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高三竞赛物理题目及答案

一、选择题（共40分）

1.（10分）一个质点从静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的关系为a=kt（k0），则该质点的速度v随时间t变化的关系为：

A.v=kt^2/2

B.v=kt^2

C.v=kt^3/3

D.v=kt^2/3

答案：A

2.（10分）在光滑水平面上，两个质量分别为m1和m2的物体通过一根不可伸缩的轻绳相连，m1以速度v向右运动，m2静止。当绳拉紧后，两物体的运动状态将如何变化？

A.m1减速，m2加速，两者速度相等后一起向右运动

B.m1加速，m2减速，两者速度相等后一起向右运动

C.m1减速，m2加速，两者速度相等后一起向左运动

D.m1加速，m2减速，两者速度相等后一起向左运动

答案：A

3.（10分）一个物体在水平面上做匀减速直线运动，其加速度大小为a。若物体在t=0时刻的速度为v0，经过时间t后速度变为v，那么物体在这段时间内的平均速度为：

A.(v0+v)/2

B.(v0-v)/2

C.(v0+v)/4

D.(v0-v)/4

答案：A

4.（10分）一个质点沿x轴运动，其位移随时间变化的关系为x=v0t+1/2at^2（a0）。若在t=0时刻，质点的速度为v0，那么在t=2s时刻，质点的速度为：

A.v0-2a

B.v0-a

C.v0+a

D.v0+2a

答案：A

二、填空题（共30分）

1.（10分）一个质量为m的物体从高度为h的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ。当物体下滑到斜面底端时，其速度大小为v。根据机械能守恒定律，v的大小为：v=________。

答案：√(2gh)

2.（10分）在一匀强磁场中，一个带电粒子以速度v垂直于磁场方向进入磁场，其受到的洛伦兹力大小为F=qvB，其中q为粒子的电荷量，B为磁场强度。若粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径R为：R=________。

答案：mv/qB

3.（10分）一个质量为m的物体在水平面上做匀加速直线运动，其加速度大小为a。若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为：Ff=________。

答案：μmg

三、计算题（共30分）

1.（15分）一个质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，斜面长度为L。若物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体下滑到斜面底端时的速度大小。

解：物体沿斜面下滑时受到重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力沿斜面向上的分力μmgcosθ。根据牛顿第二定律，有：

mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得：a=g(sinθ-μcosθ)

物体下滑过程中，根据机械能守恒定律，有：

mgh=1/2mv^2-1/2mv0^2

其中h=Lsinθ，v0=0。代入得：

Lsinθ=1/2mv^2

解得：v=√(2gLsinθ/m)

2.（15分）一个质量为m的带电粒子以速度v垂直于磁场方向进入一匀强磁场中，其受到的洛伦兹力大小为F=qvB，其中q为粒子的电荷量，B为磁场强度。若粒子在磁场中做匀速圆周运动，求粒子的轨道半径R。

解：粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，有：

qvB=m(v^2/R)

解得：R=mv/qB

四、实验题（共50分）

1.（20分）在验证牛顿第二定律的实验中，用打点计时器记录小车的运动。已知小车的质量为m，通过打点计时器打出的纸带测得小车的加速度a。若小车受到的拉力为F，求小车受到的摩擦力大小。

解：根据牛顿第二定律，有：

F-Ff=ma

其中Ff为小车受到的摩擦力。代入已知数据，可求得Ff的大小。

2.（30分）在测量万有引力常数G的实验中，用扭秤测量两个质量分别为m1和m2的物体间的引力。已知扭秤的扭臂长度为L，扭角为θ，扭丝的扭转系数为k。求万有引力常数G的大小。

解：根据万有引力定律，有：

F=Gm1m2/r^2

其中r为两物体间的距离。根据扭秤的工作原理，有：

F=kθ/L

将两式联立，解得：

G=(kθ/L)(r^2/(m1m2))

在实验中，可通过测量扭角θ、扭臂长度L、扭转系数k以及两物体间的距离r，计算出万有引力常数G的大小。