2023 年上虞区高一物理竞赛试卷
2023.5
说明:本卷满分 100 分，考试时间 90 分钟。若无特殊说明，重力加速度 g=10m/s2。
一、选择题Ⅰ(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。在每小题列出的四个备选项中只有一
个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．下列属于“功”的单位且用国际单位制中基本单位符号表示的是
A．kg·m2·s-2 B．W·s C．J D．N·m
2．科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验
法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列成果是运用理想实验方法得到的是
A．胡克发现“胡克定律”
B．牛顿发现“万有引力定律”
C．开普勒发现“行星运动规律”
D．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”
3．如图所示，飞行器在月球表面起飞，沿与月面夹角为 θ的直线做加速运
动。飞行中，飞行器发动机的喷气方向可能是
A．沿 1 的方向
B．沿 2 的方向
C．沿 3 的方向
D．沿 4 的方向
4．如图，“1”、“2”和“3”分别是地面、篮球运动员的头顶和水柱最
高点所在的水平位置。根据图中信息和生活经验，该水柱从
地面喷出时的速度约为
A．2m/s B．6m/s
C．12m/s D．20m/s
5．《天工开物》记录的测量拉弓所需力量的方法如图所示。弦系在弓的
a、b 两点，弓下端悬挂重物，用杆秤秤得质量为 M，此时秤钩两
侧弦的夹角为 2 （秤钩视为光滑）。则弦对 a 点的拉力大小为
A．Mg
Mg
B．
2 cos
Mg MgC． D．
2 cos 2 2
6．如图所示，风力发电机的叶片半径为 20m，工作时能将此圆面内 10%
的空气动能转化为电能，叶片转动的圆面始终与风向垂直。已知空气
的密度为 1.2kg/m3，取 π=3，当风速为 6m/s 时，下列说法正确的是
A．风能是一种不可再生资源
B．每秒流经涡轮机空气的动能约为 31.2kJ
C．风力发电机产生的电功率约为 15.6kW
D．若风速变为原来 2 倍，则电功率将变为原来 4 倍
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7．某同学用手机的加速度传感器研究电梯运行过程中的加速度变化，得到如图 1 所示的 a-t
图像。为简化问题研究，将其简化为图 2（以竖直向上为正方向）。已知 t=0 时电梯处
于静止状态。以下判断正确的是
甲 乙
A．t=5s 时电梯处于失重状态 B．8~9s 内电梯在做减速运动
C．10~15s 内电梯在上行 D．17~20s 内电梯在下行
8．图甲是某科技小组制作的投石机模型，轻杆 AB 可绕固定转轴 OO 在竖直面内自由转动，
A 端凹槽内放置小石块，B 端固定配重。将杆从与竖直方向成 θ角位置静止释放，杆在
配重作用下转到竖直方向时，石块被水平抛出，打到正前方靶心上方 6 环处，如图乙
所示。不计所有阻力，若要正中靶心，可以采取的措施有
甲 乙
A．减小石块的质量 B．增大 θ角
C．减小配重的质量 D．减小投石机到靶的距离
9．如图是火星探测器简化飞行路线图，其地火转移轨道是椭圆轨道。假设探测器在近日点
P 点进入地火转移轨道，在远日点 Q，被火星俘获。已知火星
的轨道半径是地球轨道半径的 1.5 倍，则下列说法正确的是
A．地球公转的周期大于火星公转的周期
B．探测器在地火转移轨道上的周期大于火星的公转周期
C．探测器从发射到被火星俘获，经历的时间约 335 天
D．探测器从发射到被火星俘获，经历的时间约 255 天
10．如图所示，运动员对墙练习打网球，网球与底座之间有一弹
性绳连接，练习过程中底座保持不动。该同学将网球向上抛出，当球运动到 a 处时用
球拍击打，b 是轨迹上的最高点，c 处弹性绳仍然处于松
弛状态，d 处弹性绳已经绷紧并撞在竖直墙壁上，不计
空气阻力。下列说法正确的是
A．a 处网球拍给网球的作用力方向一定水平向右
C．c 到 d 过程中网球受力方向一直竖直向下
C．d 处反弹后网球做平抛运动
D．a 到 c 过程中网球速度变化量的方向一直竖直向下
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11．某班同学假期研学，在景区看到有个反映解放初期当地劳动者挑担
的雕塑，如下图。他们对雕塑中箩筐的绳子长短有下列争论，其中
正确的是
A．绳子应该短点好，绳子越短，越不容易断
B．绳子应该长点好，绳子越长，起肩时越省力
C．绳子应该长点好，绳子越长，起肩时做功越少
D．绳子应该短一些，绳长容易使箩筐在行走时发生磕碰
12 3 4．一辆汽车质量为 2×10 kg，额定功率为 9×10 W，发动机的最大牵引
力为 5kN。该汽车在水平路面由静止开始做直线运动，先加速再匀速，最后做加速度
5m/s2大小不超过 的匀减速运动直至静止，全程所行驶的位移为 1140m，已知运动过程
中所受阻力恒为车重的 0.15 倍。要保证汽车在整个行驶过程中所需的时间最短，则下
列说法正确的是
A．汽车匀加速过程中的最大速度为 30m/s
B．汽车加速运动过程中的最大速度为 18m/s
C．汽车减速的时间为 6s
D．汽车作加速度变小的变加速运动的距离为 888m
13．如图所示，神舟十三号飞船返回大气层后，在降落伞的作用下，
先减速、后匀速下降。下列关于飞船的机械能变化的说法正确是
A．匀速下降时，飞船的机械能守恒
B．匀速下降时，飞船的机械能的减少量等于重力对飞船做的功
C．减速下降时，飞船机械能的减少量等于合力对飞船做的功
D．减速下降时，飞船动能的变化量大于重力对飞船做的功
二、选择题Ⅱ (本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有
一个是符合题目要求的。全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分)
14．目前，无人机在农业生产中得到广泛应用。图 1 是无人机在喷洒农药，图 2 是该无人
机垂直起飞过程中的 v t 图像，则下列说法
正确的是
A．6s 后无人机开始向下运动
B．6s 时无人机的加速度方向发生变化
C．6s 时无人机运动到最高点
D．6~9s 内无人机的平均速度小于 0.75m/s
图 1 图 2
15．人通过光滑轻滑轮拴重物在跑步机上跑步，如图所示。细绳 OO'与竖直方向的夹角为 α，
物块 a 始终处于静止状态。若人随跑步机的速度匀速跑
动，则
A．绳 OO'的张力为 2mgcosα
B．由于人与传送带保持相对静止，人不受到摩擦力
C．若人缓慢向跑步机 P 端靠近，O'M 中的张力将变大
D．增加跑步机速度，人仍原地跟跑，绳 OO'内的张力将
保持不变
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16．手机内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定 x、y、z 三个方向的
正方向如图所示，某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自
己身体为轴旋转，某段时间内测得 y 轴方向的加速度—时间图像如图所示，x、z 轴方
向加速度为零，则下列说法正确的是
A．她将手机竖起，手机屏幕正对自己旋转
B．她将手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转
C．她将手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转
D．手机在运动过程中加速度方向改变
三、实验题（共 2 小题，共 16 分）
17．（8 分）在探究弹力和弹簧伸长关系的实验中：
（1）下列说法正确的有________（多选）
A．先测量弹簧原长，后竖直悬挂弹簧
B．先竖直悬挂弹簧，后测量弹簧原长
C．弹簧弹力 F 与弹簧长度 l 的关系图像是一条过原
点的直线
D．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧
位于竖直位置且处于平衡状态
（2）某同学把两根弹簧按如图甲连接起来进行探究。图
乙所示指针示数为___________cm。在弹性限度内，将 50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，
得到指针 A、B 的示数如下表。弹簧 I 的劲度系数为_________N/m，弹簧 II 的劲度系
数为_________N/m。（计算结果保留三位有效数字）
钩码个数 1 2 3 4
指针 A 示数/cm 15.71 19.71 23.70 27.70
指针 B 示数/cm 29.96 35.96 41.95 47.95
18．（8 分）按图甲研究直径为 6cm 的实心泡沫球竖直下落的运动规律，回答下列问题：
（1）下列实验器材，实验时一定不需要用到的有___________（多选，
填入相应的字母）
A B C D
图甲
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（2）图甲为实验时释放小球的瞬间，指出其不当的地方_____________________________
（3）正确操作实验得到的一条纸带（部分）如图乙所示，图中 0 为起始点，B 点是第 n 个
点迹，A、C 为两个相邻的点迹。打 B 点时的速度 vB可用下列公式计算得到______
图乙
A ．vB =g(nT) B．vB = 2ghn
C v = hn+1+hn-1
h -h
． B 2T D v =
n+1 n-1
． B 2T
（4）实验测得数据标注在图丙中，作出小球下落的 v－t 图线；
图丙
（5）由（4）中的 v－t 图像可知，小球的下落做何种运动？并简要分析其原因：
_________________________________________________________________________
四、计算题（共 3 小题，共 39 分，解答题应写成必要的文字、方程式和重要演算步骤。只
写出答案的不给分。）
19．（13 分）如图甲所示，雪橇滑道 ABC 由倾角 8 的倾斜直道 AB 与水平直道 BC 组成，
并通过长度不计的弧形连接。雪橇运动员坐在雪橇上以 1m/s 的速度从 A 点出发，经过
7s 到达 B 点时的速度为 10m/s，其间用双手向后用力划拨冰面若干次，其余时间自由
滑行。每次用手划拨冰面的时间为 0.5s，速度增加 1m/s。已知滑道 BC 两点距离为 80m，
雪橇和人的总质量为 100kg，在 ABC 滑道上滑行时所受冰面及空气的总阻力大小恒为
40N，取 sin8°=0.14。求
（1）雪橇经过 C 点时的速度大小；
（2）手不划拨冰面时雪橇和人在斜
面上运动的加速度大小；
（3）运动员在斜面上运动时双手接
触冰面向后用力划拨的次数。
图甲
图乙
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20．（13 分）如图所示，在足够长的水平直轨道 MN 上竖直放置半径 R=0.1m 的圆形光滑轨
道，倾角 θ=37 的光滑斜面与水平面平滑连接，M、N 间铺设特殊材料，其动摩擦因数
满足 μ1=0.2x(x 表示 MN 上一点到 M 的距离)。质量 m=1kg 可视为质点的物体从距 M
点 0.75m 处的 A 点沿斜面静止释放，经 M 点无能量损失地进入 MN 轨道，然后从距 M
点 1m 处的 P 点冲上圆形轨道，圆形轨道最低点 P 处入、出口靠近且相互错开，不计空
气阻力，已知 sin37 =0.6，cos37 =0.8。试求：
（1）物体运动至 M 点的速度大小；
（2）物体在 P 点对轨道的压力大小；
（3）若圆形轨道可左右调节，要使物体在整个运动过程中不脱离轨道，求 P 点所处位置应
满足的条件。
提示：可用 F-x 图像中的“面积”代表力 F 做的功。
21．（13 分）如图所示，一滑块紧挨着一根锁定的弹簧静止在水平面的左端，中间是一个逆
时针转动的传动带（A 和 B 是水平传送带上的两个端点），通过一水平面与倾斜角为 37°
的足够长的斜面 CD 相连。已知滑块质量为 m=1kg，滑块与传送带之间的动摩擦因数
μ1=0.3，传送带端点 AB 之间的长 L=6m，传送带逆时针方向运动，速度为 v0=2m/s，斜
面 CD 与滑块的动摩擦因数 μ2=0.25，其余接触面光滑，且各个节点连接良好，滑块通
过无能量损失。解锁弹簧，滑块离开弹簧后滑上传送带，则
（1）若滑块恰不能通过传送带，求弹簧弹性势能；
（2）在第（1）问条件下，求滑块从滑上传送带到离开的过程中，滑块所受摩擦力所做的
功；
（3）调整弹簧的形变量，使得滑块滑上皮带后再次经过 A 点向左运动时，速度与传送带速
度 v0 相等，求弹簧弹性势能的取值范围。
2023 年上虞区高一物理竞赛试卷 Page 6 of 62023 年上虞区高一物理竞赛参考答案及评分标准
2023.5
一、选择题Ⅰ(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A D B C B C C C D D C C B
二、选择题Ⅱ (本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。)
14 15 16
BD AD BD
三、实验题（共 2 小题，共 16 分）
17．（8 分）
（1）BD（2 分）
（2）16.00（2 分），25.0（2 分），12.5（2 分）
18．（8 分）
（1）A（2 分）
（2）手持纸带的位置错误 （1 分）
（3）D （1 分）
（4）如图 （2 分）
（5）开始做匀变速直线运动，后做加速度变
小的加速运动，最后做匀速直线运动。
原因：下落过程中，随速度的增大，阻力逐渐增大。（2 分）
四、计算题（本大题共 3 题，共 39 分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算
步骤。只写出答案的不给分。）
19．（13 分）（1）根据牛顿第二定律得 f=ma1 （1 分）
解得 a1=0.4m/s2 （1 分）
B 到 C 过程有 v2 v2C B 2a1xBC （1 分）
解得 vC 6m/s （2 分）
（2）根据牛顿第二定律 mg sin f ma2 （2 分）
2
解得手不划拨冰面时雪橇和人在斜面上运动的加速度大小a2 1m/s （2 分）
（3）设运动员向后用力划拨的次数为 n，每次划拨为 t 0.5s，速度增加 v 1m/s，则有
vB vA n v a2 (t n t) （2 分）
解得 n 4 （2 分）
20．（13 分）（1）从 A 到 M 根据动能定理有 mglAMsin
1
θ=2 mv
2
M （1 分）
解得 vM= 3m/s （1 分）
（2）AM 上有 Ff=μ1mg=0.2mgx=2x （1 分）
1
由图像可得 MN 轨道上摩擦力做功 W =- F x=-x2 f 2 f （1 分）
1
从 M 到 P，根据动能定理有 Wf=2 m(v
2 2
P - vM )
v 2 2 2解得 P =7m /s （1 分）
2023年上虞区高一物理竞赛参考答案及评分标准 Page 1 of 2
v 2p
在 P 点，则有 FN- mg=m R 解得 FN =80N （1 分）
’
由牛顿第三定律得 FN = FN=80N （1 分）
v 2Q
（3）① 物体 A 恰好通过圆形轨道最高点 Q，则有 mg=m R
解得 vQ =1m/s （1 分）
1
从 A 到 Q，根据动能定理有：Wf –2mgR=2 m(v
2
Q - v 2M ) （1 分）
解得 x1= 2 m （1 分）
1
② A 2 物体 恰好能到达圆心等高处，则有 Wf –mgR=0 –2 mvM （1 分）
解 x1= 3.5 m （1 分）
综上得 0
由牛顿第二定律得 μ1mg=ma （1 分）
2
由运动学公式得 v1 2aL
E 1弹簧弹性势能为 P mv
2 （1 分）
2 1
联立方程解得 EP 18J （1 分）
（2）滑块向右运动过程中摩擦力做功 Wf1= -μ1mgL （1 分）
解得 Wf1=－18J （1 分）
2
经判断可知，滑块与皮带向左共速以后再匀速到达 A 点，则有 v0 =2μ1gx2
解得 x2=2/3m
滑块向左运动过程中摩擦力做功 Wf2=μ1mg x2 （1 分）
解得 Wf2=2 J （1 分）
Wf = Wf1+Wf2
解得 Wf =-16J （1 分）
1 2
（3）当滑块不通过传送带时，上传送带的最小速度 vmin v0 ，对应最小弹性势能EP1 mv2 min
解得 EP1 2J （1 分）
当滑块通过传送带再从斜面滑回到 A 点，则最大的上传送带的速度对应返回时刚好在 A
点与传送带共速。设到达斜面的最大高度为 h，从 A 点到斜面最高点有
1mgL mgh
h 1
2mg cos37 0 mv
2 （1 分）
sin 37 2 max
从斜面最高点回到 A 点，有 mgh 2mg cos37
h
1mgL
1
mv20 （1 分） sin 37 2
E 1 2对应的最大弹性势能 P2 mvmax 2
联立解得 EP2 58J （1 分）
综上所述，弹簧弹性势能的取值范围为 2J EP 58J （1 分）
2023年上虞区高一物理竞赛参考答案及评分标准 Page 2 of 2
