广东省梅州市兴宁市2021-2022学年高一上学期综合能力竞赛模拟物理试题含答案

这是一份广东省梅州市兴宁市2021-2022学年高一上学期综合能力竞赛模拟物理试题含答案，共7页。试卷主要包含了不定项选择题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

（注：本卷共15题，分值：100分 考试时间：90min ）
一、不定项选择题（8题，每题5分，共40分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得5分，漏选得3分，不选或错选得0分）
1、《时间简史》首版以来，先后被翻译成40多种文字，销售量达2500万册。在这本书中，作者向我们阐述了关于遥远星系，黑洞等宇宙方面的伟大发现，现已成为全球科学著作的里程碑，请问《时间简史》的作者是：（ ）
A、杨振宁 B、爱因斯坦 C、史蒂芬－霍金 D、李政道
2、一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速无摩擦的运动，那么图中所示的四种情况中符合要求的是：（ ）
3、两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下来木块每次曝光的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知：（ ）
A、在时刻t2以及时刻t5两木块速度相等
B、在时刻t3两木块速度相等
C、在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相等
D、在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相等。
4、如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑。若物体匀速下滑与加速下滑时，斜面体都保持静止，且用和分别表示上述两种情况下斜面体受到的水平地面的的摩擦力，则（ ）
A．为零，不为零且方向向左 B．为零，不为零且方向向右
C．不为零且方向向右，不为零且方向向左
D．和均为零

5、在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（ ）
A、减少每次运送瓦的块数
B、增多每次运送瓦的块数
C、减小两杆之间的距离
D、增大两杆之间的距离

6、如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则( )
A．Ff变小 B．Ff不变
C．FN变小 D．FN变大
7、如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且θ<β，则滑块的运动情况是( )
A．沿着杆加速下滑 B．沿着杆加速上滑
C．沿着杆减速下滑 D．沿着杆减速上滑
8、如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )
A．物块可能匀速下滑
B．物块仍以加速度a匀加速下滑、
C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑
二、填空题（3题，每题5分，共15分）
9、（5分）如图1所示，一质点受F1、F2、F3、F4、F5五个力的作用，且这五个力在同一平面内，其受力图中的力的箭头端交于圆周上的A、B、C、D、E，与O点组成内接正六边形，其中F3与圆的直径重合，则合力的大小与F3的大小之比
10、（5分）一质点由静止开始作匀加速直线运动，加速度的大小为a，经时间t后作匀减速直线运动，若再经过时间t回到原出发点，则它作匀减速直线运动时的加速度大小为 _______，回到原出发点时的速度大小为_______。
11、（5分）如图所示，一个长为L=1m的匀质长方体与水平面的动摩擦因数，在水平拉力F=10N的力作用下匀加速运动。试写出距长方体前端x处截面的张力T随x变化的函数关系式：_____________________，并在右边坐标图中作出T—x图象。

三、实验题（1题，共10分）
12、某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心．在O点挂上重G＝2.00 N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则．
(1)当F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30°时，请在图乙中用力的图示法作图，画出两绳拉力的合力F，并求出合力F＝________N．(结果保留三位有效数字)
(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度θ2，作出了如图丙所示的F2-θ2图象，由图丙可知A传感器所处位置的角度θ1＝__________．
计算题（3题，共35分）
13、（8分）一质量为m的木块放在水平地面上，今用一个大小为F的拉力拉着它在水平地面上运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，则木块运动加速度的最大值为多少？
14、（9分）质量为1kg的物体原来静止在光滑水平面上，在第1、3、5……各奇数秒内给物体施以方向相同的，大小为2N的水平推力；在第2、4、6……各偶数秒内不给物体施力，问经历多长时间，此物体完成120m的位移？
15、（18分）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m，如图(a)所示。t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的v－t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：
(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；
(2)木板的最小长度；
(3)木板右端离墙壁的最终距离。
2022年兴宁市高一物理模拟竞赛答案
9、【答案】 3
10、【答案】 (1)3a （3分） (2)2at（2分）
11、【答案】 (1). (2).
【详解】设整个长方体质量为，对整个长方体由牛顿第二定律可得，以左端长度为的长方体为研究对象，由牛顿第二定律可得：，由以上两式可得，化简可得：，作出图象可得：
12、【答案】(1). (2). 201(1.97～2.05) (3). 60°
【详解】（1）F1、F2图示及力的合成图如图所示，根据比例关系可知合力大小为2.01N．
（2）根据丙图可知，当θ2＝时，F2=2.0N
F1、F2的合力仍为重力G=2N，
根据平衡条件则有：F1csθ1+F2cs60°=G，F1sinθ1=F2sin60°，
解得：F1=2N，θ1=60°
mg
F1
F2
f
F
N
θ
13、解：如图所示，物体受到F，mg，f，N四个力作用，设F与水平面间的夹角为θ，竖直方向受力平衡：N+Fsinθ=mg ………①
f=μN ………………②
水平方向，根据牛顿第二定律：Fcsθ－f=ma …………③
联立①②③解得：
由数学知识得：
所以，加速度的最大值
14、解：已知F=2N，m=1kg，初速度v0=0，由于水平面光滑，所以当物体受到水平拉力时，加速度
依题意有：第1秒内的位移，v1 = aT = 2 m/s
第2秒内的位移，v2 = v1 = 2 m/s
第3秒内的位移，v3 = v2 + aT = 4 m/s
以此类推，第n秒内的位移
所以，
因为，所以有：解得n=15（s）
即经过15秒，此物体完成120m的位移。
解法二：（图象法）
物体受拉力作用时的加速度：a=F/m=2m/s2
经分析得，物体运动的v—t图象如图所示，其图线下方的“面积”表示对应时间内的位移，则易求得每秒钟内的位移为：
s1=1m，s2=2m，s3=3m，……，sn=n（m），则
s总=s1+s2+s3+……+sn=1+2+3+……+n=…①
令s总=120 m …… ②
由①②解得：n=15（s）
15、【解析】(1)根据图象可以判定碰撞前小物块与木板共同速度为v＝4 m/s
碰撞后木板速度水平向左，大小也是v＝4 m/s
小物块受到滑动摩擦力作用而向右做匀减速直线运动，加速度大小a2＝eq \f(4－0,1) m/s2＝4 m/s2。
根据牛顿第二定律有μ2mg＝ma2，解得μ2＝0.4
木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t＝1 s，位移x＝4.5 m，末速度v＝4 m/s
其逆运动为匀加速直线运动，可得x＝vt＋eq \f(1,2)a1t2解得a1＝1 m/s2
小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，由牛顿第二定律得：μ1(m＋15m)g＝(m＋15m)a1，即 μ1g＝a1解得μ1＝0.1
（2）设碰撞后，设木板的加速度为a3，木板向左做匀减速运动，依据牛顿第二定律有μ1(15m＋m)g＋μ2mg＝15ma3可得a3＝eq \f(4,3) m/s2
对滑块，加速度大小为a2＝4 m/s2
由于a2＞a3，所以滑块速度先减小到0，所用时间为t1＝1 s
在此过程中，木板向左运动的位移为x1＝vt1－eq \f(1,2)a3teq \\al(2,1)＝eq \f(10,3) m,
末速度v1＝v－a3t1＝eq \f(8,3) m/s
滑块向右运动的位移x2＝eq \f(v＋0,2)t1＝2 m
此后，小物块开始向左加速，加速度大小仍为a2＝4 m/s2
木板继续减速，加速度大小仍为a3＝eq \f(4,3) m/s2
假设又经历时间t2二者速度相等，则有a2t2＝v1－a3t2解得t2＝0.5 s
在此过程中，木板向左运动的位移x3＝v1t2－eq \f(1,2)a3teq \\al(2,2)＝eq \f(7,6) m，
末速度v3＝v1－a3t2＝2 m/s
滑块向左运动的位移x4＝eq \f(1,2)a2teq \\al(2,2)＝0.5 m
此后小物块和木板一起匀减速运动，二者的相对位移最大为Δx＝x1＋x2＋x3－x4＝6 m
小物块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6 m
(3) 最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度大小为a1＝1 m/s2
向左运动的位移为x5＝eq \f(veq \\al(2,3),2a1)＝2 m
所以木板右端离墙壁最远的距离为x＝x1＋x3＋x5＝6.5 m。
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C
C
C
D
D
BD
D
C