第一届数理化学科能力竞赛初赛高一物理.doc

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首届全国中学生数理化学科能力竞赛
高一物理学科能力解题技能初赛试题

总分
试卷说明：1.本试卷共计18小题，满分为120分
2.考试时间为120分钟
本题得分 评卷人

一、 本题共 10小题，每小题 4 分，共 40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，有错选或不答的得 0 分.
1. 2008年北京奥运会“祥云"火炬的质量约是985 （ )
A．t B．kg C．g D．mg

2。 设想能创造没有摩擦力的环境，一个人在此环境中用力推一艘万吨巨轮，从理论上分析可知 （ ）
A．巨轮惯性太大，所以完全无法推动
B．一旦施力于巨轮，巨轮立即获得加速度
C．巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间才会产生明显的速度
D．巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间才会获得明显的加速度

3. 2008年9月25日21时10分在酒泉卫星发射中心发射的“神舟”七号卫星，从点火到星箭分离大约用时10分钟，即上升到离地216千米的高空，整个过程可近似认为是匀加速上升，其加速度和平均速度为（ ）
A．1。2 m/s2, 360 m/s B． 2.4 m/s2 ， 720 m/s
C．12 m/s2， 36 m/s D．24 m/s2 , 720 m/s

4．球类运动是一种力与运动的结合,小燕用文字记录下了三种球类运动的状态,请判断下列有关这些现象的说法中正确的是（ )
A．踢出去的足球在地面上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
B．网球对球拍的作用力改变了球拍的形状
C．篮球离开手后仍继续向上运动是因为它受到惯性力的作用
D．篮球离开手后，在空中运动的过程中受到重力、推力和空气阻力的共同
作用

5.小芳同学在学杠杆原理后发现，我们日常生活中许多工具都是杠杆的应用，如吃饭用的筷子、写字用的笔，卖货用的杆秤等,小芳同学找到一个小猫钓鱼的图片如图所示，小猫右爪握住钓竿的下端不动,左爪握在杆的四分之一处，始终沿垂直杆的方向施力,如图顺时针转动钓竿,若鱼重为G，则下列说法中正确的是（ )
A．将鱼缓慢钓起时,在钓竿的整个转动过程中,右爪所施的力大
小总是约为G/4
B．将鱼缓慢钓起时，当钓竿水平时，左爪所施的力最大,约为4G
C．将鱼匀加速钓起时,当钓竿水平时，左爪所施的力大于4G
D．将鱼匀加速钓起时，鱼所受的合力为零

6.北京奥运会上，火亮和林跃在双人10 m板跳水决赛中，力挫群雄赢得了金牌.若二人举双臂直体离开台面向上跃起时，重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）,入水后他们所受水的阻力约为其体重的4倍，则可估算出他们用于完成空中动作的时间和水立方中水的最小深度分别为（ ）
A. 1.7 s，5 m B. 1。7 s，3 m C. 1。4 s，5 m D。 1。4 s，3 m

7.十七世纪物理学家胡克发现:在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律。 受此启发，一组同学研究“金属线性伸长量与拉力的关系”,其探究过程如下：
Ａ.他们认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比，与横截面半径成反比
Ｂ.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用螺
旋测微器、激光测距仪、传感器等比较精密的仪器测量线材的有关数据，以验证假设
Ｃ.通过实验取得如下数据:
长度
拉力
伸长
直径
250。00 N
500.00 N
750.00 N
1 000。00 N
1.00 m
2。520 mm
0.40 mm
0.81 mm
1.19 mm
1。60 mm
2。00 m
2.520 mm
0。80 mm
1.59 mm
2.41 mm
3.21 mm
1.00 m
3.563 mm
0。21 mm
0.40 mm
0。61 mm
0.80 mm
Ｄ。同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善
上述科学探究活动的几个环节中，属于“制定计划”和“收集证据"的环节分别是（ )

8。 汶川地震救援过程中，大量救灾物质通过车队源源不断地运送到灾区前线，如图所示为从同一地点先后开出的汽车，在平直的公路上沿直线行驶，各车均先做加速度为a的匀加速直线运动，达到速度v后做匀速直线运动的瞬间后辆车开始启动，汽车都匀速行驶后，相邻两车距离均为s，则相邻两车启动的时间间隔为（ ）
A． B． C． D．
9. 甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛，僵持不下，如图所示．如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为6 000 N，同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为500 N．绳上的A、B两点分别位于甲1和乙1、乙1和乙2之间．不考虑绳子的质量．下面说法正确的是（ ）
A．地面对乙方队员的总的摩擦力是6 000 N
B．A处绳上的张力为零
C．B处绳上的张力为500 N
D．B处绳上的张力为5 500 N

10.许多教室里都悬挂一磁性小黑板，小铁块被吸在小黑板上可以用于“贴”通知或宣传单，下列说法中正确的是（ ）
A．铁块受到三个力的作用
B．铁块与黑板间在水平方向存在两对作用力与反作用力
C．铁块受到的磁力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
D．铁块受到的磁力与受到的弹力是一对作用力与反作用
本题得分 评卷人

二、试验题(本题共2小题,共17分）

11。（9分）如图所示的气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面）间形成气垫，使船体垫起离开水面通过减少或部分减少船体与水面摩擦来提高航行速度的新型交通工具.气垫导轨与气垫船有许多相似之处，是物理实验中常用的器材之一。为测定气垫导轨上滑块运动的加速度，在滑块上安装了宽度为3.00 cm的遮光板，如下图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的毫秒计记录了遮光板完全通过第一个光电门所用的时间Δt1=0。30 s，完全通过第二个光电门所用的时间Δt2=0.11 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间Δt =3.57 s,则滑块通过第一光电门时的速度为 m/s, 滑块通过第二光电门时的速度为 m/s，加速度为 m/s2。
0
0
0

显示屏
光电门
光电计时器
气垫导轨
1
2

光电门
遮光板

12．（8分）某学校物理兴趣小组，利用光控实验板进行了“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”的实验，光控实验板上有带刻度的竖直板、小球、光控门和配套的速度显示器，速度显示器能显示出小球通过光控门的速度．现通过测出小球经过光控门时每次的速度来进行探究．另配有器材：多功能电源、连接导线、重垂线、铁架台等．实验步骤如下：
（1)如图甲所示，将光控板竖直固定，连好电路;
（2)在光控实验板的合适位置A处固定好小球及光控门B,并测出两者距离h1；
(3）接通光控电源,使小球从A处由静止释放，读出小球通过B时的速度值vB1；
（4）其他条件不变，调节光控门B的位置,测出h2，h3,…，读出对应的vB2，vB3，…
（5）将数据记录在Excel软件工作薄中，利用Excel软件处理数据，如图乙所示，小组探究，得出结论．

甲 乙
在数据分析过程中，小组同学先得出了vB-h图象，继而又得出vB2—h图象，如图丙、丁所示:

丙 丁
请根据图象回答下列问题：
(1）小明同学在得出vB-h图象后，为什么还要作出vB2—h图象？
．
（2）若小球下落过程机械能守恒，根据实验操作及数据处理，你能否得出重力加速度g,如能,请简述方法

本题得分 评卷人

三、计算题（共6小题, 共63分）

篮板
滑块
13．(10分)在某次篮球运动中,球打到篮板上后垂直反弹，运动员甲跳起来去抢篮板，刚好没有碰到球，球从站在他身后的乙的头顶擦过,落到了地面上（如图所示)。已知甲跳起的摸高是h1,起跳时距篮板的水平距离为s1,乙的身高是h2，站立处距离甲的水平距离为s2,请根据这些数据求出篮球垂直反弹的速度v0。

14.（10分）风洞是进行现代交通工具设计实验最常用的一种方法，一科学研究小组在研制某航模飞机时，他们把航模飞机放到风洞中进行实验，如图所示，通过传感器发现航模飞机相对空气速度满足方程沿x轴运动规律,式中x的单位为m，t的单位为s，请你帮他们求出：
（1）航模飞机做什么运动，航模飞机运动3 s内的平均速度和在t=3.0 s时的瞬时速度分别是多少？航模飞机在3。0 s的加速度是多少？
(2）试画出航模飞机运动的x—t图象,并说明由图象求出位移、平均速度和瞬时速度的方法.

15。(10分)小强同学和他所在的探究性研究小组在探究我国古代建造桥梁的伟大成就后，设计并制造了他们自己的拱桥，其拱桥是由６块完全相同的楔形组成一个半圆形拱券结构，若每块楔形的质量为3kg。假如你是此探究小组成员，请完成以下探究问题。
⑴拱桥两边水平地面上的桥基受到的压力是多少?
⑵若有一质量为50 kg的人，站在半圆形拱券结构的正中间，那么中间两楔形块对两边的压力是多少？

收到信号时间 与前方障碍物距离（单位:m）
9:10， 52
9:10, 32
发射信号时间 给减速器设定的加速度（单位：m/s2）
9：10,33" 2
收到信号时间 与前方障碍物距离（单位：m)
9：10，40" 12

9：10, 12
16。 （10分)2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星.在人类成功登陆火星之前,人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车如图所示的月球探测器。它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器（其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2。某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作.下表为控制中心的显示屏的数据:
已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快.科学家每次分析数据并输入命令最少需要3 s.问：
（1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令？
（2）假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施？加速度需满足什么条件？

17．（10分）如图是一种测定风作用力的仪器示意图。质 量m=0.8 kg金属球用质量很轻的细金属丝OP悬于O点,金属丝电阻不计.AB为一根水平放置的电阻丝，它与金属丝始终保持良好接触. R0 =10 Ω是电路保护电阻，已知AB=10 cm,且单位长电阻λ=2 Ω/cm,OA=5 cm,无风时细金属丝自然下垂在A点与电阻丝接触，这时电流表示数为0.5 A，有风时细金属丝将发生偏转，已知偏角θ与风力F满足F=mgtan θ(g取10 N/kg)，求：
（1）电源电压为多少？
（2)如果电流表示数在增大,则风力如何变化？简要说明理由。
（3）如将电流表面盘刻度改成风力刻度，那么在1。0 A刻度处应标上多少牛的
刻度？

18．（13分） “10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。 受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。设受试者起跑的加速度为4 m/s2，运动过程中的最大速度为4 m/s，快到达折返线处时需减速到零，减速的加速度为8 m/s2，返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线。求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
跑道
起点终点线
折返线
木箱
10 m

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