2026年物理竞赛试题与解析

2026年物理竞赛试题与解析考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在一个光滑的水平面上，质量为2kg的小球以4m/s的速度与质量为3kg的小球正碰后，两球速度相等，则碰撞后两球的速度大小为（）A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s2.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过2秒和4秒时，其动能之比为（）A.1:2B.1:4C.4:1D.2:13.一束单色光从空气射入水中，下列说法正确的是（）A.光的频率变高B.光的波长变长C.光的传播速度变快D.折射角大于入射角4.一质点做简谐运动，其振动方程为x=5sin(πt+π/4)，则其振动的角频率、周期和初相位分别为（）A.πrad/s,2s,π/4B.2πrad/s,1s,π/4C.πrad/s,1s,π/4D.2πrad/s,2s,π/45.一平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S，若在两极板间插入一块厚度为d/2的介质，电容变为原来的（）A.2倍B.1.5倍C.1倍D.0.5倍6.一电子以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，所受洛伦兹力大小为（）A.evBB.ev/BC.evB²D.eB/v7.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为a，经过时间t的速度为v，则其位移为（）A.at²B.vtC.at²/2D.vt/28.一束光通过双缝干涉实验，若双缝间距为d，屏到双缝距离为L，相邻亮纹间距为Δx，则光的波长λ为（）A.dΔx/LB.LΔx/dC.d²Δx/LD.L²Δx/d9.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，角速度为ω，则其向心加速度大小为（）A.ω²RB.ωR²C.ω²/RD.ω/R²10.一电池的电动势为E，内阻为r，外接电阻为R，电路中的电流为（）A.E/(R+r)B.ER/rC.E/RD.E/(R-r)二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）11.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒时，其速度大小为______m/s。12.一束单色光在空气中的波长为600nm，若其在水中的折射率为1.33，则其在水中的波长为______nm。13.一质点做简谐运动，其振动方程为x=10cos(2πt+π/3)，则其振动的振幅为______m。14.一平行板电容器，两极板间距为0.1mm，极板面积为100cm²，若两极板间电压为100V，则其电容为______μF。15.一电子以速度3×10⁶m/s垂直进入磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，所受洛伦兹力大小为______N。16.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，经过5秒的位移为______m。17.一束光通过双缝干涉实验，若双缝间距为0.1mm，屏到双缝距离为1m，相邻亮纹间距为0.5mm，则光的波长为______nm。18.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为0.5m，角速度为2rad/s，则其向心加速度大小为______m/s²。19.一电池的电动势为12V，内阻为1Ω，外接电阻为5Ω，电路中的电流为______A。20.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过4秒的位移为______m。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）21.在完全弹性碰撞中，系统的动量和机械能都守恒。（）22.光的折射率与光的频率有关，频率越高，折射率越大。（）23.简谐运动的回复力总是指向平衡位置。（）24.电容器的电容越大，储存的电荷越多。（）25.洛伦兹力对电荷不做功。（）26.匀加速直线运动的位移与时间的平方成正比。（）27.双缝干涉实验中，相邻亮纹间距与光的波长成正比。（）28.匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心。（）29.电路中的电流总是从电源正极流向负极。（）30.自由落体运动的加速度是恒定的。（）四、简答题（总共4题，每题4分，总分16分）31.简述动量守恒定律的内容及其适用条件。32.解释什么是光的干涉现象，并简述双缝干涉实验的原理。33.简述简谐运动的特征，并举例说明生活中的简谐运动。34.解释什么是洛伦兹力，并说明其在电磁学中的应用。五、应用题（总共4题，每题6分，总分24分）35.一质量为2kg的小球以4m/s的速度与质量为3kg的小球正碰后，两球速度相等，求碰撞后两球的速度大小。36.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°，求水的折射率。37.一质点做简谐运动，其振动方程为x=5sin(πt+π/4)，求其振动的角频率、周期和初相位。38.一平行板电容器，两极板间距为0.1mm，极板面积为100cm²，若两极板间电压为100V，求其电容。【标准答案及解析】一、单选题1.B解析：根据动量守恒定律，碰撞前总动量为2kg×4m/s=8kg·m/s，碰撞后总动量为(2kg+3kg)v，解得v=2m/s。2.B解析：自由落体运动中，动能Ek=1/2mv²，经过2秒和4秒时，速度分别为v₁=gt=20m/s和v₂=2gt=40m/s，动能之比为1:4。3.D解析：光从空气射入水中，频率不变，波长变短，速度变慢，根据折射定律n=sin(i)/sin(r)，折射角小于入射角。4.B解析：振动方程x=5sin(2πt+π/4)中，角频率ω=2πrad/s，周期T=1s，初相位φ=π/4。5.B解析：插入介质后电容变为C'=ε₀S/(d/2)=2ε₀S/d，原电容C=ε₀S/d，故C'=1.5C。6.A解析：洛伦兹力F=evB，方向垂直于速度和磁场方向。7.C解析：匀加速直线运动中，位移x=at²/2。8.A解析：双缝干涉中，Δx=λL/d，解得λ=dΔx/L。9.A解析：向心加速度a=ω²R。10.A解析：电路中的电流I=E/(R+r)。二、填空题11.29.4解析：自由落体运动中，速度v=gt=9.8m/s×3=29.4m/s。12.454.55解析：波长λ₁=600nm，折射率n=1.33，λ₂=λ₁/n=600/1.33=454.55nm。13.10解析：振动方程x=10cos(2πt+π/3)中，振幅A=10m。14.88.4×10⁻¹²解析：电容C=ε₀S/d=8.85×10⁻¹²F/m×100×10⁻⁴m²/0.1×10⁻³m=88.4×10⁻¹²F=88.4pF。15.4.8×10⁻¹⁴解析：洛伦兹力F=evB=9.8×10⁻³⁰C×3×10⁶m/s×0.1T=4.8×10⁻¹⁴N。16.25解析：位移x=1/2at²=1/2×2m/s²×5²s=25m。17.500解析：双缝干涉中，Δx=λL/d=0.5×10⁻³m×1m/0.1×10⁻³m=5×10⁻⁶m=500nm。18.2解析：向心加速度a=ω²R=2²×0.5m=2m/s²。19.2解析：电路中的电流I=E/(R+r)=12V/(5Ω+1Ω)=2A。20.78.4解析：位移h=1/2gt²=1/2×9.8m/s²×4²s=78.4m。三、判断题21.√解析：完全弹性碰撞中，动量守恒，机械能也守恒。22.√解析：光的折射率与频率有关，频率越高，折射率越大。23.√解析：简谐运动的回复力F=-kx，总是指向平衡位置。24.√解析：电容C=Q/U，电容越大，储存的电荷越多。25.√解析：洛伦兹力F=evB，方向垂直于速度和磁场方向，不做功。26.√解析：匀加速直线运动中，位移x=at²/2。27.√解析：双缝干涉中，Δx=λL/d，相邻亮纹间距与光的波长成正比。28.√解析：匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心。29.×解析：电路中的电流方向在电源内部从负极流向正极。30.√解析：自由落体运动的加速度是恒定的，g≈9.8m/s²。四、简答题31.动量守恒定律的内容是：在一个不受外力或所受外力之和为零的系统内，系统的总动量保持不变。适用条件是：系统不受外力或所受外力之和为零，且系统内各物体间相互作用是内力。32.光的干涉现象是指两列或多列光波在空间中相遇时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象。双缝干涉实验的原理是：单色光通过两个狭缝后形成两列相干光波，在屏上相遇时发生干涉，形成明暗相间的条纹。33.简谐运动的特征是：物体所受的回复力与位移成正比，且总是指向平衡位置；运动方程为x=Acos(ωt+φ)；周期性运动。生活中的简谐运动例子：钟摆运动、弹簧振子运动。34.洛伦兹力是指运动电荷在磁场中受到的力，大小为F=evB，方向垂直于速度和磁场方向。其在电磁学中的应用：电动机、磁流体发电、粒子加速器等。五、应用题35.解：根据动量守恒定律，碰撞前总动量为2kg×4m/s=8kg·m/s，碰撞