第28届北京市高中力学竞赛预赛试卷参考答案
(景山学校杯)
(参考答案如有不妥,可由本赛区阅卷指导组负责修订)
一、选择题(共44分,每小题4分)
题号 答案
二、填空题(共40分,每小题5分)
12.30? 13.1 14.0.5m/s2 15.49.1
16.人开始起跑速度逐渐增大过程是人体内能量转化为人的动能;杆插入凹槽,杆弯曲和人上升到速度变为0的过程是人的动能转化为人的重力势能和杆的弹性势能;人越过横杆是杆的弹性势能和人体内能量转化为人的重力势能;人放下杆下落过程是人的重力势能转化为人的动能。
1 C 2 C 3 B 4 BC 5 AD 6 BD 7 AB 8 B 9 C 10 A 11 B 33v217. 18.越来越大 19.gsin?
22gL
三、论述、计算题(共66分)(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
20.质点做匀变速直线运动,其速度v=v0+at
由题意,t=2s时的速度v2=5m/s;t=6s时的考虑到速度的方向,可能有两种情况: 第一种情况:v’6=3m/s 有5=v’ 0+2a 3=v’0+6a
解得 a’=-0.5m/s2;v’0=6m/s。
t’=12s时速度为零;最大位移为s=36m。 第二种情况:v”6=-3m/s
同样可解得 a”=-2m/s2;v”0=9m/s。
t”=4.5s时速度为零;最大位移为s”=20.25m。 21.小车静止时,小球处于平衡,有 mg=kΔL0
小球距悬点 h?L?mg ka 小车以加速度a向左加速运动时,弹簧的轴线偏离竖直方向θ角,小球受重力mg和弹力F,有
Fcosθ=mg Fsinθ=ma
θ F mg 1
解得 F?mg?a;tan??小球到悬点的竖直距离
22a gh'?(L??L)cos??Lgg2?a2?mg k比较h和h',可知h>h',表明小球的位置升高了。
22.轻杆从水平位置转到竖直位置的过程中机械能守恒,有
m2g?2L?m1gL?而
112m1v12?m2v2 22v11? v228gL 3122m2v2?m2g?2L??m2gL 23解得 v2?轻杆对小球m2做功 W=
杆转到竖直位置的过程中,轻杆阻碍小球m2摆下的运动,因此轻杆对小球做负功。
23.水从水笼头流出形成连续的水流,单位时间内通过水流任一横截面的水量Q=Sv,
(S为横截面面积,v为流速)即水的流速越大,横截面的直径就越小。在短时间Δt内从水笼头流出的水,随水下落的距离增加,流速变大,当速度为v时水流的横截面的直径为D,有
Q?t?1?D2v?t 4水从水笼头流出后,可近似认为做自由落体运动,下落距离h与速度v的关系,有
v?2gh
8Q2则有h?24
?Dg
2