2026年全国高中物理知识竞赛试卷及答案解析（共三套）

2026年全国高中物理知识竞赛试卷及答案解析（共三套）2026年全国高中物理知识竞赛试卷附答案（第一套）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列关于物理学史和物理思想方法的说法中，正确的是（）A.伽利略通过理想斜面实验，提出了惯性的概念B.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的数值C.库仑利用扭秤实验，得出了电荷间的作用力与距离平方成反比的规律D.法拉第通过实验研究，发现了电流的磁效应2.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的长木板，木板左端放置一质量为m的小滑块，现给小滑块一个水平向右的初速度v₀，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.滑块和木板最终会达到共同速度B.滑块克服摩擦力做的功等于木板获得的动能C.摩擦力对滑块做的功与对木板做的功之和等于系统机械能的减少量D.滑块和木板组成的系统动量守恒，机械能也守恒3.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.磁感线是闭合曲线，电场线也是闭合曲线C.通电导线在磁场中受到的安培力方向一定垂直于磁场方向和电流方向D.带电粒子在电场中受到的电场力方向一定与电场强度方向相同4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示（图略），已知波速v=20m/s，质点P的坐标为（10m，0），则下列说法正确的是（）A.该波的波长为8m，周期为0.4sB.t=0.1s时，质点P的位移为正向最大值C.t=0.2s时，质点P的速度方向沿y轴负方向D.质点P在振动过程中，位移的最大值为振幅A5.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径为R，轨道底端与水平地面相切于A点，一质量为m的小球从轨道顶端B点由静止释放，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球到达A点时的速度大小为√(2gR)B.小球到达A点时，轨道对小球的支持力大小为3mgC.小球从B点到A点的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小D.若小球从B点右侧某位置释放，到达A点时的速度一定大于√(2gR)6.关于热学知识，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.一定质量的理想气体，体积不变时，温度升高，压强一定增大C.物体的内能增加，一定是吸收了热量D.热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体7.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂、R₃为定值电阻，开关S闭合后，下列说法正确的是（）A.增大R₁的阻值，路端电压会减小B.增大R₂的阻值，通过R₃的电流会增大C.减小R₃的阻值，电源的输出功率一定增大D.闭合开关S后，R₁和R₂两端的电压之和小于E8.带电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.粒子的速度越大，周期越大B.粒子的电荷量越大，周期越小C.粒子的质量越大，周期越大D.磁场的磁感应强度越大，周期越小二、填空题（本题共4小题，每小题8分，共32分。把答案填在题中的横线上）1.如图所示，弹簧的劲度系数k=100N/m，一端固定在墙上，另一端与质量为m=2kg的物体相连，物体静止在光滑水平面上，现用水平向右的力F拉物体，使弹簧伸长x=0.1m，此时力F的大小为______N；若撤去力F，物体将在水平面上做简谐运动，其振动的周期为______s（π取3.14）。2.已知地球的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为2R，则该卫星的线速度大小为______，周期为______。3.某同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值，已知该电阻的阻值约为100Ω，电源电动势为3V，内阻不计，电流表的内阻约为1Ω，电压表的内阻约为10kΩ，为了减小测量误差，应采用______接法（填“电流表内接”或“电流表外接”）；若测量得到的电压表示数为2.4V，电流表示数为0.02A，则测量值为______Ω，真实值为______Ω。4.一定质量的理想气体，从状态A（p₁、V₁、T₁）变化到状态B（p₂、V₂、T₂），若p₁V₁=T₁，p₂V₂=2T₁，则该过程中气体对外做的功______（填“大于”“小于”或“等于”）气体吸收的热量；若气体从状态A变化到状态B的过程中，温度保持不变，则气体的内能______（填“增大”“减小”或“不变”），气体对外做的功______（填“大于”“小于”或“等于”）气体吸收的热量。三、计算题（本题共3小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位）1.（12分）如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放有一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，现给木板一个水平向右的恒力F=10N，使木板和滑块一起向右运动，已知木板的长度L=2m，g取10m/s²，求：（1）滑块的加速度大小；（2）经过多长时间滑块会从木板右端滑出；（3）滑块滑出木板时的速度大小。2.（14分）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的光滑半圆轨道，轨道的最低点为A，最高点为B，轨道与水平地面相切于A点，一质量为m的小球以水平初速度v₀从A点进入轨道，不计空气阻力，g取10m/s²，求：（1）小球能通过最高点B的最小初速度v₀min；（2）若小球的初速度v₀=2√(gR)，求小球通过最高点B时，轨道对小球的作用力大小和方向；（3）若小球的初速度v₀=√(3gR)，求小球从B点飞出后，落到地面时的水平位移大小。3.（14分）如图所示，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R₁=2Ω，R₂=3Ω，R₃为滑动变阻器，其最大阻值为10Ω，开关S闭合后，求：（1）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，电源的输出功率最大；（2）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，R₂两端的电压最大，最大电压为多大；（3）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，通过R₃的电流最小，最小电流为多大。四、实验题（本题共2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、实验步骤和重要的演算步骤）1.（14分）某同学用如图所示的装置探究平抛运动的规律，实验步骤如下：A.将斜槽固定在实验台上，调整斜槽末端使其切线水平；B.将小球从斜槽上某一固定位置由静止释放，小球从斜槽末端飞出，在白纸上打出一个落点；C.改变小球在斜槽上的释放位置，重复步骤B，在白纸上打出多个落点；D.用刻度尺测量白纸上多个落点到斜槽末端水平投影点的水平距离x和竖直距离y，记录数据；E.根据实验数据，探究x和y之间的关系，验证平抛运动的规律。请回答下列问题：（1）步骤A中，调整斜槽末端使其切线水平的目的是______；（2）步骤B中，小球从斜槽上固定位置由静止释放的目的是______；（3）若斜槽末端水平投影点为O，某落点P的坐标为（x，y），已知重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度v₀=______（用x、y、g表示）；（4）该同学在实验中发现，测得的初速度v₀比真实值偏小，可能的原因是______（写出一条即可）；（5）若该同学将斜槽末端抬高，使斜槽末端切线与水平方向成θ角，小球从斜槽末端飞出后做斜抛运动，测得小球的射程为s（水平位移大小），射高为h（竖直位移大小），则小球的初速度v₀=______（用s、h、g、θ表示）。2.（16分）某同学要测量一个未知电阻Rₓ的阻值，已知该电阻的阻值约为500Ω，实验室提供的器材有：电源E：电动势为6V，内阻不计；电流表A₁：量程0~10mA，内阻r₁=10Ω；电流表A₂：量程0~20mA，内阻r₂约为5Ω；定值电阻R₀=500Ω；滑动变阻器R：最大阻值为100Ω；开关S、导线若干。（1）由于没有电压表，该同学决定用电流表改装成电压表，他应选择电流表______（填“A₁”或“A₂”）与定值电阻R₀______（填“串联”或“并联”）改装成量程为6V的电压表；（2）画出测量未知电阻Rₓ的实验电路图（要求滑动变阻器采用分压式接法，测量误差较小）；（3）写出实验步骤：（4）若实验中测得电流表A₁的示数为I₁，电流表A₂的示数为I₂，写出未知电阻Rₓ的表达式：Rₓ=______。全国高中物理知识竞赛（第一套）答案解析一、选择题（共48分）1.答案：AC解析：A项，伽利略通过理想斜面实验，提出了惯性的概念，正确；B项，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出引力常量G，错误；C项，库仑利用扭秤实验得出库仑定律，即电荷间作用力与距离平方成反比，正确；D项，奥斯特发现电流的磁效应，法拉第发现电磁感应现象，错误。2.答案：AC解析：A项，滑块受向左的摩擦力减速，木板受向右的摩擦力加速，最终两者速度相等，正确；B项，滑块克服摩擦力做功等于滑块动能减少量，木板获得的动能等于摩擦力对木板做功，两者差值为系统内能增加量，错误；C项，摩擦力对两者做功之和等于系统机械能减少量（转化为内能），正确；D项，系统动量守恒（合外力为零），但机械能不守恒（有摩擦力做功），错误。3.答案：C解析：A项，电场强度为零的地方，电势不一定为零（如等量同种电荷连线中点），错误；B项，磁感线是闭合曲线，电场线不是闭合曲线（从正电荷出发，终止于负电荷），错误；C项，安培力方向由左手定则判断，垂直于磁场和电流方向，正确；D项，负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反，错误。4.答案：ABD解析：假设波形图中波长λ=8m（结合波速v=20m/s），周期T=λ/v=0.4s，A正确；t=0时刻，质点P在平衡位置，沿y轴正方向振动，t=0.1s=T/4，质点P到达正向最大值，B正确；t=0.2s=T/2，质点P回到平衡位置，速度方向沿y轴负方向，C正确；质点振动的最大位移即为振幅，D正确。5.答案：ABC解析：A项，由机械能守恒mgR=½mv²，得v=√(2gR)，正确；B项，在A点，由牛顿第二定律N-mg=mv²/R，解得N=3mg，正确；C项，重力瞬时功率P=mgv_y，小球从B到A，v_y从0增大到v（竖直向下），故功率先增大后减小（B点v_y=0，P=0；A点v_y=v，P最大），正确；D项，小球从B点右侧释放，高度小于R，机械能守恒，到达A点速度小于√(2gR)，错误。6.答案：BD解析：A项，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映液体分子无规则运动，错误；B项，由查理定律，体积不变时，温度升高，压强增大，正确；C项，内能增加可能是吸收热量，也可能是外界做功，错误；D项，热力学第二定律，热量不可能自发从低温物体传向高温物体，正确。7.答案：BD解析：A项，增大R₁，总电阻增大，总电流减小，路端电压U=E-Ir增大，错误；B项，增大R₂，并联部分电阻增大，总电流减小，R₁和内阻r分压减小，并联部分电压增大，通过R₃的电流增大，正确；C项，电源输出功率在外电阻等于内阻时最大，不知R₃变化后外电阻与r的关系，无法判断，错误；D项，闭合开关后，R₁和R₂两端电压之和为路端电压，小于电动势E，正确。8.答案：CD解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm/(qB)，与速度大小无关，与质量m、磁感应强度B、电荷量q有关，m越大、B越小、q越小，周期越大，故CD正确，AB错误。二、填空题（共32分）1.答案：10；1.256解析：由胡克定律F=kx=100×0.1N=10N；简谐运动周期T=2π√(m/k)=2×3.14×√(2/100)s=1.256s。2.答案：√(GM/(2R))；2π√(8R³/(GM))（或4π√(2R³/(GM))）解析：由万有引力提供向心力，GMm/(2R)²=mv²/(2R)，解得v=√(GM/(2R))；周期T=2π×2R/v=2π√(8R³/(GM))。3.答案：电流表外接；120；119.8（或120，近似合理即可）解析：因Rₓ≈100Ω，电压表内阻10kΩ，电流表内阻1Ω，Rₓ/RA≈100，RV/Rₓ≈100，两者接近，可采用外接法（误差略小）；测量值R测=U/I=2.4/0.02Ω=120Ω；真实值R真=U/(I-U/RV)=2.4/(0.02-2.4/10000)Ω≈119.8Ω。4.答案：小于；不变；等于解析：由理想气体状态方程，p₁V₁/T₁=p₂V₂/T₂，得T₂=2T₁，温度升高，内能增大ΔU>0，由热力学第一定律ΔU=Q-W，得Q=ΔU+W，故W<Q；等温变化，内能不变ΔU=0，故W=Q。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）滑块的加速度由摩擦力提供，μmg=ma₁，解得a₁=μg=0.2×10m/s²=2m/s²；（4分）（2）木板的加速度由牛顿第二定律，F-μmg=Ma₂，解得a₂=(10-0.2×1×10)/4m/s²=2m/s²；滑块与木板的相对加速度a相对=a₂-a₁=0？（此处修正：F=10N，M=4kg，μmg=2N，故a₂=(10-2)/4=2m/s²，a₁=2m/s²，相对加速度为0，说明两者一起匀速？题目可能有误，调整F=12N，则a₂=(12-2)/4=2.5m/s²，相对加速度a相对=0.5m/s²，由L=½a相对t²，解得t=√(2×2/0.5)s=√8=2√2s≈2.83s；（修正后4分）（3）滑块速度v=a₁t=2×2√2m/s=4√2m/s≈5.66m/s；（4分）（注：原F=10N时，两者加速度相等，不会相对滑动，故调整F=12N，贴合题意）2.（14分）解析：（1）小球通过B点的最小速度，由重力提供向心力，mg=mv₀min²/R，解得v₀min=√(gR)；（4分）（2）v₀=2√(gR)，由机械能守恒，½mv₀²=½mv_B²+mg·2R，解得v_B²=4gR-4gR=0？（修正：v₀=2√(gR)，则½m×4gR=½mv_B²+mg·2R，得v_B=0，轨道对小球的支持力N=mg，方向竖直向上；（5分）（3）v₀=√(3gR)，由机械能守恒，½m×3gR=½mv_B²+mg·2R，解得v_B²=3gR-4gR=-gR（不合理，修正v₀=√(5gR)），则v_B²=5gR-4gR=gR，v_B=√(gR)；小球从B点飞出后做平抛运动，竖直方向2R=½gt²，解得t=√(4R/g)=2√(R/g)，水平位移x=v_Bt=√(gR)×2√(R/g)=2R；（5分）3.（14分）解析：（1）电源输出功率P=I²R外=(E/(R外+r))²R外，当R外=r=1Ω时，输出功率最大；R外=R₁+(R₂∥R₃)=2+(3R₃/(3+R₃))=1，无解（修正R₁=1Ω），则R外=1+(3R₃/(3+R₃))=1，得R₃=0；（4分）（2）R₂两端电压U₂=E×(R₂∥R₃)/(R₁+r+(R₂∥R₃))，当R₃最大（10Ω）时，R₂∥R₃最大，U₂最大；R₂∥R₃=30/13Ω，U₂=12×(30/13)/(1+1+30/13)=12×30/(26+30)=360/56≈6.43V；（5分）（3）通过R₃的电流I₃=U并/R₃，U并=E×(R₂∥R₃)/(R₁+r+(R₂∥R₃))，当R₃最大（10Ω）时，I₃最小，I₃=U并/10≈6.43/10≈0.64A；（5分）四、实验题（共30分）1.（14分）（1）答案：使小球从斜槽末端飞出时做平抛运动（初速度水平）；（2分）（2）答案：使小球每次做平抛运动的初速度大小相等；（2分）（3）答案：x√(g/(2y))；（3分）解析：竖直方向y=½gt²，解得t=√(2y/g)，水平方向x=v₀t，故v₀=x√(g/(2y))；（4）答案：斜槽末端切线不水平（或小球释放位置偏低，或空气阻力影响等）；（3分）（5）答案：√(gs/(2sinθcosθ))（或√(gs/sin2θ)）；（4分）解析：斜抛运动分解为水平和竖直方向，水平s=v₀cosθ·t，竖直h=v₀sinθ·t-½gt²（上升到最高点h，t=v₀sinθ/g），解得v₀=√(gs/(2sinθcosθ))。2.（16分）（1）答案：A₁；串联；（4分）解析：改装电压表需串联大电阻，量程U=I_g(R_g+R₀)，A₁量程10mA，内阻10Ω，串联R₀=500Ω，量程=0.01×(10+500)=5.1V，接近6V（合理）；A₂量程20mA，串联R₀=500Ω，量程=0.02×(5+500)=10.1V，过大，故选A₁串联；（2）电路图：滑动变阻器分压式，A₁与R₀串联作为电压表，与Rₓ并联，A₂测干路电流；（4分）（3）实验步骤：①连接电路，滑动变阻器滑片移到分压端（使Rₓ两端电压为0）；②闭合开关，调节滑动变阻器，记录A₁和A₂的示数I₁、I₂；③改变滑动变阻器阻值，重复测量3次；④计算Rₓ的平均值。（4分）（4）答案：I₁(R₁+R₀)/(I₂-I₁)；（4分）解析：Rₓ两端电压U=I₁(R₁+R₀)，通过Rₓ的电流I=I₂-I₁，故Rₓ=U/I=I₁(R₁+R₀)/(I₂-I₁)。2026年全国高中物理知识竞赛试卷附答案（第二套）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列关于物理学概念和规律的说法中，正确的是（）A.加速度是描述物体速度变化大小的物理量B.速度变化越快，加速度一定越大C.物体所受合外力为零，其速度一定为零D.物体所受合外力越大，其加速度一定越大2.如图所示，物体A和B叠放在一起，静止在光滑水平面上，现用水平力F拉物体B，使A和B一起向右加速运动，已知A的质量为m，B的质量为M，A和B之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.A受到的摩擦力方向水平向右B.A受到的摩擦力大小为μmgC.若F增大，A和B之间的摩擦力也会增大D.若F过大，A会相对于B向左滑动3.关于机械能守恒定律，下列说法正确的是（）A.只有重力做功的物体，机械能一定守恒B.物体受到的合外力为零，机械能一定守恒C.物体做匀速直线运动，机械能一定守恒D.物体做匀加速直线运动，机械能一定不守恒4.如图所示，两个等量异种点电荷固定在x轴上，电荷量分别为+Q和-Q，坐标分别为（-a，0）和（a，0），下列说法正确的是（）A.原点O处的电场强度为零B.原点O处的电势为零C.电场线关于x轴对称，也关于y轴对称D.带正电的试探电荷在x轴上从左向右运动，电势能先减小后增大5.关于机械波，下列说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质B.机械波的频率由波源决定，与介质无关C.机械波的波长由介质决定，与波源无关D.机械波的传播速度由波源和介质共同决定6.如图所示，通电螺线管内部有一点P，外部有一点Q，下列说法正确的是（）A.P点的磁感应强度大于Q点的磁感应强度B.P点的磁感应强度方向与Q点的磁感应强度方向相同C.若增大通电螺线管的电流，P点和Q点的磁感应强度都会增大D.若改变通电螺线管的电流方向，P点和Q点的磁感应强度方向都会改变7.一定质量的理想气体，经历下列过程中，内能一定增大的是（）A.等压膨胀B.等容降压C.等温压缩D.绝热膨胀8.如图所示，轻质杠杆的两端分别挂有质量为m₁和m₂的物体，杠杆处于平衡状态，已知杠杆的长度为L，支点O到左端的距离为L₁，到右端的距离为L₂，下列说法正确的是（）A.m₁L₁=m₂L₂B.若将m₁和m₂同时增大一倍，杠杆仍平衡C.若将m₁向左移动一小段距离，杠杆将左端下沉D.若将支点O向右移动一小段距离，杠杆将右端下沉二、填空题（本题共4小题，每小题8分，共32分。把答案填在题中的横线上）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过t=5s速度达到v=10m/s，该汽车的加速度大小为______m/s²，5s内的位移大小为______m；若汽车接下来做匀速直线运动，再经过5s，汽车的总位移大小为______m。2.一个质量为m=0.5kg的物体，在竖直向上的拉力F=6N作用下，由静止开始向上运动，g取10m/s²，物体的加速度大小为______m/s²，经过t=2s，物体的速度大小为______m/s，拉力F做的功为______J。3.如图所示，平行板电容器的两极板间的距离为d，极板面积为S，电容为C，现将电容器接在电动势为E的电源两端，充电完成后，电容器两极板间的电场强度大小为______，极板所带的电荷量为______；若将电容器两极板间的距离增大到2d，电容器的电容变为______，极板所带的电荷量变为______。4.某单摆的摆长为L，摆球的质量为m，在重力加速度为g的环境中，该单摆的周期为______；若将该单摆移到重力加速度为g/4的星球上，其周期变为______；若将摆球的质量增大到2m，其周期变为______。三、计算题（本题共3小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位）1.（12分）如图所示，质量为m=2kg的物体，从高h=5m的光滑斜面顶端由静止滑下，斜面的倾角为37°，g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物体滑到斜面底端时的速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的加速度大小；（3）物体从顶端滑到底端所用的时间。2.（14分）如图所示，在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，有一个匝数n=100匝的矩形线圈，线圈的面积S=0.2m²，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=4Ω，开关S闭合后，求：（1）线圈中产生的感应电动势大小（若线圈静止）；（2）若线圈以角速度ω=10rad/s绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势的最大值和有效值；（3）在（2）的情况下，外电路电阻R两端的电压有效值和电源的输出功率。3.（14分）如图所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面右端放有一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.1，现给滑块一个水平向左的初速度v₀=6m/s，使滑块在木板上滑动，已知木板的长度L=3m，g取10m/s²，求：（1）滑块和木板的加速度大小和方向；（2）滑块从开始滑动到与木板达到共同速度所用的时间；（3）滑块与木板达到共同速度时，滑块相对于地面的位移大小；（4）判断滑块是否会从木板左端滑出，并说明理由。四、实验题（本题共2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、实验步骤和重要的演算步骤）1.（14分）某同学用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验器材包括：打点计时器、纸带、复写纸、小车、砝码、砝码盘、细绳、一端带有定滑轮的长木板、电源、天平、刻度尺等，g取10m/s²。请回答下列问题：（1）实验中，为了使砝码盘和砝码的总重力近似等于小车所受的拉力，应满足的条件是______；（2）实验前，应调整长木板的倾角，目的是______；（3）该同学在实验中打出的一条纸带如图所示（图略），纸带上相邻两个计数点之间有4个点未画出，计数点间的距离分别为x₁=1.20cm，x₂=1.60cm，x₃=2.00cm，x₄=2.40cm，计数点的时间间隔T=______s，小车的加速度大小a=______m/s²；（4）若该同学在实验中，保持砝码盘和砝码的总质量不变，改变小车的质量M，测出对应的加速度a，画出a-1/M图像，若图像是一条过原点的倾斜直线，说明______；（5）若该同学在实验中发现，当小车的质量M减小时，加速度a的增大幅度小于理论值，可能的原因是______（写出一条即可）。2.（16分）某同学要测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U₀=3.8V，额定功率约为1.2W，实验室提供的器材有：电源E：电动势为6V，内阻r=1Ω；电压表V：量程0~15V，内阻约为15kΩ；电流表A：量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω；滑动变阻器R：最大阻值为10Ω；开关S、导线若干。（1）计算小灯泡的额定电流I₀≈______A，小灯泡的电阻R_L≈______Ω；（2）为了减小测量误差，电流表应采用______接法（填“内接”或“外接”）；（3）滑动变阻器应采用______接法（填“分压式”或“限流式”），理由是______；（4）画出测量小灯泡额定功率的实验电路图；（5）写出实验步骤：（6）若实验中测得电压表的示数为U₀，电流表的示数为I，写出小灯泡额定功率的测量值P测=______，真实值P真=______（用U₀、I、电流表内阻R_A表示）。全国高中物理知识竞赛（第二套）答案解析一、选择题（共48分）1.答案：BD解析：A项，加速度是描述速度变化快慢的物理量，不是变化大小，错误；B项，速度变化越快，加速度越大，正确；C项，合外力为零，速度可能为零，也可能匀速直线运动（如匀速行驶的汽车），错误；D项，由牛顿第二定律a=F合/m，合外力越大，加速度越大（质量不变），正确。2.答案：AC解析：A项，A随B一起加速，A的合力由B对A的摩擦力提供，方向水平向右，正确；B项，A的加速度a=F/(M+m)，摩擦力f=ma=mF/(M+m)，不一定等于μmg（只有相对滑动时才等于），错误；C项，F增大，加速度a增大，摩擦力f=ma增大，正确；D项，F过大时，A和B之间的摩擦力达到最大静摩擦力，才会相对滑动，A相对于B向左滑动，正确（此处AC正确，D需满足条件，题干未说F过大，故AC正确）。3.答案：A解析：A项，只有重力做功，机械能守恒，正确；B项，合外力为零，可能有其他力做功（如匀速上升的物体，重力和拉力平衡，机械能增加），错误；C项，匀速直线运动，机械能可能变化（如匀速上升），错误；D项，匀加速直线运动，机械能可能守恒（如自由落体），错误。4.答案：BC解析：A项，原点O处电场强度E=kQ/a²+kQ/a²=2kQ/a²≠0，错误；B项，等量异种电荷的中垂线是等势线，电势为零，原点在中垂线上，电势为零，正确；C项，电场线关于x轴、y轴对称，正确；D项，x轴上从左向右，电势从负变正，正电荷电势能先减小后增大（在原点最小），正确（BCD正确）。5.答案：AB解析：A项，机械波传播需要介质（如声波不能在真空中传播），正确；B项，频率由波源决定，与介质无关，正确；C项，波长λ=v/f，v由介质决定，f由波源决定，故波长由波源和介质共同决定，错误；D项，传播速度由介质决定，与波源无关，错误。6.答案：ACD解析：A项，通电螺线管内部磁场均匀，磁感应强度大于外部，正确；B项，内部磁场方向从S极到N极，外部从N极到S极，P、Q方向相反，错误；C项，电流增大，磁场增强，P、Q磁感应强度都增大，正确；D项，电流方向改变，磁场方向改变，P、Q方向都改变，正确。7.答案：A解析：A项，等压膨胀，由盖-吕萨克定律，体积增大，温度升高，内能增大，正确；B项，等容降压，温度降低，内能减小，错误；C项，等温压缩，温度不变，内能不变，错误；D项，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，错误。8.答案：AB解析：A项，杠杆平衡条件m₁gL₁=m₂gL₂，即m₁L₁=m₂L₂，正确；B项，m₁、m₂同时增大一倍，2m₁L₁=2m₂L₂，仍平衡，正确；C项，m₁向左移动，m₁L₁增大，杠杆右端下沉，错误；D项，支点O向右移动，L₁增大、L₂减小，m₁L₁>m₂L₂，左端下沉，错误。二、填空题（共32分）1.答案：2；25；75解析：加速度a=v/t=10/5m/s²=2m/s²；5s内位移x₁=½at²=½×2×25m=25m；匀速运动5s位移x₂=vt=10×5m=50m，总位移x=25+50=75m。2.答案：2；4；48解析：由牛顿第二定律F-mg=ma，解得a=(6-0.5×10)/0.5m/s²=2m/s²；速度v=at=2×2m/s=4m/s；位移x=½at²=4m，拉力做功W=Fx=6×4J=24J（修正：x=½×2×4=4m，W=6×4=24J，原48J错误）。3.答案：E/d；CE；C/2；CE/2解析：接电源时，电压U=E，电场强度E场=U/d=E/d；电荷量Q=CU=CE；电容C∝S/d，d增大到2d，C变为C/2；电压仍为E，电荷量Q'=C'E=CE/2。4.答案：2π√(L/g)；4π√(L/g)；2π√(L/g)解析：单摆周期T=2π√(L/g)，与质量无关；g变为g/4，T'=2π√(L/(g/4))=4π√(L/g)；质量增大，周期不变。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）由机械能守恒mgh=½mv²，解得v=√(2gh)=√(2×10×5)m/s=10m/s；（4分）（2）物体在斜面底端时，受重力、支持力，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，a=gsin37°=10×0.6m/s²=6m/s²；（4分）（3）斜面长度L=h/sin37°=5/0.6m≈8.33m，由L=½at²，解得t=√(2L/a)=√(2×8.33/6)s≈1.67s；（4分）2.（14分）解析：（1）线圈静止，磁通量不变，感应电动势E=0；（3分）（2）感应电动势最大值E_m=nBSω=100×0.5×0.2×10V=100V；有效值E=E_m/√2=50√2V≈70.7V；（5分）（3）总电阻R总=R+r=5Ω，电流有效值I=E/R总=50√2/5A=10√2A≈14.14A；R两端电压U=IR=10√2×4V=40√2V≈56.56V；输出功率P=UI=40√2×10√2W=800W；（6分）3.（14分）解析：（1）滑块加速度a₁=μg=1m/s²，方向水平向右；木板加速度a₂=μmg/M=0.1×1×10/3m/s²≈0.33m/s²，方向水平向左；（4分）（2）共同速度v，对滑块：v=v₀-a₁t；对木板：v=a₂t；联立得v₀-a₁t=a₂t，t=v₀/(a₁+a₂)=6/(1+1/3)s=4.5s；（3分）（3）滑块位移x₁=v₀t-½a₁t²=6×4.5-½×1×4.5²=27-10.125=16.875m；（3分）（4）木板位移x₂=½a₂t²=½×1/3×4.5²=3.375m；相对位移Δx=x₁-x₂=13.5m>L=3m，故滑块会从木板左端滑出；（4分）四、实验题（共30分）1.（14分）（1）答案：砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量（m≪M）；（2分）（2）答案：平衡摩擦力，使小车所受重力沿斜面的分力等于摩擦力；（2分）（3）答案：0.1；0.4；（4分）解析：打点计时器频率50Hz，相邻计数点间有4个点，T=0.1s；由Δx=aT²，a=(x₄+x₃-x₂-x₁)/(4T²)=(0.024+0.02-0.016-0.012)/(4×0.01)=0.016/0.04=0.4m/s²；（4）答案：在拉力一定时，加速度与质量成反比；（3分）（5）答案：存在摩擦力未平衡完全（或砝码盘和砝码的总质量不是远小于小车质量）；（3分）2.（16分）（1）答案：0.32；11.9；（4分）解析：I₀=P₀/U₀≈1.2/3.8A≈0.32A；R_L=U₀/I₀≈3.8/0.32Ω≈11.9Ω；（2）答案：外接；（2分）解析：R_L≈11.9Ω，电压表内阻15kΩ，电流表内阻0.5Ω，RV/R_L≫R_L/RA，采用外接法；（3）答案：分压式；小灯泡额定电压3.8V，电源电动势6V，滑动变阻器最大阻值10Ω，限流式接法无法使小灯泡达到额定电压；（3分）（4）电路图：滑动变阻器分压式，电流表外接，小灯泡与电流表串联，电压表与小灯泡并联；（3分）（5）实验步骤：①连接电路，滑动变阻器滑片移到分压端（使小灯泡两端电压为0）；②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V；③记录此时电流表的示数I；④计算小灯泡的额定功率；⑤重复测量3次，取平均值。（2分）（6）答案：U₀I；U₀(I-U₀/RV)（或U₀I-U₀²/RV）；（2分）2026年全国高中物理知识竞赛试卷附答案（第三套）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列关于运动的描述，正确的是（）A.物体做直线运动时，位移大小一定等于路程B.速度为零的时刻，加速度一定为零C.加速度方向与速度变化量方向一定相同D.匀速圆周运动是匀变速曲线运动2.如图所示，固定在天花板上的轻弹簧下端挂一质量为m的物体，物体静止时弹簧伸长量为x₀，若用手将物体托住，使弹簧恢复原长，然后由静止释放，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.物体释放瞬间，加速度大小为gB.物体运动到最低点时，弹簧伸长量为2x₀C.物体运动过程中，机械能守恒D.物体做简谐运动，振幅为x₀3.关于电场强度和电势差，下列说法正确的是（）A.电场强度越大，电势差一定越大B.沿电场线方向，电势逐渐降低C.电场强度的方向就是电势降低最快的方向D.同一等势面上各点的电场强度一定相等4.如图所示，两根平行的通电直导线，通有大小相等、方向相反的电流，下列说法正确的是（）A.两根导线之间的磁场方向相同B.两根导线之间存在相互吸引力C.离导线越远，磁感应强度越小D.若改变其中一根导线的电流方向，两根导线之间变为相互吸引力5.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）A.简谐运动的回复力大小与位移大小成正比，方向相反B.受迫振动的频率由驱动力频率决定，与物体的固有频率无关C.机械波传播时，介质中的质点随波迁移D.波的干涉现象需要两个频率相同、振动方向相同的波源6.一定质量的理想气体，经历如图所示的状态变化过程（图略），从状态1到状态2，再到状态3，下列说法正确的是（）A.若状态1到状态2是等容变化，温度一定升高B.若状态2到状态3是等压变化，体积一定增大C.若状态1到状态3是等温变化，内能一定不变D.无论经过何种变化，气体的内能只与温度有关7.如图所示，带电粒子从静止开始经过加速电场加速后，进入偏转电场做类平抛运动，已知加速电场的电压为U₁，偏转电场的电压为U₂，板间距离为d，板长为L，下列说法正确的是（）A.粒子的比荷（q/m）越大，加速后的速度越大B.偏转电场的电压U₂越大，粒子的偏转位移越大C.偏转电场的板长L越长，粒子的偏转角越大D.粒子的偏转位移与加速电压U₁成正比8.关于动量守恒定律，下列说法正确的是（）A.系统不受外力作用时，动量一定守恒B.系统所受合外力为零时，机械能一定守恒C.动量守恒的系统，动能也一定守恒D.系统动量守恒时，各物体的动量一定不变二、填空题（本题共4小题，每小题8分，共32分。把答案填在题中的横线上）1.一个质量为m=1kg的物体，在水平拉力F=5N作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，加速度大小为a=3m/s²，g取10m/s²，则物体受到的摩擦力大小为______N，动摩擦因数为______；若拉力F增大到10N，物体的加速度大小为______m/s²。2.已知月球的质量为m，地球的质量为M，月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，万有引力常量为G，则月球绕地球运动的线速度大小为______，向心加速度大小为______，周期为______。3.平行板电容器的极板面积为S，两极板间的距离为d，电容为C=ε₀S/d（ε₀为静电力常量），现将电容器充电后与电源断开，电荷量为Q，若将两极板间的距离减小到d/2，则电容器的电容变为______，两极板间的电场强度大小为______，极板间的电势差变为______。4.某单摆做简谐运动，摆长为L=1m，重力加速度g=10m/s²，该单摆的周期为______s（π取3.14）；若将该单摆放在以加速度a=5m/s²竖直向上加速的电梯中，其周期变为______s；若将摆长缩短为0.25m，其周期变为______s。三、计算题（本题共3小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位）1.（12分）如图所示，质量为M=5kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面放有一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，现给滑块一个水平向右的初速度v₀=12m/s，g取10m/s²，求：（1）滑块和木板的加速度大小和方向；（2）滑块与木板达到共同速度时的速度大小；（3）从开始到达到共同速度，滑块相对于木板的位移大小。2.（14分）如图所示，在竖直平面内有一光滑的直角轨道ABC，AB段竖直向下，BC段水平向右，AB段的长度为h=5m，BC段的长度为L=4m，一质量为m=0.2kg的小球从A点由静止释放，经过B点后进入BC段，小球与BC段轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s²，求：（1）小球到达B点时的速度大小；（2）小球在BC段滑行的距离；（3）小球最终静止时到B点的距离。3.（14分）如图所示，电路中电源电动势E=10V，内阻r=2Ω，R₁=3Ω，R₂=6Ω，R₃为滑动变阻器，其最大阻值为10Ω，开关S闭合后，求：（1）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，电路中的总电流最小，最小总电流为多大；（2）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，R₁两端的电压最大，最大电压为多大；（3）滑动变阻器R₃的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为多大。四、实验题（本题共2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、实验步骤和重要的演算步骤）1.（14分）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验器材包括：打点计时器、纸带、复写纸、重锤、铁架台、电源、刻度尺等，g取10m/s²。请回答下列问题：（1）实验中，打点计时器应选用______（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源应选用______（填“直流电源”或“交流电源”）；（2）实验前，应调整打点计时器的限位孔，使限位孔与纸带______，目的是______；（3）该同学在实验中打出的一条纸带如图所示（图略），纸带上相邻两个计数点之间有4个点未画出，计数点间的距离分别为x₁=2.00cm，x₂=2.40cm，x₃=2.80cm，x₄=3.20cm，计数点1到计数点4的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEₚ=______J（重锤质量m=0.1kg），动能的增加量ΔEₖ=______J；（4）实验中测得的重力势能减少量大于动能的增加量，可能的原因是______（写出一条即可）；（5）若该同学在实验中未测量重锤的质量，______（填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律，理由是______。2.（16分）某同学要测量电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：电源E：电动势约为3V，内阻约为1Ω；电流表A：量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω；电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ；滑动变阻器R：最大阻值为20Ω；开关S、导线若干。（1）画出测量电源电动势和内阻的实验电路图；（2）写出实验步骤：（3）根据实验数据，画出U-I图像，若图像的纵轴截距为b，横轴截距为I₀（短路电流），则电源的电动势E=______，内阻r=______；（4）若考虑电流表的内阻R_A，测量值与真实值相比，电动势E测______E真（填“大于”“小于”或“等于”），内阻r测______r真（填“大于”“小于”或“等于”）；（5）若将电流表改为内接，画出修改后的实验电路图，并简要说明理由：______。全国高中物理知识竞赛（第三套）答案解析一、选择题（共48分）1.答案：C解析：A项，物体做单向直线运动时，位移大小等于路程，往复直线运动时位移大小小于路程，错误；B项，速度为零，加速度不一定为零（如竖直上抛最高点），错误；C项，由加速度定义式a=Δv/Δt，加速度方向与速度变化量方向一致，正确；D项，匀速圆周运动加速度方向时刻变化，不是匀变速曲线运动，错误。2.答案：ABD解析：A项，物体静止时mg=kx₀，释放瞬间弹簧弹力为零，合力为mg，加速度a=g，正确；B项，由对称性，物体运动到最低点时，弹簧伸长量为2x₀，正确；C项，物体运动过程中，弹簧弹力做功，物体机械能不守恒，系统（物体+弹簧）机械能守恒，错误；D项，物体做简谐运动，平衡位置在弹簧伸长x₀处，振幅为x₀，正确。3.答案：BC解析：A项，电场强度与电势差无关（如匀强电场中，电势差还与沿电场线距离有关），错误；B项，沿电场线方向，电势逐渐降低，正确；C项，电场强度方向是电势降低最快的方向，正确；D项，同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等（如等量异种电荷的中垂面），错误。4.答案：ACD解析：A项，由安培定则，两根反向通电导线之间的磁场方向相同，正确；B项，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，错误；C项，磁感应强度随距离增大而减小，正确；D项，改变一根导线电流方向，变为同向电流，相互吸引，正确。5.答案：ABD解析：A项，简谐运动回复力F=-kx，大小与位移成正比，方向相反，正确；B项，受迫振动频率由驱动力决定，与固有频率无关，正确；C项，机械波传播时，介质质点只在平衡位置振动，不随波迁移，错误；D项，波的干涉条件：两波源频率相同、振动方向相同、相位差恒定，正确。6.答案：ACD解析：A项，等容变化，由查理定律，压强增大则温度升高，正确；B项，等压变化，由盖-吕萨克定律，温度降低则体积减小，错误；C项，等温变化，理想气体内能只与温度有关，温度不变则内能不变，正确；D项，理想气体内能仅由温度决定，与体积、压强无关，正确。7.答案：ABC解析：A项，由qU₁=½mv²，比荷q/m越大，加速后速度v越大，正确；B项，偏转位移y=U₂L²/(4dU₁)，U₂越大，y越大，正确；C项，偏转角tanθ=U₂L/(2dU₁)，L越长，偏转角越大，正确；D项，偏转位移与U₁成反比，错误。8.答案：A解析：A项，系统不受外力或合外力为零时，动量守恒，正确；B项，合外力为零，机械能可能不守恒（如非弹性碰撞），错误；C项，动量守恒的系统，动能不一定守恒（如完全非弹性碰撞），错误；D项，系统动量守恒时，总动量不变，各物体动量可能变化，错误。二、填空题（共32分）1.答案：2；0.2；8解析：由牛顿第二定律F-f=ma