粒子可能做怎样的运动.不计重力的作用.。
北京市高一物理竞赛决赛试题参考答案(印刷版)
第22届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案(北京四中杯)一、填空题(共30分.每小题5分) 1、1000)(1000210)90110(J x F W =⨯+=∆=∑2、能滑动摩擦力做功只与水平位移有关,B A →的水平位移相同。
mgx mgl μθμ=cos 3、3.13s01100360121=+-t t t 1为加速时间13.31=t s 舍去不合理的负值 由于计算过程中有近似,故 t=3.0s~3.4s 均可4、()21212222gh gh th h g x +=∆ 112gh v =,222gh v =,221122t vt v x ==∆, t t t =+21,解出:()21212222gh gh h h g x +=∆ 5、233232241⎪⎭⎫ ⎝⎛+火地T T3232322⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==火地飞火火地地r r T r T r T2332322332328121⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=火地火地T T T T T 2332322412⎪⎭⎫ ⎝⎛+==火地飞T T T t 6、mg 51竖直向下l v m l vm l mg l mgB A 323323 +=+ 3l vA ω = ,l vB 32ω = , g l 59=∴ω g a A 53=, g a B 56=, 质心C : g a C 109=g m F mg 10922=- mg F 51=二、计算题(共70分)7、法一:m a v v v t v v s 62212121112=-=-=∆s m a s v v a /4.1'2)(12122=+∆-=m a v v v t v v s 1442212121112=-=-=∆22222233/45.1'2s m s a v av a =∆+=8、当0→2τ时任一时刻t 物体受的作用力为 t F F τ012=,利用冲量定理: t F mV 1121=τm t F V 201=。
2022年全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答
全国物理竞赛决赛试题理论部分及原则答案一、填空题(每题5分,共20分)1.某光滑曲面由曲线()y f x =绕竖直y 轴旋转一周形成,一自然半径为a 、质量为m 、劲度系数为k 旳弹性圆环置于该曲面之上,能水安静止于任意高度,则曲线方程为 。
参照答案:222()y C x a mgπ=--(C 为任意常数)。
2.如图所示旳电阻框架为四维空间中旳超立方体在三维空间中旳投影模型(可视为内外两个立方体框架,相应顶点互相连接起来),若该构造中每条棱均由电阻R 旳材料构成,则AB 节点间旳等效电阻为 。
参照答案:712R 3.某种蜜蜂旳眼睛可以看到平均波长为500nm 旳光,它是由5000个小眼构成旳复眼,小眼一种个密集排放在眼睛旳整个表面上,小眼构造很精致,顶部有一种透光旳圆形集光装置,叫角膜镜;下面连着圆锥形旳透明晶体,使得外部入射旳光线汇聚到圆锥顶点连接旳感光细胞上(入射进入一种小眼旳光线不会透过锥壁进入其她小眼),从而导致一种“影像点”(像素);所有小眼旳影像点就拼成了一种完整旳像。
若将复眼看作球面圆锥,球面半径1.5r mm =,则蜜蜂小眼角膜镜旳最佳直径d 约为(请给出两位有效数字) 。
参照答案:30m μ4.开路电压0U 与短路电流SC I 是半导体p-n 结光电池旳两个重要技术指标,试给出两者之间旳关系体现式:0U = ,式中各符号代表旳物理量分别为 。
参照答案:0ln 1SCS I kT U e I ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,式中e 为电子电量旳绝对值,k 为波尔兹曼常量,T 为绝对温度,S I 为p-n 结旳反向饱和电流。
评分原则:本题共20分。
第1、2题每题填对均得5分,第3题只要答案在27-30m μ之间即得5分,否则0分。
第4题第一空格占4分,第二空格占1分。
二、(15分)天体或微观系统旳运动可借助计算机动态模拟软件直观显示。
这波及几何尺寸旳按比例缩放。
为使显示旳运动对缩放后旳系统而言是实际可发生旳,运动时间也应缩放。
2021-2022学年北京第22中学高一物理月考试题含解析
2021-2022学年北京第22中学高一物理月考试题含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. 关于同步卫星(它相对于地面静止不动),下列说法中正确的是. ( )A.它可以定位在我们伟大的首都北京的正上空B.它一定在赤道上空C.它运行的周期是24小时D.世界各国发射的同步卫星的高度不固定参考答案:BC2. 某人站在沿竖直方向运动的升降机底板的台秤上,发现台秤的示数比他的体重减少了20%.已知重力加速度g=10m/s2,则以下判断正确的是A.升降机一定是在下降过程B.如果是在下降过程,则升降机肯定处于减速状态C.升降机的加速度大小为2m/s2D.升降机的加速度方向一定竖直向下参考答案:CD3. 在下图中,表示物体做匀变速直线运动的是()参考答案:BC4. 在如图1-4-4所示的v—t图中,A、B两质点同时从同一点在一条直线上开始运动,运动规律用A、B两图线表示,下列叙述正确的是()A .t=1s时,B质点运动方向发生改变B.t=2s时,A、B两质点间距离一定等于2mC.A、B同时从静止出发,朝相反的方向运动D.在t=4s时,A、B相遇参考答案:BC5. (2011秋?景东县校级期末)如图所示为甲、乙两质点的v﹣t图象.对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是()A.质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反B.质点甲、乙的速度相同C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大参考答案:A解:AB、由图知两个质点的速度大小相等.质点甲的速度为正,则知甲沿正方向运动,质点乙的速度为负,则乙沿负方向运动,则乙与甲的运动方向相反,所以速度不同,故A 正确、B错误;C、在相同的时间内,质点甲、乙的位移相等,当方向相反,位移是矢量,故位移相等,但不同,故C错误;D、如果质点甲、乙从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大;如果从相距较远处相向运动,距离就越来越小,故D错误;故选:A.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 两个星球组成双星,它们在相互之间的引力作用下,绕连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两星中心距离为L,其运动周期为T,万有引力常量为G,则两星各自的圆周运动半径与其自身的质量成(填“正比”或者“反比”);两星的总质量为。
北京第二十二中学高一物理测试题含解析
北京第二十二中学高一物理测试题含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示,在光滑的桌面上有M、m两个物块,现用力F推物块m,使M、m 两物块在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为A. B. F m M C.若桌面与两物块的动摩擦因数为,且M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为D.若桌面与两物块的动摩擦因数为,且M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力仍为参考答案:BD2. 太阳从东边升起,西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象.这些条件是( )A.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大B.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大C.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大D.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度不能太大 ks5u参考答案:C3. (单选)关于参考系,下列说法正确的是:A. 参考系必须是正在做匀速直线运动的物体B. 参考系就是不动的物体C. 选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果会有所不同D.飞机俯冲时,飞行员看到大地迎面扑来,是选择大地为参考系的缘故参考答案:C4. 一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8 m/s和6m/s,则该物体的速度大小是A.2 m/s B.6 m/s C.10 m/s D.14 m/s参考答案:C5. (多选)“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如右图所示。
之后,卫星在P点经过几次“刹车制动”,最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。
用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期,用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度,v1、v2、v3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的速度,用F1、F2、F3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点时受到的万有引力,则下面关系式中正确的是()A.a1<a2<a3B.v1<v2<v3C.T1>T2>T3D.F1=F2=F3参考答案:CD二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 如图,A、B两个物体相距s=7m,物体A以m/s的速度向右匀速运动,而物体B 此时的速度m/s,向右做匀减速运动,加速度a = -2m/s2。
北京第二十二中学高一物理联考试题含解析
北京第二十二中学高一物理联考试题含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. 两个物体质量比为1∶4,速度大小之比为4∶1,则这两个物体的动能之比为A.1∶1B.1∶4C.4∶1D. 2∶1参考答案:C2. 如图所示,是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器.球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动,两球之间用一条轻绳连接,mP=2mQ,当整个装置以角速度ω匀速旋转时,两球离转轴的距离保持不变,此时 ( )A、两球的线速度一定相等B、P球受到向心力大于Q球受到的向心力C、当ω增大时,P球将向外运动D、RP一定等于RQ/2参考答案:D3. (单选)某人以一定的速率垂直河岸将船划向对岸,当水流匀速时,则其过河所需的时间、发生的位移与水速的关系是()A.若水速小,则位移小,时间短B.若水速大,则位移大,时间长C.若水速大,则位移大,时间不变D.位移、时间均与水速无关参考答案:C4. (多选)同步卫星的加速度为a1,运行速度为v1,地面附近卫星的加速度为a2,运行速度为v2,地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3,速度为v3,则()A.v2>v1>v3 B.v3>v1>v2C.a2>a3>a1 D.a2>a1>a3参考答案:AD5. 物体沿斜面下滑时,常把物体所受的重力分解为()A.使物体下滑的力和斜面的支持力B.平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力C.斜面的支持力和水平方向的分力D.对斜面的压力和水平方向的分力参考答案:B二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时,使用了如图(a)所示的实验装置简图.实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得.(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为▲ m/s2.(保留两位有效数字)(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m的相关数据如下表:根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图(c)方格坐标纸中选择恰当变量建立坐标系,并作出相应的图线.根据所作出的图线,可以得出的结论是▲.(3)在“探究加速度a与力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砂的质量,有的组同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图(d)所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是▲.参考答案:(1) 1.4 m/s2.(2)加速度a跟质量成反比.图,过原点的一条直线(3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足7. 一质点沿直线做初速为零的匀加速运动,则在第1s末的速度与第2s末的速度之比为;在第1s内的位移与第50s内的位移之比为。
2022年北京第一二二中学高一物理联考试卷含解析
2022年北京第一二二中学高一物理联考试卷含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. 下列说法中正确的是()A.惯性是只有物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质B.物体的惯性与物体的运动状态有关,速度大的物体惯性大C.静止的物体不易被推动,说明物体在静止时的惯性比在运动时的惯性大D.惯性是物体的固有属性,与运动状态和是否受力无关参考答案:D2. 关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是()A.只要接触面光滑,物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨,就能使实验成功D.虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上参考答案:B3. (单选)如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向右运动时,物体A的受力情况是()A.绳的拉力大于A的重力B.绳的拉力等于A的重力C.绳的拉力小于A的重力D.拉力先大于重力,后变为小于重力参考答案:A4. (单选)物体做平抛运动时,下列描述物体速度变化量大小△v随时间t变化的图像,正确的是( )参考答案:D5. 在运动的合成和分解的实验中,红蜡块在长为1m的玻璃管中沿竖直方向向上做匀速直线运动,现在某同学拿着玻璃管沿水平方向向右做匀加速直线运动,则关于红蜡块的运动轨迹的描述正确的是()参考答案:C二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 甲、乙两物体从同一地点出发、沿同一方向做直线运动的速度-时间图象如图所示。
若速度轴正方向为向南,则从第l s末到第4 s末乙的位移大小是 m;第4 s末乙的加速度方向为。
在0-6s内,两物体最大距离是 m,两物体第二次相遇时甲的位移大小为 m。
参考答案:18 向北 4 247. 如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收,从B盒发射超声波开始计时,经时间Δt0再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图象,则超声波的速度为物体的平均速度为参考答案:8. 小明绕学校的400米跑道绕了一圈后回到起点,则小明在这个过程中的位移为 m9. .如图所示为一条用打点频率为50 Hz的打点计时器记录小车运动情况的纸带,图中为相邻的计数点,相邻两个计数点间还有四个点未画出。
2022-2023学年北京第二十二中学高一物理模拟试卷含解析
2022-2023学年北京第二十二中学高一物理模拟试卷含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. 关于做简谐运动的物体受力和运动的特点,下列说法中正确的是A.回复力的方向总指向平衡位置B.回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反C.越接近平衡位置,物体运动得越快,因而加速度越大D.速度的方向跟加速度的方向有时相同,有时相反参考答案:ABD2. 正常走动的钟表,其时针和分针都在做匀速率转动,下列关系中正确的有()A 时针和分针角速度相同B 分针角速度是时针角速度的12倍C 时针和分针的周期相同D 分针的周期是时针周期的12倍参考答案:B3. (多选题)如图所示,悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角,则小车可能的运动情况是()A.向右加速运动B.向右减速运动C.向左加速运动D.向左减速运动参考答案:AD【考点】牛顿第二定律.【分析】车和球一起运动,它们由共同的加速度,对小球受力分析,可以求得小球的加速度的大小,即为小车的加速度的大小,从而可以判断小车可能的运动情况.【解答】解:由图易知小球即小车的加速度向右,所以小车可能是向右加速,也可能是向左减速.故选AD.4. (多选题)如图在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ,则()A.该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB.卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/sC.在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道上ⅠQ点的速度D.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ参考答案:CD【考点】同步卫星;人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.【分析】了解同步卫星的特点和第一宇宙速度、第二宇宙速度的含义.当万有引力刚好提供卫星所需向心力时卫星正好可以做匀速圆周运动1.若是供大于需则卫星做逐渐靠近圆心的运动2.若是供小于需则卫星做逐渐远离圆心的运动【解答】解:A、11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度,而同步卫星仍然绕地球运动,故A错误.B、7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,根据v的表达式可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故B错误.C、从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道上ⅠQ点的速度.故C正确.D、根据C选项分析,故D正确.故选CD.5. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()A.tanθB.2tanθC.D.参考答案:D【考点】平抛运动.【分析】物体做平抛运动,把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解,根据速度与斜面垂直,得出水平分速度与竖直分速度的比值,从而得出小球在竖直位移与在水平方向位移之比.【解答】解:球撞在斜面上,速度方向与斜面垂直,则速度方向与竖直方向的夹角为θ,则有:tanθ=,竖直方向上和水平方向上的位移比值为=.故D正确,A、B、C错误.故选:D.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 一颗子弹以400 J的动能射入固定在地面上的厚木板,子弹射入木板的深度为0.1 m。
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以 A 为支点: N( 1)( 2)( 3)得 hmin
3 3 。由( 1)( 2)( 4)得 hmax
23 3
由( 1)( 2)得 N1
3mg
10、弹簧压缩量为 x' , kx' m1 g 时,小车脱离物块速度最大
1 kx 2 2
1 kx'2
1 ( m1
m2 ) vm2
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
(北京四中杯 )
一、填空题(共 30 分 . 每小题 5 分)
1、1000
(110 90) 10
W
Fx
1000(J )
2
2、能
滑动摩擦力做功只与水平位移有
关,
A B 的水平位移相同。
2009 年 5 月 24 日
mgl cos
mgx
3、3.13 s
V。
两球构成体系质心速度为 Vc ,绕质心的转动角速度为
。
2mV0 2mVc 2mV
( 1)
1
2
2m V0
2
1 2m V 2 2
1
2
2m Vc
2
2
1 m
2
l 2
2
两球构成体系质心对应的空间固定点为参考点。角动量守恒
2
l
l
l
2mV0 2 2m 2
2m V 2
( 3)
( 1)( 2)( 3)联立得
A, B 球质心速度为:
1
V
V0
3
2
Vc
V0
3
( 2)
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
第4页 共5页
A, B 绕质心转动角速度为:
4V0 3l
1
xA t 时刻:
l 1 cos 2
t
2
l
yA
3 V0t
sin 2
1
xB
l 1 cos 2
2
l
yB
3 V0t
sin 2
xD l
1
yD
V0 t
3
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
s v2 2 v1 t1
v1v2 v12 2a1
4m 14
a3
v3 2a2 v22 2a2 s'
1.45m/ s2
8、当 0→ 2 时任一时刻 t 物体受的作用力为
利用冲量定理:
1 mV1 F1t
2
当2
时任一时刻 t 物体受的作用力为:
F 1 2 F0 t ,
V1
F0t 2 m。
F 2 2F0
t
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
第2页 共5页
利用冲量定理:
mV2
1 F2 F0 t
2
V2
F0 4 t
2
2m
当t
时速率: V
F0 2m
1
2
F0 2
2
2t 2
冲击力对物体所做总功为
W
1
2
mV
2
F0
2
2
8m
9、对于球竖直方向: mg N cos
(1)
对于三角木块: N sin
N1 ( 2)
以 B 为支点 : N1h N 0.5 ( 3)
2 g h1h2
2 2 gh1 2 gh2
5、 1
2
T地 3
42
3
2
2
T火3
T
2 地
T火2
r
3 地
r
3 火
T飞2
3
r地 r火
2
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
第1页 共5页
T
3
1 2
2
T地 3
2
T火 3
2
1
2
T地 3
8
3
2
2
T火3
t T飞 2
1
2
T地 3
42
3
2
2
T火 3
1 6、 mg
5
竖直向下
l
2
l
2
mg mg l mvA mvB l
3
3
3
3
vA
l ,vB
2 l
,
9 g
3
3
5l
aA 3 g , aB 6 g ,
5
5
质心 C : aC
9 2mg F 2m g
10
1 F mg
5
9g 10
二、计算题(共 70 分)
7、法一 : s v2 v1 t1 v1v2 v12 6m
2
2a1
a2 ( v2 v1) 2 a1 1.4m / s 2 s'
解得
0 0
3
4
1
0
3
A、B 球质心速度
c
A、B 绕质心转动角速度
l2
0
23
t 时刻
2
0
3
ω
4
0
3l
X A 1 l (1 cos ) 2
2
l
yA
0t sin
3
2
1 X B l (1 cos )
2
YB 2 0t l sin
3
2
XD l YD 1 0 t
3
方法二 :系统的动量守恒、对空间固定点的角动量守恒。设小球碰后的速度为
2
2
m1g ( x x' )
解得: vm
1
1 kx2
m1 m2 2
11、 方法一 : 求 t 时刻 A、B、D 球的位置
D 、B 球碰撞
2m 0 m 1 2m 0
1 2m
2 0
2
1 m
2 1
1
2m
2 0
22
m1 g 2 2k
m1 gx
第 22 届北京市高一物理(力学)竞赛决赛试题参考答案
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t12 360t1 1 1 0 0 0
t1 为加速时间
t1 3.13s 舍去不合理的负值
由于计算过程中有近似,故 t=3.0s~3.4s 均可
4、 x
2g h1h2 t
2 2 gh1 2 gh2
v1 2gh1 , v2 2gh2 ,
x v1 t1 v 2 t 2 ,
2
2
t1 t 2 t ,解出: x
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