高考物理力学竞赛试题(附答案)

1、（本题20分）如图6所示，宇宙飞船在距火星表面H 高度处作匀速圆周运动，火星半径为R 。

当飞船运行到P 点时，在极短时间内向外侧点喷气，使飞船获得一径向速度，其大小为原来速度的α倍。

因α很小，所以飞船新轨道不会与火星表面交会。

飞船喷气质量可以不计。

（1）试求飞船新轨道的近火星点A 的高度h 近和远火星点B 的高度h 远 ； （2）设飞船原来的运动速度为v 0 ,试计算新轨道的运行周期T 。

2，(20分)有一个摆长为l 的摆（摆球可视为质点，摆线的质量不计），在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处（x ＜l ）的C 点有一固定的钉子，如图所示，当摆摇摆时，摆线会受到钉子的阻挡．当l 肯定而x 取不同值时，阻挡后摆球的运动状况将不同．现将摆拉到位于竖直线的左方（摆球的高度不超过O 点），然后放手，令其自由摇摆，假如摆线被钉子阻挡后，摆球恰巧能够击中钉子，试求x 的最小值．3，（20分）如图所示，一根长为L 的细刚性轻杆的两端分别连结小球a 和b ，它们的质量分别为m a 和 m b . 杆可绕距a 球为L/4处的水平定轴O 在竖直平面内转动．初始时杆处于竖直位置．小球b 几乎接触桌面．在杆的右边水平桌面上，紧挨着细杆放着一个质量为m 的立方体匀质物块，图中ABCD 为过立方体中心且与细杆共面的截面．现用一水平恒力F 作用于a 球上，使之绕O 轴逆时针转动，求当a 转过 角时小球b 速度的大小．设在此过程中立方体物块没有发生转动，且小球b 与立方体物块始终接触没有分别．不计一切摩擦．4、把上端A 封闭、下端B 开口的玻璃管插入水中,放掉部分空气后放手,玻璃管可以竖直地浮在水中(如下图).设玻璃管的质量m=40克,横截面积S=2厘米2,水面以上部分的长度b=1厘米,大气压强P 0=105帕斯卡.玻璃管壁厚度不计,管内空气质量不计.(1)求玻璃管内外水面的高度差h.(2)用手拿住玻璃管并缓慢地把它压入水中,当管的A 端在水面下超过某一深度时,放手后玻璃管不浮起.求这个深度.(3)上一小问中,放手后玻璃管的位置是否改变?如何改变?(计算时可认为管内空气的温度不变) 5、一个光滑的圆锥体固定在水平的桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角θ=30°(如右图).一条长度为l 的绳(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O 处,另一端拴着一个质量为m 的小物体(物体可看作质点,绳长小于圆锥体的母线).物体以速率v 绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动(物体和绳在上图中都没画出).aObA BCDF6、(13分) 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质量为m 的物体,如图所示.绳的P 端拴在车后的挂钩上,Q 端拴在物体上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽视不计.起先时,车在A 点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H.提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A 经过B 驶向C.设A 到B 的距离也为H,车过B 点时的速度为v B .求在车由A 移到B 的过程中,绳Q 端的拉力对物体做的功.7.在两端封闭、内径匀称的直玻璃管内,有一段水银柱将两种志向气体a 和b 隔开.将管直立着,达到平衡时,若温度为T,气柱a 和b 的长度分别为l a 和l b ;若温度为T ＇,长度分别为l 抋和l 抌.然后将管平放在水平桌面上,在平衡时,两段气柱长度分别为l 攁和l 攂.已知T 、T 挕8．如图所示，质量为Kg M9=的小车放在光滑的水平面上，其中AB 部分为半径R=0.5m 的光滑41圆弧，BC 部分水平且不光滑，长为L=2m ，一小物块质量m=6Kg ，由A 点静止释放，刚好滑到C 点静止（取g=102s m ），求：①物块与BC 间的动摩擦因数②物块从A 滑到C 过程中，小车获得的最大速度9.．如图所示，在光滑水平面上放一质量为M 、边长为l 的正方体木块，木块上搁有一长为L 的轻质光滑棒，棒的一端用光滑铰链连接于地面上O 点，棒可绕O 点在竖直平面内自由转动，另一端固定一质量为m 的均质金属小球．起先时，棒与木块均静止，棒与水平面夹角为α角．当棒绕O 点向垂直于木块接触边方向转动到棒与水平面间夹角变为β的瞬时，求木块速度的大小．10 如图所示，一半径为R 的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动．在环上套有一珠子．今渐渐增大圆环的转动角速度ω，试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置．以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示．mRωθ rmg图2.1111如图所示，一木块从斜面AC 的顶端A 点自静止起滑下，经过水平面CD 后，又滑上另一个斜面DF ，到达顶端F 点时速度减为零。

第一讲 平衡问题典题汇总类型一、物体平衡种类的问题一般有两种方法解题，一是根据平衡的条件从物体受力或力矩的特征来解题，二是根据物体发生偏离平衡位置后的能量变化来解题。

1、如图1—4所示，均匀杆长为a ，一端靠在光滑竖直墙上，另一端靠在光滑的固定曲面上，且均处于Oxy 平面内．如果要使杆子在该平面内为随遇平衡，试求该曲面在Oxy 平面内的曲线方程．分析和解：本题也是一道物体平衡种类的问题，解此题显然也是要从能量的角度来考虑问题，即要使杆子在该平面内为随遇平衡，须杆子发生偏离时起重力势能不变，即杆子的质心不变，y C 为常量。

又由于AB 杆竖直时12C y a =， 那么B 点的坐标为 sin x a θ=111cos (1cos )222y a a a θθ=-=- 消去参数得222(2)x y a a +-=类型二、物体系的平衡问题的最基本特征就是物体间受力情况、平衡条件互相制约，情况复杂解题时一定要正确使用好整体法和隔离法，才能比较容易地处理好这类问题。

例3．三个完全相同的圆柱体，如图1一6叠放在水平桌面上，将C 柱放上去之前，A 、B 两柱体之间接触而无任何挤压，假设桌面和柱体之间的摩擦因数为μ0，柱体与柱体之间的摩擦因数为μ，若系统处于平衡，μ0与μ必须满足什么条件？分析和解：这是一个物体系的平衡问题，因为A 、B 、C 之间相互制约着而有单个物体在力系作用下处于平衡，所以用隔离法可以比较容易地处理此类问题。

设每个圆柱的重力均为G ，首先隔离C 球，受力分析如 图1一7所示，由∑Fc y ＝0可得111)2N f G += ① 再隔留A 球，受力分析如图1一8所示，由∑F Ay =0得1121022N f N G +-+= ② 由∑F Ax =0得211102f N N -= ③ 由∑E A ＝0得12f R f R = ④ 由以上四式可得12f f ===112N G =，232N G =而202f N μ≤，11f N μ≤0μ≥2μ≥类型三、物体在力系作用下的平衡问题中常常有摩擦力，而摩擦力F f 与弹力F N 的合力凡与接触面法线方向的夹角θ不能大于摩擦角，这是判断物体不发生滑动的条件．在解题中经常用到摩擦角的概念．例4．如图1一8所示，有两根不可伸长的柔软的轻绳，长度分别为1l 和2l ，它们的下端在C 点相连接并悬挂一质量为m 的重物，上端分别与质量可忽略的小圆环A 、B 相连，圆环套在圆形水平横杆上．A 、B 可在横杆上滑动，它们与横杆间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，且12l l <。

力学竞赛大学试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 一个物体在水平面上以恒定速度直线运动，其运动状态是：A. 静止B. 匀速直线运动C. 匀速圆周运动D. 变速直线运动答案：B2. 牛顿第二定律的数学表达式是：A. F = maB. F = mvC. F = m(v^2)D. F = m(v^2)/r答案：A3. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是：A. 能量可以在不同形式之间转换B. 能量可以在不同物体之间转移C. 能量的总量可以增加D. 能量的总量可以减少答案：A4. 一个物体从静止开始做自由落体运动，其下落高度与时间的关系为：A. h = 1/2gt^2B. h = gtC. h = 2gtD. h = gt^2答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小________，方向________，作用在________的物体上。

答案：相等；相反；不同2. 一个物体的动能与其质量成正比，与其速度的平方成正比，其公式为：Ek = ________。

答案：1/2mv^23. 一个物体在斜面上下滑时，其受到的摩擦力大小与斜面的倾角成________关系。

答案：正比4. 根据胡克定律，弹簧的弹力与其形变成正比，其公式为：F =________。

答案：kx三、计算题（每题10分，共20分）1. 一辆汽车以20m/s的速度在水平公路上匀速行驶，求汽车受到的摩擦力大小，已知汽车质量为1500kg，摩擦系数为0.05。

答案：汽车受到的摩擦力大小为750N。

2. 一个质量为2kg的物体从10m高处自由落下，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。

答案：物体落地时的速度为20m/s。

四、简答题（每题10分，共20分）1. 简述牛顿第一定律的内容及其物理意义。

答案：牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

其物理意义是，物体具有惯性，即物体倾向于保持其当前的运动状态，除非有外力作用。

物理高中竞赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀减速直线运动，直到停止。

如果物体的加速度大小为a，那么物体运动的总位移是：A. \( \frac{v_0^2}{2a} \)B. \( \frac{v_0}{a} \)C. \( 2v_0a \)D. \( a^2t^2 \)2. 两个点电荷，一个带正电Q，另一个带负电-Q，它们之间的距离为r。

根据库仑定律，它们之间的电场力是：A. \( F = k \frac{Q^2}{r^2} \)B. \( F = k \frac{Q \cdot (-Q)}{r^2} \)C. \( F = -k \frac{Q \cdot (-Q)}{r^2} \)D. \( F = k \frac{Q}{r} \)3. 一个质量为m的物体从高度h自由下落，忽略空气阻力。

当物体下落到地面时，它的动能为：A. \( mgh \)B. \( \frac{1}{2}mgh \)C. \( \frac{1}{2}mv^2 \)D. \( mgh + \frac{1}{2}mv^2 \)4. 一束光从空气射入水中，入射角为θ1，折射角为θ2。

根据斯涅尔定律，以下哪个说法是正确的？A. \( \sin\theta_1 = \sin\theta_2 \)B. \( \sin\theta_1 = n \sin\theta_2 \)C. \( n \sin\theta_1 = \sin\theta_2 \)D. \( \sin\theta_1 = \frac{1}{n} \sin\theta_2 \)5. 一个电路中包含一个电阻R和一个电容C，当电路接通后，电容C 开始充电。

如果电路的初始电压为V0，经过时间t后，电容上的电压变化量为：A. \( V = V_0(1 - e^{-t/RC}) \)B. \( V = V_0e^{-t/RC} \)C. \( V = V_0(1 + e^{-t/RC}) \)D. \( V = V_0 - e^{-t/RC} \)6. 一个物体在水平面上受到一个恒定的拉力F，但物体与地面之间的摩擦力f也恒定。

力学1 A 卷参考答案1。

注意：本参考答案各题分数以每个大题上的说明，以及紧跟小题题号后括号里的分数为准。

答案正文中标注的步骤分值仅用于表明本步骤在本题答案中所占权重，并非实际评卷分数，请在实际使用时修正。

2。

本试卷包含2个大题，17个小题。

全卷满分100分，考试用时120分钟。

一、选择题（每道题有多个备选答案，其中只有一个是正确的，请选出正确的答案。

本大题共30分，共计10小题。

） 1.（3.0分） C 2.（3.0分） D 3.（3.0分） C 4.（3.0分） B 5.（3.0分） B 6.（3.0分） C 7.（3.0分） C 8.（3.0分） A 9.（3.0分） B 10.（3.0分） C二、计算题（请按照试题要求列出计算过程，并给出计算结果。

本大题共70分，共计7小题。

）11.（10.0分）(1) ∵ mg T ma -= 1分TR J β= 2分a R β= 1分∴ ()2222122mgR mgR mgmR J m M RmR MR β===+++281.7 rad/s = 1分方向垂直纸面向外． 1分(2) ∵ 2202ωωβθ=-当0ω= 时， 200.612 rad 2ωθβ==物体上升的高度 26.1210m h R θ-==⨯ 2分(3) 10.0rad/s ω==方向垂直纸面向外. 2分12.（12.0分）(1) 子弹进入沙土后受力为υ-K ，由牛顿定律d d K m tυυ-= 3分∴ 0v0v d vd vd ,d vv t K K t t m m -=-=⎰⎰ 1分∴ /0e Kt m -=v v 1分(2) 求最大深度解法一：解法一： d v d xt= /0d e d Kt m x t -=v 2分/00d e d xtKt m x t -=⎰⎰v∴ /0(/)(1e )Kt m x m K -=-v 2分max 0/x m K =v 1分解法二： d v d v d d vv ()()vd d d d x K mm m t x t x-===∴ d d mx v K=- 3分max00v d d v x mx K =-⎰⎰max 0v d d v x mx K=-⎰⎰2分13.（6.0分）(1) 球相对地面的初速度030m/s '=+=v v v 1分抛出后上升高度 245.9m/s 2'==v h g1分离地面高度 (45.910)m 55.9m =+=H 1分(2) 球回到电梯上时电梯上升高度＝球上升高度201()2=+-v v v t t gt1分2 4.08s ==v t g1分14.（12.0分）撤去外加力矩后受力分析如图所示． 2分11m g T m a -= 1分Tr J β= 1分a r β= 1分11/(/)a m gr m r J r =+代入212J mr =, 211 6.32m/s 12m g a m m ==+ 2分∵ 00at υ-= 2分∴ 0/0.095s t a υ== 1分15.（12.0分）0v = 2分设煤粉与A 相互作用的t ∆ 时间内，落于传送带上的煤粉质量为m m q t ∆=∆ 1分设A 对煤粉的平均作用力为f，由动量定理写分量式：v 0x f t m ∆=∆- 1分0(v)y f t m ∆=--∆ 1分将 m m q t ∆=∆代入得 x m f q v = ， 0y m f q v =∴ 149N f ==2分f与 x 轴正向夹角为 o arctan(/)57.4y x f f α== 1分由牛顿第三定律，煤粉对A 的作用力149 N f f '==，方向与图中反．2分16.（12.0分）各物体的受力情况如图所示．图2分由转动定律、牛顿第二定律及运动学方程，可列出以下联立方程：21111112T R J M R ββ=方程各1分共5分221221212T r T r J M r ββ-==2mg T ma -= , 12a R r ββ==22ah υ=求解联立方程，得 ()2124m/s 12mg a M M m ==++v 2m/s == 1分2()58N T m g a =-= 1分11148N 2T M a == 1分17.（6.0分）设沙子落到传送带时的速度为1 v ，随传送带一起运动的速度为2v ，则取直角坐标系，x 轴水平向右， y 轴向上．12-4,3===v j v i设质量为m ∆ 的砂子在t ∆ 时间内平均受力为F,则21(34)∆⨯-∆⨯∆∆===+∆∆∆m v m v p m F i j t t t3分由上式即可得到砂子所受平均力的方向,设力与x 轴的夹角为α 则 o 4arctan 533α==,力方向斜向上 2分。

物理竞赛辅导测试卷（力学综合1）一、（10分）如图所时，A 、B 两小球用轻杆连接，A 球只能沿竖直固定杆运动，开始时，A 、B 均静止，B 球在水平面上靠着固定杆，由于微小扰动，B 开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ，则a=。

二、(10分) 如图所示，杆OA 长为R ，可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M ，滑轮的半径可忽略，B 在O 的正上方，OB 之间的距离为H ，某一时刻，当绳的BA 段与OB 之间的夹角为α时，杆的角速度为ω，求此时物块M 的速度v M三、（10分）在密度为ρ0的无限大的液体中，有两个半径为R 、密度为ρ的球，相距为d ，且ρ>ρ0，求两球受到的万有引力。

四、（15分）长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体，它们沿光滑水平面运动。

在某一时刻质量为m 1的物体停下来，而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ，求此时线的X 力。

五、(15分)二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅，振幅为0.01m ，初位相相差π，相向发出两线性简谐波，二波频率均为100Hz ，波速为430m/s ，已知B 为坐标原点，C点坐标为x C =30m ，求：①二波源的振动表达式；②二波的表达式；③在B 、C 直线上，因二波叠加而静止的各点位置。

六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻质弹簧和质量为m 的物体组成的振子，没跟弹簧的劲度系数均为k ，弹簧的一端固定在墙上，另一端与物体相连，物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。

当弹簧恰为原长时，物体位于O 点，现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度)，然后将物体由静止释放，设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲，一直保持在一条直线上，现规定物体从最右端运动至最左端（或从最左端运动至最右端）为一个振动过程。

竞赛高中物理试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 下列关于牛顿第二定律的说法，正确的是：A. 力是改变物体运动状态的原因B. 力是维持物体运动状态的原因C. 力是物体运动的原因D. 力是物体运动状态变化的原因答案：A2. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是：A. 能量可以在不同形式之间转换B. 能量可以在不同物体之间转移C. 能量的总量是恒定的D. 以上说法都正确答案：D3. 光的折射定律中，下列说法正确的是：A. 入射角与折射角成正比B. 入射角与折射角成反比C. 入射角增大，折射角也增大D. 入射角增大，折射角减小答案：C4. 根据电磁感应定律，下列说法正确的是：A. 磁场变化可以产生电流B. 电流变化可以产生磁场C. 磁场变化可以产生电压D. 以上说法都正确答案：D5. 热力学第一定律表明：A. 能量可以被创造或消失B. 能量可以在不同形式之间转换C. 能量的总量是恒定的D. 能量的转移和转换是不可逆的答案：C6. 根据相对论，下列说法正确的是：A. 物体的质量随着速度的增加而增加B. 物体的长度随着速度的增加而增加C. 时间会随着速度的增加而变慢D. 以上说法都正确答案：A7. 根据量子力学，下列说法正确的是：A. 电子在原子中的位置是确定的B. 电子在原子中的位置是不确定的C. 电子在原子中的行为是可预测的D. 电子在原子中的行为是不可预测的答案：B8. 根据牛顿第三定律，下列说法正确的是：A. 作用力和反作用力大小相等，方向相反B. 作用力和反作用力大小相等，方向相同C. 作用力和反作用力大小不等，方向相反D. 作用力和反作用力大小不等，方向相同答案：A9. 根据欧姆定律，下列说法正确的是：A. 电阻与电流成正比B. 电阻与电压成正比C. 电压与电流成正比D. 电压与电流成反比答案：C10. 根据电磁波谱，下列说法正确的是：A. 无线电波的波长最长B. 红外线的波长比无线电波短C. 可见光的波长比红外线长D. 以上说法都正确答案：A二、填空题（每题4分，共20分）1. 牛顿第三定律表明，作用力与反作用力大小______，方向______。

高中物理力学竞赛试题卷2考生须知：时间150分钟，ｇ取10ｍ／ｓ2(25的题今年不要求, 题号带△的题普通中学做)一． 单项选择题〔每题5分〕△1.如下列图，一物体以一定的初速度沿水平面由A 点滑到B 点，摩擦力做功为W 1；假设该物体从M 点沿两斜面滑到N ，摩擦力做的总功为W 2。

物体与各接触面的动摩擦因数均一样，如此：A ．W 1＝W 2B ．W 1＜W 2C ．W 1＞W 2D ．无法确定△2.下面是一位科学家的墓志铭：爵士安葬在这里。

他以超乎常人的智力第一个证明了行星的运动与形状、彗星的轨道和海洋的潮汐。

他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角，颜色所产生的种种性质。

对于自然、历史和圣经，他是一个勤勉、敏锐的诠释者。

让人类欢呼，曾经存在过这样一位伟大的人类之光。

这位科学家是：A ．开普勒B ．牛顿C ．伽利略D ．卡文迪许3.2002年3月25日，时间22时15分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一艘正样无人飞船，除航天员没有上之外，飞船技术状态与载人状态完全一致。

它标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展，为不久的将来把中国航天员送上太空打下了坚实的根底。

这飞船是A ．北斗导航卫星B ．海洋一号C ．风云一号D 星 D ．神舟三号4.如下列图，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，不计其它外力与空气阻力，如此中间一质量为ｍ的土豆A 受到其它土豆对它的总作用力大小应是：A ．μmgB ．mg 21μ+C ．mg 21μ-D ．mg 12-μ 5.如下列图，B 、C 、D 、E 、F 五个球并排放置在光滑的水平面上，B 、C 、D 、E 四个球质量一样，均为m=2kg ，A 球质量等于F 球质量，均为m=1kg ，现在A 球以速度v 0向B 球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，如此碰撞之后：A ．五个球静止，一个球运动 B. 四个球静止，二个球运动C ．三个球静止，三个球运动D ．六个球都运动6．一物体原来静置于光滑的水平面上。

全国物理竞赛试题力学一、选择题（每题5分，共30分）1. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的恒力作用，物体与水平面之间的摩擦系数为μ。

若物体从静止开始运动，求物体的加速度a。

A. \( \frac{F}{m} \)B. \( \frac{F - \mu mg}{m} \)C. \( \frac{\mu F}{m} \)D. \( \frac{F}{m + \mu mg} \)2. 一个弹簧振子的振动周期T与振幅A无关，其周期由什么决定？A. 弹簧的劲度系数kB. 振子的质量mC. 振子的初始速度D. 振子的初始位置3. 某物体在竖直方向上做自由落体运动，忽略空气阻力，该物体下落过程中的加速度大小为：A. 0B. g（重力加速度）C. 2gD. 无法确定4. 一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀减速直线运动，直到静止。

已知物体与水平面之间的动摩擦因数为μ，求物体滑行的总距离s。

A. \( \frac{v_0^2}{2\mu g} \)B. \( \frac{v_0^2}{2\mu} \)C. \( \frac{v_0^2}{2g} \)D. \( \frac{v_0^2}{\mu g} \)5. 一个质量为m的物体在竖直方向上受到一个向上的拉力F，若物体以加速度a向上加速，求拉力F的大小。

A. \( m(g + a) \)B. \( m(g - a) \)C. \( m(g + 2a) \)D. \( m(g - 2a) \)6. 两个质量分别为m1和m2的物体通过一根轻绳连接，挂在一个定滑轮上。

若m1 > m2，系统开始运动后，绳子的拉力大小为：A. \( m_1g - m_2g \)B. \( m_1g + m_2g \)C. \( m_1g \)D. \( m_2g \)二、计算题（每题20分，共40分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始在水平面上滑行，受到一个大小为10N的水平恒力作用。

1.（12分）如图所示，A为放在水平光滑桌面上的长方形物块，在它上面放有物块B 和C.A、B、C的质量分别为m、5m、m.B、C与A之间的静摩擦系数和滑动摩擦系数皆为0.10，K为轻滑轮，绕过轻滑轮连接B和C的轻细绳都处于水平位置.现用水平方向的恒定外力F 拉滑轮，使A的加速度等于0.20g，g为重力加速度.在这种情况时，B、A之间沿水平方向的作用力的大小等于_____________，C、A之间沿水平方向的作用力的大小等于_____________，外力F的大小等于_______________.2.（20分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角θ=53°.取地球表面上纬度为1°的长度l=110km，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，地球公转的周期T=365天.试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比.假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体.9．(10分）光帆是装置在太空船上的一个面积很大但很轻的帆，利用太阳光对帆的光压，可使太空船在太空中飞行．设想一光帆某时刻位于距离太阳为1天文单位（即日地间的平均距离）处，已知该处单位时间内通过垂直于太阳光辐射方向的单位面积的辐射能量 E =1.37×103J·m -2· s -1，设平面光帆的面积为1.0×106m 2，且其平面垂直于太阳光辐射方向，设光帆对太阳光能全部反射（不吸收），则光帆所受光的压力约等于 9 N ．11．(17分）宇航员从空间站（绕地球运行）上释放了一颗质量m=500kg 的探测卫星．该卫星通过一条柔软的细轻绳与空间站连接，稳定时卫星始终在空间站的正下方，到空间站的距离l =20km ．已知空间站的轨道为圆形，周期T = 92 min （分）．i ．忽略卫星拉力对空间站轨道的影响，求卫星所受轻绳拉力的大小．ii ．假设某一时刻卫星突然脱离轻绳．试计算此后卫星轨道的近地点到地面的高度、远地点到地面的高度和卫星运行周期．取地球半径R = 6.400×103km ，地球同步卫星到地面的高度为H 0 =3.6000×104km ，地球自转周期T 0 = 24 小时．i ．设空间站离地面的高度为H, 因为同步卫星的周期和地球自转周期相同，根据开普勒第三定律以及题意有323200)()R H T R H T +=+（ 即 2/300()()T H R H R T =+- 代人数据得 H= 376km 卫星的高度 h =H 一l =356km卫星在细绳的拉力 F 和地球引力作用下跟随空间站一起绕地球作周期为 T 的圆周运动，有222()()()Mm GF m R h R h Tπ-=++ (5)式中G 为万有引力常量， M 为地球质量．空间站在地球引力作用下绕地球作周期为 T 的圆周运动 故有 222()()()Mm Gm R h R h Tπ''=++ (6) 式中m ’为空间站的质量．由（5）、（6）两式得2222()()()[1]()R H F m R h T R h π+=+-+ 将（3）、（4）式及其他有关数据代人（7）式得 F=38.2N (8)ii ．细绳脱落后，卫星在地球引力作用下绕地球运动的轨道为一椭圆．在脱落的瞬间，卫星的速度垂直于卫星与地心的连线，所以脱落点必是远地点（或近地点），由( 4）式可知，此点到地面的高度h =356km 设卫星在近地点（或远地点）的高度为h '，速度为v '，根据开普勒第二定律，有22()()R h v R h Tπ''+=+ 根据机械能守恒，有222112()()22Mm Mm mv G m R h G R h T R h π'-=+-'++联立（10）、（11）两式并利用（6）式得433()2()()R h h R H R h +'=+-+代人有关数据有 h ' = 238km 由（9）、（13）两式可知，远地点到地面的高度为356km ，近地点到地面的高度为238km .设卫星的周期为T '，根据开普勒第三定律，卫星的周期3/22()22R h h T T R H'++'=+代人数据得T '= 90 . 4min14．(20分）如图所示，一木块位于光滑的水平桌面上，木块上固连一支架，木块与支架的总质量为M ．一摆球挂于支架上，摆球的质量为m ，12m M <摆线的质量不计．初始时，整个装置处于静止状态．一质量为m 的子弹以大小为v 0、方向垂直于图面向里的速度射人摆球并立即停留在球内，摆球和子弹便一起开始运动．已知摆线最大的偏转角小于900，在小球往返运动过程中摆线始终是拉直的，木块未发生转动．i ．求摆球上升的最大高度． ii ．求木块的最大速率．iii ．求摆球在最低处时速度的大小和方向．14．参考解答：i ．由于子弹射人摆球至停留在球内经历的时间极短，可以认为在这过程中摆球仅获得速度但无位移．设摆球（包括停留在球内的子弹）向前（指垂直于图面向里）的速度为u ，由动量守恒定律有mv 0=2mu (l)摆球以速度u 开始向前摆动，木块亦发生运动．当摆球上升至最高时，摆球相对木块静止，设此时木块的速度为V ，摆球上升的高度为h ，因水平方向动量守恒以及机械能守恒有 2mu =(2m +M)V(2) 221(2)22mu m M V mgh =++(3) 得 208(2)Mv h g m m =+(4)ii ．摆球升到最高后相对木块要反向摆动．因为在摆球从开始运动到摆线返回到竖直位置前的整个过程中，摆线作用于支架的拉力始终向斜前方，它使木块向前运动的速度不断增大；摆线经过竖直位置后，直到摆线再次回到竖直位置前，摆线作用于支架的拉力将向斜后方，它使木块速度减小，所以在摆线（第一次）返回到竖直位置的那一时刻，木块的速度最大，方向向前以V ’表示摆线位于竖直位置时木块的速率，u ’表示此时摆球的速度（相对桌面），当u'>0，表示其方向水平向前，反之，则水平向后．因水平方向动量守恒以及机械能守恒，故有22mu mu MV ''=+(5) 22212m u m u M V ''=+(6)0V '=(7) 022mv V m M'=+(8)(7）式对应于子弹刚射人摆球但木块尚未运动时木块的速度，它也是摆球在以后相对木块往复运动过程中摆线每次由后向前经过竖直位置时木块的速度；而题中要求的木块的最大速率为（8）式，它也是摆球在以后相对木块的往复运动过程中摆线每次由前向后经过竖直位置时木块的速度．iii ．在整个运动过程中，每当摆线处于竖直位置时，小球便位于最低处．当子弹刚射人摆球时，摆球位于最低处，设这时摆球的速度为u ，由（l ）式得012u v =(9) 方向水平向前．当摆球第一次回到最低处时，木块速度最大，设这时摆球的速度为u'，由(l ）、（5）、（6）三式和（8）式可得0122m Mu v M m-'=+(10) 其方向向后．当摆球第二次回到最低处时，由（7）式木块速度减至0，设这时摆球的速度为u''， 由（l ）、（5）、（6）式可得u''＝012u v =方向向前，开始重复初始的运动．16．(20分）在海面上有三艘轮船，船A 以速度u 向正东方向航行，船B 以速度2u 向正北方向航行，船C 以速度22u 向东偏北450方向航行．在某一时刻，船B 和C 恰好同时经过船A 的航线并位于船A 的前方，船B 到船A 的距离为a ，船C 到船A 的距离为2a ．若以此时刻作为计算时间的零点，求在t 时刻B 、C 两船间距离的中点M 到船A 的连线MA 绕M 点转动的角速度．16．参考解答：以t =0时刻船A 所在的位置为坐标原点O ，作如图1所示平面直角坐标系O xy ，x 轴指向正东，y 轴指向正北．可以把船C 的速度分解成沿正东方向的分速度v x 和沿正北方向的分速度v y 两个分量．根据题意有v x ＝v y ＝2u(1)在t 时刻，三船的位置如图1所示．B 、C 二船在y 方向位移相等，两船的连线BC 与x 轴平行，两船间的距离2BC a ut =+(2) BC 的中点到B 点的距离为12a ut +．中点M 的坐标分别为 1322M x a a ut a ut =++=+（3）2M y ut =（4）可见M 点沿x 方向的速度为u ，沿y 方向的速度为2u ，在t=0时刻BC 的中点在x 轴上，其x 坐标为3a /2．在与M 点固连的参考系中考察，并建立以M 为原点的直角坐标系M x 'y',x '轴与x 轴平行，y'轴与y 轴平行，则相对M ，船A 的速度只有沿负y'方向的分量，有u AM =u AM y'=—2u (5)在时刻t ，船A 在坐标系M x 'y'的坐标为32Ax a '=-(6) A AM y u t '=(7)可以把A 船的速度分解为沿连线MA 方向的分量u AM1和垂直于连线MA 方向的分量u AM2两个分量，u AM1使连线MA 的长度增大，u AM2使连线MA 的方向改变，如图2所示．若用R 表示t 时刻连线MA 的长度，则连线MA 绕M 点转动的角速度2AM u Rω=(8) 若MA 与x '轴的夹角为θ，则有2cos AM AM u u θ=(9)而cos Ax Rθ'=（10）22A A R x y ''=+（11）由（5）到（10）各式得22212916aua u t ω=+（12）16．（20）一个质量为m 1的废弃人造地球卫星在离地面h=800km 高空作圆周运动，在某处和一个质量为m 2=91m 1的太空碎片发生迎头正碰，碰撞时间极短，碰后二者结合成一个物体并作椭圆运动。

浙江省杭州市2025届高考物理命题竞赛试题7一、单选题（本大题共13小题，共39.0分）1.物理问题的思想与方法在中学物理阶段特别重要．下列物理观点正确的是（）A. 机械能守恒是指在物体运动过程中动能和势能都不变B. 牛顿定律是自然界的普遍规律，适用于全部物理现象C. 用画图象的方法处理试验数据可有效剔除误差较大的数据D. 在探究合力与分力的关系时采纳了类比法2.下列几个关于力学问题的说法中正确的是（）A. 米、千克、牛顿、秒等都是国际单位制中的基本单位B. 加速度大的物体，速度改变肯定快C. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反D. 马拉车加速前进时马拉车的力大于车拉马的力3.据报道．我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星放射中心放射升空，经过4 次变轨限制后，于5 月l日胜利定点在东经77°赤道上空的同步轨道。

关于胜利定点后的“天链一号01 星”，关于同步卫星下列说法正确的是( )A. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小B. 运行速度可能等于7.9km/sC. 离地面高度肯定，且相对地面静止D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等4.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系如甲图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示，6s后的速度图象没有画出，g取10m/s2．下列说法正确的是（）A.滑动时受的摩擦力大小是3NB. 物块的质量为1.5kgC. 物块在6-9s内的加速度大小是25.1sm/D. 物块前6s内的平均速度大小是4m/s5.图中为体操男子吊环竞赛中某个时刻，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有肯定的夹角。

此时左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为F1、F2。

则下列说法正确的是（）A.F1、F2是一对作用力和反作用力B. 两个吊环对运动员的作用力的合力肯定竖直向下C. 每根吊带受到吊环的拉力的大小都等于运动员重力的一半D. 在运动员将两吊带由图示状态再缓慢向两边撑开的过程中，人的合力保持不变6.如图是两点电荷在真空中电场线示意图，方向未标出其中MN是AB连线上的中垂线，C为中点，以下说法错误的是( )A.点电荷A和B带有等量异种电荷B.C点场强大于D点，但方向相同C.将一电子从C点移动到D点，电场力做不做功D.将AB电荷互换位置，C点D点的场强不变7.如图所示，物体A静止在粗糙的水平面上，现用一水平外力F推A，并使F由零起先渐渐增大，在t时刻，物体起先运动，在t时刻，物体的速度为v，则以下说法正确的是（）1A.物体在t之前受到摩擦力大于F，所以静止B.物体A所受的合外力渐渐增大，所以最终推动物体C.力F对物体做的功全部转化为物体的动能D.要求摩擦力做的功，还须要知道物体运动的距离L8.如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。

高中物理力学竞赛试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上以速度v做匀速直线运动，若摩擦力为f，那么物体所受的合力为：A. fB. 0C. 2fD. -f2. 根据牛顿第二定律，下列哪个陈述是错误的？A. 力是改变物体运动状态的原因B. 力是维持物体运动状态的原因C. 物体的加速度与作用力成正比D. 物体的加速度与物体质量成反比3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落过程中的加速度为：A. 0B. 9.8 m/s²C. 10 m/s²D. 无法确定4. 以下哪个选项不是牛顿第三定律的表述？A. 作用力与反作用力大小相等，方向相反B. 作用力与反作用力作用在两个不同物体上C. 作用力与反作用力同时产生，同时消失D. 作用力与反作用力可以是不同性质的力5. 一个物体在斜面上下滑，若斜面倾角为θ，物体与斜面之间的摩擦系数为μ，那么物体下滑的加速度为：A. g*sinθB. g*cosθC. g*(tanθ - μ)D. g*(tanθ + μ)6. 一个弹簧的劲度系数为k，挂上质量为m的物体后，弹簧伸长x，那么弹簧所受的力为：A. kxB. kmC. mgD. mg + kx7. 一个物体在水平面上以初速度v₀开始做匀减速直线运动，直到停止，如果运动时间为t，那么物体的平均速度为：A. v₀B. 0C. v₀/2D. (v₀ + 0) / 28. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动，下落时间t，那么物体下落的距离为：A. 1/2 * g * t²B. g * tC. 2 * g * t²D. 2 * g * t9. 一个物体在水平面上受到一个恒定的拉力F，物体从静止开始加速，若物体的质量为m，加速度为a，那么拉力F与物体质量m的关系为：A. F = maB. F = m + aC. F = m - aD. F = m / a10. 一个物体在斜面上做匀速直线运动，若斜面倾角为θ，物体与斜面之间的摩擦系数为μ，那么物体所受的拉力F与重力G的关系为：A. F = G * sinθB. F = G * cosθC. F = G * (μ * cosθ + sinθ)D. F = G * (μ * sinθ + cosθ)二、计算题（每题10分，共40分）11. 一个质量为2kg的物体从静止开始在水平面上以4m/s²的加速度加速运动，求物体所受的拉力。

安徽省力学竞赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 下列关于力的性质描述错误的是（）。

A. 力是物体对物体的作用B. 力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果C. 力可以离开物体单独存在D. 力可以改变物体的运动状态答案：C2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

若物体质量为2kg，作用力为10N，则物体的加速度为（）。

A. 5 m/s²B. 10 m/s²C. 15 m/s²D. 20 m/s²答案：A3. 在光滑水平面上，一个物体受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，若F1=10N，F2=5N，则物体受到的合力大小为（）。

A. 5NB. 10NC. 15ND. 20N答案：C4. 一个物体从静止开始自由下落，忽略空气阻力，其下落过程中的加速度大小为（）。

A. 9.8 m/s²B. 10 m/s²C. 15 m/s²D. 20 m/s²答案：A5. 根据胡克定律，弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比，比例系数为弹簧的劲度系数k。

若弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧的形变量为0.1m，则弹簧的弹力大小为（）。

A. 10NB. 5NC. 20ND. 15N答案：A6. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，其动摩擦因数为0.3，若物体与水平面间的正压力为200N，则物体所受的摩擦力大小为（）。

A. 30NB. 60NC. 90ND. 120N答案：B7. 根据能量守恒定律，一个物体从某一高度自由下落，不计空气阻力，其势能将全部转化为（）。

A. 动能B. 内能C. 弹性势能D. 化学能答案：A8. 在斜面上下滑的物体，其受到的摩擦力方向是（）。

A. 沿斜面向上B. 沿斜面向下C. 与物体下滑方向相反D. 与物体下滑方向相同答案：C9. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动，其向心力的来源是（）。

全国中学生物理竞赛集锦（力学）第21届预赛（2004.9.5）二、（15分）质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角α＝30︒的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的磨擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。

第一次，m1悬空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。

第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t/3。

求m l与m2之比。

七、（15分）如图所示，B是质量为m B、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。

A是质为m A的细长直杆，被固定的光滑套管C约束在竖直方向，A可自由上下运动。

碗和杆的质量关系为：m B＝2m A。

初始时，A杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触（如图）。

然后从静止开始释放A，A、B便开始运动。

设A杆的位置用θ表示，θ为碗面的球心O至A杆下端与球面接触点的连线方向和竖直方向之间的夹角。

求A与B速度的大小（表示成θ的函数）。

九、（18分）如图所示，定滑轮B 、C 与动滑轮D 组成一滑轮组，各滑轮与转轴间的摩擦、滑轮的质量均不计。

在动滑轮D 上，悬挂有砝码托盘A ，跨过滑轮组的不可伸长的轻线的两端各挂有砝码2和3。

一根用轻线（图中穿过弹簧的那条坚直线）拴住的压缩轻弹簧竖直放置在托盘底上，弹簧的下端与托盘底固连，上端放有砝码1（两者未粘连）。

已加三个砝码和砝码托盘的质量都是m ，弹簧的劲度系数为k ，压缩量为l 0，整个系统处在静止状态。

现突然烧断栓住弹簧的轻线，弹簧便伸长，并推动砝码1向上运动，直到砝码1与弹簧分离。

假设砝码1在以后的运动过程中不会与托盘的顶部相碰。

求砝码1从与弹簧分离至再次接触经历的时间。

第21届复赛二、(20分) 两颗人造卫星绕地球沿同一椭圆轨道同向运动，它们通过轨道上同一点的时间相差半个周期．已知轨道近地点离地心的距离是地球半径R 的2倍，卫星通过近地点时的速度R GM 43=v ，式中M 为地球质量，G 为引力常量．卫星上装有同样的角度测量仪，可测出卫星与任意两点的两条连线之间的夹角．试设计一种测量方案，利用这两个测量仪测定太空中某星体与地心在某时刻的距离．（最后结果要求用测得量和地球半径R 表示）六、(20分)如图所示，三个质量都是m 的刚性小球A 、B 、C 位于光滑的水平桌面上（图中纸面），A 、B 之间，A BCπ-α DEB 、C 之间分别用刚性轻杆相连，杆与A 、B 、C 的各连接处皆为“铰链式”的（不能对小球产生垂直于杆方向的作用力）．已知杆AB 与BC 的夹角为π-α ，α < π/2．DE 为固定在桌面上一块挡板，它与AB 连线方向垂直．现令A 、B 、C 一起以共同的速度v 沿平行于AB 连线方向向DE 运动，已知在C 与挡板碰撞过程中C 与挡板之间无摩擦力作用，求碰撞时当C 沿垂直于DE 方向的速度由v 变为0这一极短时间内挡板对C 的冲量的大小．第二十届预赛（2003年9月5日）五、(20分)有一个摆长为l 的摆（摆球可视为质点，摆线的质量不计），在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处（x ＜l ）的C 点有一固定的钉子，如图所示，当摆摆动时，摆线会受到钉子的阻挡．当l 一定而x 取不同值时，阻挡后摆球的运动情况将不同．现将摆拉到位于竖直线的左方（摆球的高度不超过O 点），然后放手，令其自由摆动，如果摆线被钉子阻挡后，摆球恰巧能够击中钉子，试求x 的最小值．六、(20分)质量为M 的运动员手持一质量为m 的物块，以速率v 0沿与水平面成a 角的方向向前跳跃（如图）．为了能跳得更远一点，运动员可在跳远全过程中的某一位置处，沿某一方向把物块抛出．物块抛出时相对运动员的速度的大小u 是给定的，物块抛出后，物块和运动员都在同一竖直平面内运动．(1)若运动员在跳远的全过程中的某时刻t o 把物块沿与x 轴负方向成某θ角的方向抛出，求运动员从起跳到落地所经历的时间．v 0(2)在跳远的全过程中，运动员在何处把物块沿与x轴负方向成θ角的方向抛出，能使自己跳得更远？若v0和u一定，在什么条件下可跳得最远？并求出运动员跳的最大距离．第二十届复赛三、（20分）有人提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想．其设想如下：沿地球的一条弦挖一通道，如图所示．在通道的两个出口处A和B，分别将质量为M的物体和质量为m的待发射卫星同时自由释放，只要M比m足够大，碰撞后，质量为m的物体，即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道；设待发卫星上有一种装置，在待发卫星刚离开出口B时，立即把待发卫星的速度方向变为沿该处地球切线的方向，但不改变速度的大小．这样待发卫星便有可能绕地心运动，成为一个人造卫星．若人造卫星正好沿地球表面绕地心做圆周运动，则地心到该通道的距离为多少？己知M＝20m，地球半径R＝6400 km．假定地球是质量均匀分布的球体，通道是光滑的，两物体间的碰撞是弹性的．五、(22分)有一半径为R 的圆柱A ，静止在水平地面上，并与竖直墙面相接触．现有另一质量与A 相同，半径为r 的较细圆柱B ，用手扶着圆柱A ，将B 放在A 的上面，并使之与墙面相接触，如图所示，然后放手．己知圆柱A 与地面的静摩擦系数为0.20，两圆柱之间的静摩擦系数为0.30．若放手后，两圆柱体能保持图示的平衡，问圆柱B 与墙面间的静摩擦系数和圆柱B 的半径r 的值各应满足什么条件？七、(25分)如图所示，将一铁饼状小物块在离地面高为h 处沿水平方向以初速0v抛出．己知物块碰地弹起时沿竖直方向的分速度的大小与碰前沿竖直方向的分速度的大小之比为e （＜1）．又知沿水平方向物块与地面之间的滑动摩擦系数为μ（≠0）：每次碰撞过程的时间都非常短，而且都是“饼面”着地．求物块沿水平方向运动的最远距离．第十九届预赛（2002年9月5日）一、（15分）今年3月我国北方地区遭遇了近10年来最严重的沙尘暴天气．现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v 为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动）．这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度v 竖直向下运动时所受的阻力．此阻力可用下式表达2f Av αρ=其中α为一系数，A 为沙尘颗粒的截面积，ρ为空气密度．（1）若沙粒的密度 33S 2.810kg m ρ=⨯⋅－，沙尘颗粒为球形，半径42.510m r =⨯－，地球表面处空气密度30 1.25kg m ρ=⋅－，0.45α=，试估算在地面附近，上述v 的最小值1v ．（2）假定空气密度ρ随高度h 的变化关系为0(1)Ch ρρ=-，其中0ρ为0h =处的空气密度，C 为一常量，411.1810m C -=⨯－，试估算当19.0m s v =⋅－时扬沙的最大高度．（不考虑重力加速度随高度的变化）三、（20分）据新华社报道，为了在本世纪初叶将我国的航天员送上太空，2002年3月25日22时15分，我国成功地发射了一艘无人试验飞船。

高中物理竞赛力学试题一、选择题（每题3分，共15分）1. 一个物体在水平面上受到一个恒定的拉力，如果拉力的方向与物体运动方向相同，那么物体的加速度大小将：A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小2. 在无摩擦的水平面上，一个物体受到一个大小不变的水平推力，物体的加速度将：A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小3. 一个物体从静止开始自由下落，其加速度大小为：A. 0B. 9.8 m/s²C. 10 m/s²D. 11 m/s²4. 一个物体在斜面上匀速下滑，斜面与水平面的夹角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，那么物体所受的摩擦力大小为：A. mg sinθB. mg cosθC. μmg cosθD. μmg sinθ5. 一个物体在竖直方向上做简谐振动，其振动周期与振幅无关，这是由于：A. 物体的质量B. 物体的振幅C. 振动的频率D. 振动的阻尼二、填空题（每空2分，共10分）6. 根据牛顿第二定律，力的单位是________。

7. 一个物体在水平面上受到一个大小为F的力，其质量为m，那么它的加速度大小为________。

8. 根据能量守恒定律，一个物体从高度h自由下落到地面，其重力势能转化为________。

9. 一个物体在斜面上匀速下滑时，其摩擦力与________成正比。

10. 简谐振动的周期公式为T=2π√(________)。

三、计算题（每题10分，共30分）11. 一个质量为2kg的物体在水平面上受到一个大小为10N的恒定拉力，求物体在5秒内的位移。

12. 一个质量为5kg的物体从10米高处自由下落，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。

13. 一个物体在斜面上以初速度v₀=3m/s下滑，斜面与水平面的夹角为30°，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.1，求物体在斜面上滑行的最大距离。

四、简答题（共5分）14. 请简述牛顿第三定律的内容，并给出一个生活中的例子。

高中物理竞赛试题及答案1. 题目：一物体从静止开始做匀加速直线运动，第3秒内通过的位移为15米，求物体的加速度。

答案：根据匀加速直线运动的位移公式，第3秒内的位移为\(\frac{1}{2}a(3^2) - \frac{1}{2}a(2^2) = 15m\)，解得\(a =4m/s^2\)。

2. 题目：一个质量为2kg的物体在水平面上以10m/s的速度做匀速直线运动，若受到一个大小为5N的水平力作用，求物体的加速度。

答案：根据牛顿第二定律，\(F = ma\)，所以\(a = \frac{F}{m} =\frac{5N}{2kg} = 2.5m/s^2\)。

3. 题目：一个质量为1kg的物体从10m高处自由下落，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。

答案：根据自由落体运动的公式，\(v^2 = 2gh\)，代入\(g =9.8m/s^2\)和\(h = 10m\)，解得\(v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 10} = 14.1m/s\)。

4. 题目：一物体在水平面上以10m/s的速度做匀速圆周运动，半径为5m，求物体所受的向心力。

答案：根据向心力公式，\(F = \frac{mv^2}{r}\)，代入\(m = 1kg\)，\(v = 10m/s\)，\(r = 5m\)，解得\(F = \frac{1 \times 10^2}{5}= 20N\)。

5. 题目：一物体从高度为20m的斜面顶端以10m/s的初速度滑下，斜面倾角为30°，求物体滑到斜面底端时的速度。

答案：根据能量守恒定律，\(mgh + \frac{1}{2}mv_0^2 =\frac{1}{2}mv^2\)，代入\(g = 9.8m/s^2\)，\(h = 20m\)，\(v_0 = 10m/s\)，\(\theta = 30°\)，解得\(v = \sqrt{2gh\cos\theta + v_0^2} = \sqrt{2 \times 9.8 \times 20 \times\frac{\sqrt{3}}{2} + 10^2} = 22.6m/s\)。