2018届高三物理上学期竞赛(期中)试题

2017-2018学年上学期竞赛试卷高三物理总分：100分 时间：90分钟一.选择题（共14题，每题4分；1~~10题为单选 11-14为多选，漏选得2分。

）1.若货物随升降机运动的v t 图像如题图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是2.如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m 设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s 和2s 。

关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度22/m s 由静止加速到2m/s ，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是A ．关卡2B ．关卡3C ．关卡4D ．关卡53.过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b ”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。

“51 peg b ”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的120，该中心恒星与太阳的质量比约为 A ．110B ．1C ．5D ．10 4.小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球 的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止 释放，在各自轨迹的最低点．A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度5.阻值相等的四个电阻，电容器C 及电池E （内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为1Q ；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为2Q ．1Q 与2Q 的比值为A ．25B ．12C ．35D ．236．宇航员抵达一半径为R 的星球后, 做了如下的实验:取一根细绳穿过光滑的细直管, 细绳的一端拴一质量为m 的砝码, 另一端连接在一固定的拉力传感器上, 手捏细直管抡动砝码, 使它在竖直平面内做圆周运动, 若该星球表面没有空气, 不计阻力, 停止抡动细直管, 砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图所示, 此时拉力传感器显示砝码运动到最低点与最高点两位置时读数差的绝对值为ΔF. 已知万有引力常量为G, 根据题中提供的条件和测量结果, 可知( )A. 该星球表面的重力加速度为B. 该星球表面的重力加速度为C. 该星球的质量为D. 该星球的质量为7.如图所示， 其中电流表 A 的量程为 0.6A ， 表盘均匀划分为 30 个小格， 每一小格表示 0.02A ；R 1 的阻值等于电流表内阻的 1/2；R 2 的阻值等于电流表内阻的2倍， 若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值， 则下列分析正确的是A.将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示0.04AB.将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02AC ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06AD ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01A8．ab 为紧靠着的、且两边固定的两张相同薄纸，如图所示．一个质量为1kg 的小球从距纸面高为60cm 的地方自由下落，恰能穿破两张纸（即穿过后速度为零）．若将a 纸的位置升高，b 纸的位置不变，在相同条件下要使小球仍能穿破两张纸，则a 纸距离b 纸不超过A ．15cmB ．20cmC ．30cmD ．60cm9．用三根轻杆做成一个边长为L 的等边三角形的框架，在其中两个顶点处各固定一个小球A 和B ，质量分别为2m 和m 。

现将三角形框架的第三个顶点悬挂在天花板上O 点，框架可绕O 点自由转动。

有一水平方向的力F 作用在小球A 上，使OB 间的杆恰好静止于竖直方向，现将F 撤去，则力F 的大小以及撤去F 后A 球运动到最低点时的速度大小分别为( ) A.， B.， C. ， D.，10． 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）A ．1~0t 时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．21~t t 时间内汽车牵引力做功为21222121mv mv - C ．21~t t 时间内的平均速度为221v v + D ．在全过程中1t 时刻的牵引力及其功率都是最大值，32~t t 时间内牵引力最小11．在一静止点电荷的电场中，任一点的电势ϕ与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示。

电场中四个点a 、b 、c 和d的电场强度大小分别E a 、E b 、E c 和E d 。

点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势ϕa 已在图中用坐标（r a ，ϕa ）标出，其余类推。

现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd 。

下列选项正确的是A ．E a ：E b =4:1B ．E c ：E d =2:1C ．W ab :W bc =3:1D ．W bc :W cd =1:312.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v t -图像如图所示。

已知两车在3t s =时并排行驶，则（ ）。

A. 在1s t =时，甲车在乙车后B. 在0t =时，甲车在乙车前7.5mC. 两车另一次并排行驶的时刻是2s t =D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m13．如图所示，一质量为m 的物体在沿斜面向上的恒力F 作用下，由静止从底端向上做匀加速直线运动．若斜面足够长，表面光滑，倾角为θ．经时间t 恒力F 做功80 J ，此后撤去恒力F ，物体又经时间t 回到出发点，且回到出发点时的速度大小为v ，若以地面为重力势能的零势能面，则下列说法中正确的是（ ）A ．撤去力F 前的运动过程中，物体的动能一直在增加，撤去力F 后的运动过程中物体的动能一直在减少B ．物体回到出发点时的机械能是80 JC ．撤去力F 前和撤去力F 后的运动过程中物体的加速度之比为1:2D ．在撤去力F 前的瞬间，力F 的功率是θsin 32mgv 14.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。

圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC=h 。

圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A ；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g ，则圆环 A ．下滑过程中，加速度一直减小B ．下滑过程中，克服摩擦力做功为214mv C ．在C 处，弹簧的弹性势能为214mv mgh - D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度二、实验题（共 14 分）15.某课外实验小组利用如图1所示的装置来探究拉力F 不变时加速度a 与小车质量m 之间的关系．(1)甲同学根据测得的实验数据作出的a ­1m图象如图2所示，则图线弯曲的原因是________． A ．小车与长木板之间有摩擦B ．没有平衡摩擦力C ．打点计时器打点的周期小于0.02 sD ．小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量(2)乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度，纸带上的数据如图3所示．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为计数点，且相邻计数点间均有一个点没有画出，则相邻计数点时间间隔 s, 打点计时器打D 点时小车的速度大小为________m/s ；小车运动的加速度大小为________m/s 2. (第二和第三空保留三位有效数字)16.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。

其中电流表A 1的内阻r 1=1.0 k Ω，电阻R 1=9.0 k Ω，为了方便读数和作图，给电池串联一个R 0=3.0 Ω的电阻。

(1)按图示电路进行连接后，发现aa '、bb '和cc '三条导线中，混进了一条内部断开的导线。

为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S 闭合，用多用电表的电压挡先测量a 、b '间电压，读数不为零，再测量a 、a '间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。

(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。

通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A 1和A 2的多组I 1、I 2数据，作出图象如右图。

由I 1–I 2图象得到的电池的电动势E =_________V ，内阻r =__________Ω。

三、计算题 （共计30分 要有必要的文字说明）17.（12分）如图所示，光滑水平轨道上放置长为L 的木板A （上表面粗糙）和滑块C ，滑块B 置于A 的左端（B 、C 可视为质点），三者质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 、m C =2kg ，A 与B 的动摩擦因数μ=0.5；开始时C 静止，A 、B 一起以v 0=5m/s 的速度匀速向右运动，A 与C 发生碰撞（时间极短）并粘在一起，经过一段时间，B刚好滑至A的右端而没有掉下来。

（g=9.8m/s2）求： 1）A与C碰后的速度v1;（2）B最终速度v2；（3）求木板A的长度L．18.（18分）如图，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，其中PN段为光滑的圆弧轨道，NM段为粗糙的半圆轨道。

P点到桌面的竖直距离是h=2.4m．用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，由静止释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点由静止释放（物块与弹簧不相连），物块通过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x=6t ﹣2t2，物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道，且刚好能达到轨道最高点M,（不计空气阻力，g取10m/s2）.求（1）物块m2过B点时的瞬时速度v B及与桌面间的滑动摩擦因数μ；（2）物块m2经过轨道最低点N时对轨道的压力F N；（3）物块m2由C点运动到M点过程中克服摩擦力做的功W高三物理竞赛参考答案选择1 B2 C3 B4 C5 C6 C7 C8 C 9B 10 D 11 AC 12BD 13 BD 14BD15. 1)D 2)0.04 1.62 3.0016.（3）①aa' bb' ②1.4（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）17. 解：（1）把A 、C 看成一个系统满足动量守恒，设A 与C 碰后的速度v 1， 由动量守恒得：()01A A C m v m m v =+ （2分）代入数据解得： 1 2.5/v m s = （1分）（2）由题意可知最终三者共速且为2v ，在碰撞前后满足动量守恒：()()02A B A B C m m v m m m v +=++ （2分）代入数据解得：23/v m s = （1分）（3）A 与C 发生碰撞并粘在一起，且 最终B 刚好滑至A 的右端而没有掉下来，最终三者共速且为2v ，设木板长度至少为L 由能量守恒得：()()mgL v m m m v m m v m C B A C A B μ+++=++222120212121 （2分） 代入数据解得：m L 5.0= （1分） 18.解：（1）m 2过B 点后满足：x =6t ﹣2t 2,由此可知，v B =6m/s ，a =﹣4m/s 2 （2分）由牛顿第二定律得：μmg=ma ，代入数据解得：μ=0.4 （2分）（2）小球离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上：m g v h y4.222==P 点速度在竖直方向的分量：v y =v D tan 60°=34m/s （2分）由此解得离开D 点的速度为v D =4m/s （1分） 由机械能守恒定律得：()θcos 212122222R R h g m v m v m D N -++=， 解得：s m v N /74= 在N 点，由牛顿第二定律得：222N N v F m g m R'-= （2分） 代入数据解得：F N ′=16.8N ，由牛顿第三定律得，压力：F=F '=16.8N ，方向竖直向下 （1分）（3）小球刚好能到达M 点，由牛顿第二定律得：222M v m g m R= （1分）小球到达P 点的速度s m v v v y P /8220=+= （1分） 从P 到M 点，由动能定理得：()222222121cos 1P M PM v m v m W gR m -=-+-θ 代入数据解得：W PM =2.4J （1分） 从B 到D 点，由动能定理得：22222121B D BD v m v m W -=-，解得：W BD =2J （1分） 从C 到B 点，由动能定理得：CB P gx m E 1μ=, 22221B CB P v m gx m E +=μ 解得：22221B CB v m gx m =μ,J gx m W CB CB 6.32==μ （1分） 则释放后m 2运动过程中克服摩擦力做的功为： W =W CB +W BD +W PM =3.6J+2J+2.4J=8.0J （1分）。