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文档简介
2025年高三物理上学期“物理知识竞赛”初赛试题注意事项本试卷满分300分,考试时间150分钟。答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡指定位置。请用黑色签字笔或钢笔在答题卡指定区域作答,超出区域的答案无效。一、单项选择题(共10小题,每小题6分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)物理学史与思想方法伽利略在研究自由落体运动时,通过“冲淡重力”的斜面实验推翻了亚里士多德的观点。下列关于该实验的说法正确的是()A.实验中需要测量小球在斜面上运动的位移与时间的平方比,直接验证“位移与时间平方成正比”B.若斜面倾角趋近于90°,小球的运动可近似为自由落体运动,从而外推得出自由落体运动规律C.实验中忽略了小球与斜面间的摩擦力,属于理想化模型法的应用D.伽利略通过该实验直接测得重力加速度的值,为牛顿力学奠定基础运动学综合一物体从静止开始做加速度随时间变化的直线运动,其加速度与时间的关系为(a(t)=2t-4)(SI单位)。下列说法正确的是()A.物体在(t=2,\text{s})时速度最大B.物体在(t=0)到(t=4,\text{s})内的位移为(16,\text{m})C.物体在(t=3,\text{s})时的速度大小为(3,\text{m/s})D.物体在(t=0)到(t=4,\text{s})内的平均速度为(2,\text{m/s})力学平衡与摩擦如图所示,质量为(m=2,\text{kg})的物块静止在倾角(\theta=37^\circ)的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数(\mu=0.5)。现对物块施加一个沿斜面向上的拉力(F),使物块沿斜面向上做匀速运动。已知(\sin37^\circ=0.6),(\cos37^\circ=0.8),重力加速度(g=10,\text{m/s}^2),则拉力(F)的大小为()A.(12,\text{N})B.(20,\text{N})C.(28,\text{N})D.(32,\text{N})天体运动与万有引力2024年10月,我国成功发射卫星互联网高轨卫星03星,其轨道可视为圆形。已知卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为(S),与卫星线速度的倒数(1/v)成正比,比例系数为(k)。若地球半径为(R),引力常量为(G),下列说法正确的是()A.地球质量为(2S^2/(Gk))B.地球的第一宇宙速度为(2S/R)C.若卫星周期为(T),则其轨道半径为(2ST/\pi)D.卫星的向心加速度大小为(4S^2/(k^2R))机械能守恒与能量转化如图所示,轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端与质量为(m)的物块相连,物块静止在光滑水平面上,弹簧处于原长。现用水平恒力(F)向右拉物块,当物块向右移动距离(x)时速度达到(v)。已知弹簧的劲度系数为(k),在此过程中,下列说法正确的是()A.物块的加速度随位移均匀减小B.恒力(F)做的功等于弹簧弹性势能的增加量C.物块的最大速度为(\sqrt{2Fx/m})D.当弹簧弹力等于(F)时,物块的速度最大振动与波一列简谐横波沿(x)轴正方向传播,(t=0)时刻的波形如图所示,已知波速(v=2,\text{m/s})。则下列说法正确的是()A.质点(P)((x=1,\text{m}))在(t=0.5,\text{s})时沿(y)轴正方向运动B.质点(Q)((x=3,\text{m}))的振动方程为(y=0.2\sin(\pit+\pi/2),\text{m})C.若该波与另一列频率为(1,\text{Hz})的简谐横波发生干涉,则干涉图样中相邻亮条纹间距为(2,\text{m})D.若波源突然停止振动,此后经过(1,\text{s}),(x=5,\text{m})处的质点将停止振动热力学定律与气体性质一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程,其中(a\tob)为等压过程,(b\toc)为绝热过程,(c\toa)为等容过程。下列说法正确的是()A.(a\tob)过程中,气体的内能增加,外界对气体做功B.(b\toc)过程中,气体的温度降低,分子平均动能减小C.(c\toa)过程中,气体的压强增大,吸收热量D.整个循环过程中,气体对外界做功,内能减少电磁学基础如图所示,半径为(R)的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为(B)。一带电粒子从磁场边界上的(A)点以速度(v)沿半径方向射入磁场,从(C)点射出,已知(\angleAOC=120^\circ)((O)为圆心)。若粒子的比荷为(q/m),不计重力,则粒子在磁场中运动的时间为()A.(\piR/(3v))B.(2\pim/(3qB))C.(\pim/(3qB))D.(2\piR/(3v))电路分析与欧姆定律如图所示电路中,电源电动势(E=12,\text{V}),内阻(r=1,\Omega),电阻(R_1=3,\Omega),(R_2=4,\Omega),(R_3=6,\Omega),滑动变阻器(R_4)的最大阻值为(10,\Omega)。闭合开关(S),调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是()A.当(R_4=2,\Omega)时,电源输出功率最大B.当(R_4=0)时,电阻(R_2)消耗的功率为(9,\text{W})C.滑动变阻器滑片从左向右移动时,电压表的示数逐渐增大D.电路的最大输出功率为(36,\text{W})近代物理初步关于相对论和量子力学,下列说法正确的是()A.根据狭义相对论,若地面观察者测得高速运动的飞船长度为(L),则飞船中的观察者测得飞船长度大于(L)B.黑体辐射中,随着温度升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动C.光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.氢原子从高能级向低能级跃迁时,辐射光子的能量等于两能级间的能量差二、多项选择题(共5小题,每小题8分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得8分,选对但不全得4分,有选错的得0分)曲线运动与运动的合成一质点在(xOy)平面内运动,其速度分量满足(v_x=3t),(v_y=4t)(SI单位)。下列说法正确的是()A.质点的运动轨迹是直线B.质点的加速度大小为(5,\text{m/s}^2)C.(t=2,\text{s})时,质点的位置坐标为((6,\text{m},8,\text{m}))D.质点在任意时刻的速度方向与加速度方向相同力学综合与动量守恒质量为(M=2,\text{kg})的木板静止在光滑水平面上,木板右端固定一轻弹簧,弹簧左端与质量为(m=1,\text{kg})的物块接触但不连接。现给物块一个水平向左的初速度(v_0=6,\text{m/s}),物块压缩弹簧后被弹回,最终与木板保持相对静止。不计一切摩擦,下列说法正确的是()A.整个过程中,系统的动量守恒,机械能守恒B.物块与木板最终的共同速度为(2,\text{m/s})C.弹簧的最大弹性势能为(12,\text{J})D.从物块开始运动到与木板相对静止,木板的位移为(0)机械振动与波的综合关于机械振动和机械波,下列说法正确的是()A.单摆的周期与摆球质量无关,与摆长和重力加速度有关B.简谐运动的回复力一定是物体所受的合力C.波在传播过程中,介质中的质点随波迁移D.波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相当或更小电磁感应与楞次定律如图所示,光滑金属导轨固定在水平面内,导轨间距为(L),左端接有电阻(R),导轨处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为(B)。一质量为(m)的导体棒垂直导轨放置,在水平拉力(F)作用下以速度(v)向右匀速运动,不计导轨和导体棒的电阻,下列说法正确的是()A.导体棒中的感应电流方向由(a)到(b)B.拉力(F)的大小为(B^2L^2v/R)C.电阻(R)消耗的电功率为(Fv)D.若突然增大磁场的磁感应强度,则导体棒将减速运动光学与波动光学下列关于光现象的说法正确的是()A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光从空气进入水中,波长变短,传播速度变小C.光的偏振现象说明光是纵波D.用三棱镜观察太阳光,看到的彩色光带是光的色散现象三、实验题(共2小题,共30分)力学实验:探究加速度与力、质量的关系(14分)某实验小组利用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系。实验中,小车的质量为(M),砝码及砝码盘的总质量为(m),通过改变(m)的大小改变小车所受的合力,用打点计时器记录小车的运动情况。(1)实验中,为使小车所受合力近似等于砝码及砝码盘的总重力,需满足的条件是________(填“(M\ggm)”或“(M\llm)”)。(2)某次实验中,打点计时器打出的纸带如图所示,相邻计数点间的时间间隔为(0.1,\text{s}),计数点间的距离已标注(单位:(\text{cm}))。则小车的加速度大小(a=)(\text{m/s}^2)(结果保留两位有效数字)。(3)若保持小车质量(M)不变,改变(m),得到多组加速度(a)与合力(F)的数据,作出(a-F)图像,发现图像不过原点,其原因可能是。(4)若实验中未平衡摩擦力,则(a-F)图像的斜率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。电学实验:测量电源电动势和内阻(16分)某同学利用伏安法测量一节干电池的电动势(E)和内阻(r),实验器材有:待测干电池(电动势约(1.5,\text{V}),内阻约(1,\Omega))电压表(量程(0~3,\text{V}),内阻约(3,\text{k}\Omega))电流表(量程(0~0.6,\text{A}),内阻约(0.1,\Omega))滑动变阻器((0~20,\Omega),(2,\text{A}))开关、导线若干(1)请在虚线框内画出实验电路图(要求误差较小)。(2)实验中,该同学测得的数据如下表所示:|次数|1|2|3|4|5||---|---|---|---|---|---||电压(U/\text{V})|1.45|1.30|1.15|1.00|0.85||电流(I/\text{A})|0.10|0.20|0.30|0.40|0.50|请根据表中数据在坐标系中描点并作出(U-I)图像。(3)根据图像求得,电源电动势(E=)(\text{V})(结果保留两位有效数字),内阻(r=)(\Omega)(结果保留两位有效数字)。(4)实验中,由于电压表的分流作用,测得的内阻________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。四、计算题(共4小题,共140分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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)运动学与牛顿定律综合(30分)如图所示,水平地面上有一质量为(M=4,\text{kg})的木板,木板上表面粗糙,与质量为(m=1,\text{kg})的物块间的动摩擦因数(\mu_1=0.2),木板与地面间的动摩擦因数(\mu_2=0.1)。现对物块施加一个水平向右的恒力(F=10,\text{N}),作用时间(t_1=2,\text{s})后撤去(F),物块继续在木板上滑行,最终与木板相对静止。已知重力加速度(g=10,\text{m/s}^2),求:(1)撤去(F)前,物块和木板的加速度大小;(2)撤去(F)时,物块和木板的速度大小;(3)物块在木板上滑行的总距离。天体运动与机械能综合(35分)2024年,我国成功发射“嫦娥六号”探测器,实现月球背面采样返回。假设探测器在月球表面附近做匀速圆周运动的周期为(T),月球半径为(R),引力常量为(G)。(1)求月球的质量(M)和表面重力加速度(g_{\text{月}});(2)若探测器要从月球表面发射,使其脱离月球的引力范围,求最小发射速度(第二宇宙速度)(v_2);(3)探测器在月球表面上方高度为(h=R)的圆形轨道上运行时,突然点火加速,进入椭圆轨道,椭圆的远月点恰好在月球表面。求探测器在椭圆轨道上运行的周期(T')与原圆形轨道周期(T)的比值。电磁学综合与动量定理(35分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一质量为(m=0.1,\text{kg})、电荷量为(q=+2\times10^{-3},\text{C})的物块,静止在(x=0)处。空间存在沿(x)轴正方向的匀强电场,电场强度(E=1\times10^3,\text{N/C})。物块在电场力作用下开始运动,运动到(x=1,\text{m})处时,突然进入一个垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度(B=0.5,\text{T}),磁场区域沿(x)轴方向的宽度为(d=2,\text{m})。不计物块的重力,求:(1)物块进入磁场时的速度大小;(2)物块在磁场中运动的时间;(3)物块离开磁场时的位置坐标。热力学与能量守恒综合(40分)如图所示,一定质量的理想气体经历(a\tob\toc\tod\toa)的循环过程,其中(a\tob)为等容过程,(b\toc)为等压过程,(c\tod)为等容过程,(d\toa)为等压过程。已知气体在状态(a)时的温度(T_a=300,\text{K}),压强(p_a=1\times10^5,\text{Pa}),体积(V
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