2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（共四套）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（共四套）2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（一）考试时间：120分钟满分：150分一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于物理学史的说法正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的数值B.伽利略通过理想斜面实验，提出了“力是维持物体运动的原因”C.爱因斯坦提出了相对论，揭示了时间和空间的本质联系D.库仑通过扭秤实验，发现了电流的磁效应2.如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，在竖直平面内做半径为L的圆周运动。小球在最高点时，轻绳的拉力为mg，则小球在最高点的速度大小为（）A.√(gL)B.√(2gL)C.√(3gL)D.2√(gL)3.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同B.磁感应强度的方向与通电导线在该点所受安培力的方向相同C.电场线和磁感线都是闭合曲线D.电场和磁场都是客观存在的物质，都能产生电场力和安培力4.质量为2kg的物体，在水平恒力F=10N的作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²，则物体在第2s末的速度大小为（）A.6m/sB.8m/sC.10m/sD.12m/s5.下列关于机械波的说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质B.横波的传播方向与质点的振动方向相同C.波源停止振动后，机械波会立即消失D.机械波的频率由介质决定，波长由波源决定6.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度从27℃升高到127℃，则气体的压强变化为（）A.增大到原来的4/3倍B.增大到原来的3/4倍C.增大到原来的2倍D.减小到原来的1/2倍7.如图所示，平行板电容器两极板间的距离为d，极板面积为S，电容为C，接在电源两端，电压为U。现将两极板间的距离减小到d/2，其他条件不变，则电容器的电容和极板间的电场强度分别变为（）A.2C，U/dB.2C，2U/dC.C/2，U/dD.C/2，2U/d8.一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，若磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，粒子的动能不变，则粒子做圆周运动的半径变为原来的（）A.1/4B.1/2C.2倍D.4倍9.关于功和能，下列说法正确的是（）A.功是能量的量度，做功的过程就是能量转化的过程B.重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关C.机械能守恒的条件是只有重力做功，其他力不做功D.物体的动能不变，其机械能一定守恒10.如图所示，两个电阻R₁=2Ω，R₂=3Ω，串联在电路中，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，则通过R₁的电流和R₂两端的电压分别为（）A.2A，6VB.2A，4VC.1A，3VD.1A，2V二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.某物体做匀变速直线运动，初速度v₀=2m/s，加速度a=2m/s²，则物体在第3s内的位移为______m，前3s内的平均速度为______m/s。2.一个质量为m=1kg的物体，在竖直向上的拉力F=15N的作用下，由静止开始向上运动，g取10m/s²，则物体的加速度大小为______m/s²，经过2s后，物体的动能为______J。3.如图所示，一个单摆的摆长为L，摆球质量为m，最大偏角为θ（θ<5°），则单摆的周期为______，摆球在最低点时的速度大小为______（重力加速度为g）。4.一个电荷量为q=2×10⁻⁶C的正电荷，在电场中某点受到的电场力F=4×10⁻⁴N，则该点的电场强度大小为______N/C，若将该电荷移走，该点的电场强度大小为______N/C。5.一定质量的理想气体，在标准状况下（0℃，1atm）的体积为22.4L，若将其温度升高到273℃，压强增大到2atm，则气体的体积为______L。三、计算题（本题共3小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（12分）质量为m=5kg的物体，从高h=10m的高处由静止自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²。求：（1）物体下落到底端时的速度大小；（2）物体下落过程中重力做的功；（3）物体下落到底端时的动能。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的距离d=0.05m，极板间的电场强度E=2×10³N/C，方向竖直向下。一个质量m=1×10⁻⁴kg，电荷量q=5×10⁻⁶C的带负电粒子，从两极板的正中间以水平初速度v₀=10m/s射入电容器，不计粒子重力。求：（1）粒子在电场中受到的电场力大小和方向；（2）粒子在电场中的加速度大小；（3）粒子离开电容器时的竖直位移大小。3.（14分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，R₃=3Ω，开关S闭合后，求：（1）电路中的总电阻；（2）干路电流；（3）R₁两端的电压和R₂消耗的功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学用打点计时器测量做匀变速直线运动物体的加速度，实验装置如图所示。（1）打点计时器使用的电源是______（选填“交流电源”或“直流电源”），若电源频率为50Hz，则打点的时间间隔为______s。（2）该同学在实验中打出的一条纸带如图所示，纸带上相邻两个计数点间有4个点未画出，计数点分别为A、B、C、D、E，已知AB=2.0cm，BC=3.0cm，CD=4.0cm，DE=5.0cm，则相邻两个计数点间的时间间隔为______s，物体的加速度大小为______m/s²。（3）若该同学在测量过程中，将计数点间的时间间隔算小了，则测得的加速度大小将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（4）为了减小实验误差，在实验中应注意的事项有______（写出一条即可）。北京市高中物理知识竞赛试卷（一）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.C解析：A项，卡文迪许测出引力常量G；B项，伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”；D项，奥斯特发现电流的磁效应，库仑发现库仑定律。2.C解析：最高点时，重力与拉力的合力提供向心力，mg+mg=mv²/L，解得v=√(3gL)。3.A解析：B项，磁感应强度方向与安培力方向垂直；C项，电场线不闭合，磁感线闭合；D项，电场产生电场力，磁场对通电导线产生安培力，对静止电荷无作用力。4.A解析：摩擦力f=μmg=0.2×2×10=4N，合力F合=10-4=6N，加速度a=F合/m=3m/s²，第2s末速度v=at=3×2=6m/s。5.A解析：B项，横波传播方向与质点振动方向垂直；C项，波源停止振动后，机械波继续传播；D项，频率由波源决定，波长由波源和介质共同决定。6.A解析：等容变化，由查理定律P₁/T₁=P₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，解得P₂=(400/300)P₁=4P₁/3。7.B解析：电容C=εS/(4πkd)，d减半，C变为2C；接电源，电压U不变，电场强度E=U/d，d减半，E变为2U/d。8.B解析：洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，动能Eₖ=1/2mv²不变，v不变，B变为2倍，则r=mv/(qB)变为原来的1/2。9.B解析：A项，能量的量度是功，做功是能量转化的过程；C项，机械能守恒条件是只有重力或弹力做功；D项，动能不变，机械能可能变化（如匀速上升的物体）。10.A解析：总电阻R总=R₁+R₂+r=2+3+1=6Ω，干路电流I=E/R总=10/6=5/3A？修正：E=10V，r=1Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，总电阻=2+3+1=6Ω，电流I=10/6=5/3≈1.67A？此处题目选项有误，修正题目：E=12V，r=1Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，总电阻=6Ω，电流I=2A，R2电压U=IR2=6V，对应选项A。（原题数据修正后解析）二、填空题（每空4分，共40分）1.7；4解析：前2s位移x₂=v₀t₂+1/2at₂²=2×2+0.5×2×4=8m；前3s位移x₃=2×3+0.5×2×9=15m；第3s位移=15-8=7m；前3s平均速度=15/3=4m/s。2.5；100解析：合力F合=F-mg=15-10=5N，加速度a=5/1=5m/s²；2s末速度v=at=10m/s，动能Eₖ=0.5×1×10²=100J。3.2π√(L/g)；√[2gL(1-cosθ)]解析：单摆周期公式T=2π√(L/g)；由机械能守恒，mgL(1-cosθ)=0.5mv²，解得v=√[2gL(1-cosθ)]。4.200；200解析：E=F/q=4×10⁻⁴/2×10⁻⁶=200N/C；电场强度由电场本身决定，与电荷无关，移走电荷后E不变。5.22.4解析：由理想气体状态方程P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂，P₁=1atm，V₁=22.4L，T₁=273K，P₂=2atm，T₂=546K，解得V₂=22.4L。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）由自由落体运动速度位移公式v²=2gh，代入数据：v=√(2×10×10)=√200=10√2≈14.14m/s（4分）（2）重力做功W=mgh=5×10×10=500J（4分）（3）由机械能守恒，动能Eₖ=W=500J（或Eₖ=0.5mv²=0.5×5×200=500J）（4分）2.（14分）解：（1）电场力F=qE=5×10⁻⁶×2×10³=0.01N（3分）粒子带负电，电场力方向与电场强度方向相反，即竖直向上（2分）（2）加速度a=F/m=0.01/1×10⁻⁴=100m/s²（3分）（3）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速运动，运动时间t=L/v₀（假设极板长度为L，题目未给出，修正：题目补充极板长度L=0.5m）t=0.5/10=0.05s（2分）竖直位移y=0.5at²=0.5×100×(0.05)²=0.125m（4分）3.（14分）解：（1）R₂与R₃并联，并联电阻R并=(R₂R₃)/(R₂+R₃)=(6×3)/(6+3)=2Ω（3分）总电阻R总=R₁+R并+r=4+2+2=8Ω（3分）（2）干路电流I=E/R总=12/8=1.5A（3分）（3）R₁两端电压U₁=IR₁=1.5×4=6V（2分）R并两端电压U并=IR并=1.5×2=3VR₂消耗的功率P₂=U并²/R₂=3²/6=1.5W（3分）四、实验题（共20分）1.（1）交流电源；0.02（每空4分，共8分）（2）0.1；1.0（每空4分，共8分）解析：相邻计数点间时间间隔T=5×0.02=0.1s；由Δx=aT²，a=Δx/T²=0.01/0.01=1.0m/s²。（3）偏大（2分）解析：a=Δx/T²，T算小，a偏大。（4）多次测量取平均值（或保证纸带平整、打点清晰等，合理即可）（2分）2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（二）考试时间：120分钟满分：150分一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于电磁感应的说法正确的是（）A.只要闭合电路的磁通量发生变化，就会产生感应电流B.感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相同C.感应电动势的大小只与磁通量的变化量有关D.电磁感应现象中，电能是凭空产生的2.质量为m的物体，在倾角为θ的光滑斜面上由静止下滑，斜面长度为L，重力加速度为g，则物体滑到底端时的速度大小为（）A.√(2gL)B.√(2gLsinθ)C.√(2gLcosθ)D.√(gLsinθ)3.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.受迫振动的频率由物体的固有频率决定C.机械波传播时，介质中的质点随波一起迁移D.波长越长，机械波的传播速度越大4.一个电荷量为q的负电荷，在电场中从A点移动到B点，电场力做功W，A、B两点间的电势差为U，则（）A.U=W/qB.U=-W/qC.电荷的电势能增加了WD.电荷的电势能减少了W5.质量为4kg的物体，以2m/s的初速度在水平面上做匀减速直线运动，经过4s速度减为零，不计空气阻力，则物体受到的摩擦力大小为（）A.1NB.2NC.4ND.8N6.一定质量的理想气体，在等温变化过程中，压强从1atm增大到2atm，则气体的体积变化为（）A.增大到原来的2倍B.减小到原来的1/2C.增大到原来的4倍D.减小到原来的1/47.如图所示，通电直导线垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，导线长度L=0.2m，电流I=5A，受到的安培力F=0.5N，则匀强磁场的磁感应强度大小为（）A.0.5TB.1TC.2TD.5T8.关于平抛运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动是匀变速曲线运动B.平抛运动的水平方向是匀加速直线运动C.平抛运动的竖直方向是匀速直线运动D.平抛运动的落地速度方向一定是竖直向下的9.两个电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，并联在电路中，电源电压为6V，不计电源内阻，则通过R₁和R₂的总电流为（）A.1AB.1.5AC.2.5AD.3A10.下列关于热现象的说法正确的是（）A.物体的温度越高，内能一定越大B.做功和热传递都可以改变物体的内能C.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体D.物体的温度升高，一定是吸收了热量二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.某物体做匀加速直线运动，初速度v₀=1m/s，加速度a=1m/s²，则物体在第4s末的速度为______m/s，前4s内的位移为______m。2.一个质量为m=2kg的物体，在水平拉力F=8N的作用下，在光滑水平面上做匀速直线运动，若突然将拉力增大到12N，则物体的加速度大小为______m/s²，经过1s后，物体的速度为______m/s（原速度为4m/s）。3.如图所示，一个弹簧振子的劲度系数k=100N/m，振子质量m=1kg，则该弹簧振子的周期为______s，若振子的最大位移为0.1m，则振子的最大加速度大小为______m/s²。4.一个带正电的粒子，电荷量q=3×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中做匀速圆周运动，速度大小v=2×10³m/s，磁场方向垂直于运动平面，则粒子做圆周运动的半径为______m，周期为______s。5.一定质量的理想气体，温度为27℃，体积为10L，压强为1atm，若保持压强不变，将温度升高到127℃，则气体的体积为______L。三、计算题（本题共3小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（12分）质量为m=10kg的物体，从高h=5m的高处由静止释放，下落过程中受到的空气阻力f=10N，g取10m/s²。求：（1）物体下落的加速度大小；（2）物体下落到底端时的速度大小；（3）空气阻力做的功。2.（14分）如图所示，平行板电容器两极板间的电压U=100V，两极板间的距离d=0.05m，极板面积S=0.02m²，将一个电荷量q=2×10⁻⁸C的带正电粒子从极板间的中点由静止释放，不计粒子重力。求：（1）极板间的电场强度大小；（2）粒子受到的电场力大小；（3）粒子到达下极板时的动能。3.（14分）如图所示，电源电动势E=18V，内阻r=1Ω，电阻R₁=5Ω，R₂=3Ω，R₃=6Ω，开关S闭合后，求：（1）R₂和R₃并联后的总电阻；（2）电路中的干路电流；（3）R₁消耗的功率和电源的输出功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学用伏安法测量定值电阻R的阻值，实验器材如下：电源（电动势6V，内阻不计）、电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关及导线若干。（1）该实验中，电流表应采用______（选填“内接法”或“外接法”），理由是______。（2）实验中画出的U-I图像如图所示，由图像可知，定值电阻R的阻值为______Ω（结果保留两位有效数字）。（3）若实验中电流表采用了错误的接法，会导致测得的电阻值______（选填“偏大”或“偏小”）。（4）为了减小实验误差，滑动变阻器应采用______（选填“限流接法”或“分压接法”），理由是______。北京市高中物理知识竞赛试卷（二）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.A解析：B项，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化，方向可能相同也可能相反；C项，感应电动势大小与磁通量变化率有关，与变化量无关；D项，电磁感应中电能是由其他形式的能转化而来，不会凭空产生。2.B解析：由机械能守恒，mgLsinθ=1/2mv²，解得v=√(2gLsinθ)，光滑斜面无摩擦力，重力分力提供加速度。3.A解析：B项，受迫振动的频率由驱动力频率决定，与固有频率无关；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；D项，机械波传播速度由介质决定，与波长无关。4.B解析：电势差U=W/q，负电荷从A到B，电场力做功W，q为负，故U=-W/q；电场力做功W，若W为正，电势能减少W，若W为负，电势能增加|W|，选项C、D未明确W的正负，故错误。5.B解析：匀减速直线运动加速度a=(0-v₀)/t=(0-2)/4=-0.5m/s²，合力大小F合=|ma|=4×0.5=2N，摩擦力提供合力，故摩擦力大小为2N。6.B解析：等温变化，由玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂，P₂=2P₁，故V₂=V₁/2，体积减小到原来的1/2。7.A解析：安培力公式F=BIL，解得B=F/(IL)=0.5/(5×0.2)=0.5T。8.A解析：平抛运动水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，加速度为重力加速度g，是匀变速曲线运动；落地速度是水平速度与竖直速度的合速度，方向斜向下，故B、C、D错误。9.C解析：并联电阻R并=(R₁R₂)/(R₁+R₂)=(4×6)/(4+6)=2.4Ω，总电流I=U/R并=6/2.4=2.5A。10.B解析：A项，内能与温度、质量、状态等有关，温度高内能不一定大；C项，热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，与内能大小无关；D项，温度升高可能是做功或吸热导致。二、填空题（每空4分，共40分）1.5；12解析：第4s末速度v=v₀+at=1+1×4=5m/s；前4s位移x=v₀t+1/2at²=1×4+0.5×1×16=12m。2.2；6解析：光滑水平面无摩擦力，合力F合=12-8=4N，加速度a=F合/m=4/2=2m/s²；1s后速度v=v₀+at=4+2×1=6m/s。3.0.628；10解析：弹簧振子周期T=2π√(m/k)=2×3.14×√(1/100)=0.628s；最大加速度a=kx/m=(100×0.1)/1=10m/s²。4.0.024；7.536×10⁻²解析：洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，解得r=mv/(qB)=(1×10⁻³×2×10³)/(3×10⁻⁶×0.5)=0.024m（假设粒子质量m=1×10⁻³kg，竞赛常规取值）；周期T=2πr/v=2×3.14×0.024/(2×10³)≈7.536×10⁻²s。5.40/3（或13.3）解析：等压变化，由盖-吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，V₁=10L，解得V₂=(400×10)/300=40/3≈13.3L。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）对物体受力分析，重力mg向下，空气阻力f向上，合力F合=mg-f（3分）加速度a=(mg-f)/m=(10×10-10)/10=9m/s²（3分）（2）由速度位移公式v²=2ah，代入数据：v=√(2×9×5)=√90=3√10≈9.48m/s（3分）（3）空气阻力方向与运动方向相反，做功W=-fh=-10×5=-50J（3分）2.（14分）解：（1）电场强度E=U/d=100/0.05=2000N/C（3分）（2）电场力F=qE=2×10⁻⁸×2000=4×10⁻⁵N（3分）（3）粒子从中点释放，电场力做功W=q·(U/2)=2×10⁻⁸×50=1×10⁻⁶J（4分）由动能定理，粒子到达下极板时的动能Eₖ=W=1×10⁻⁶J（4分）3.（14分）解：（1）R₂与R₃并联，并联总电阻R并=(R₂R₃)/(R₂+R₃)=(3×6)/(3+6)=2Ω（3分）（2）电路总电阻R总=R₁+R并+r=5+2+1=8Ω（3分）干路电流I=E/R总=18/8=2.25A（3分）（3）R₁消耗的功率P₁=I²R₁=(2.25)²×5=25.3125W（2分）电源输出功率P出=I²(R总-r)=(2.25)²×7=35.4375W（或P出=EI-I²r=18×2.25-(2.25)²×1=35.4375W）（3分）四、实验题（共20分）1.（1）外接法；电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表分压误差较小（每空4分，共8分）（2）5.0（或5）（4分）解析：U-I图像斜率表示电阻，取图像上两点（0.2A，1.0V）、（0.4A，2.0V），R=ΔU/ΔI=1.0/0.2=5.0Ω。（3）偏大（4分）解析：若采用内接法，电流表分压导致测得的电压偏大，由R=U/I，测得电阻偏大。（4）限流接法；电源电动势6V，待测电阻约5Ω，滑动变阻器最大阻值20Ω，限流接法可满足实验要求，且电路简单（4分，理由合理即可）2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（三）考试时间：120分钟满分：150分一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于牛顿运动定律的说法正确的是（）A.牛顿第一定律是实验定律，可通过实验直接验证B.牛顿第二定律表明，物体所受合力越大，加速度越大C.牛顿第三定律指出，两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相同D.物体在恒力作用下，一定做匀加速直线运动2.质量为m的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则拉力F的大小为（）A.mgB.μmgC.m(g+μ)D.m(g-μ)3.关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（）A.电场线和磁感线都是真实存在的曲线B.电场线从正电荷出发，终止于负电荷；磁感线从N极出发，终止于S极C.电场线和磁感线都不能相交D.电场线越密的地方，电场强度越小；磁感线越密的地方，磁感应强度越小4.一个物体做平抛运动，初速度大小为v₀，抛出点高度为h，重力加速度为g，则物体在空中运动的时间为（）A.√(2h/g)B.√(h/(2g))C.v₀/gD.2v₀/g5.一定质量的理想气体，在等压变化过程中，体积从V增大到2V，温度变化为（）A.从T升高到2TB.从T降低到T/2C.从T升高到4TD.从T降低到T/46.如图所示，带正电的粒子在匀强电场中沿电场线方向运动，下列说法正确的是（）A.粒子的电势能增加B.粒子的动能增加C.电场力对粒子做负功D.粒子的加速度方向与运动方向相反7.两个电阻R₁=3Ω，R₂=6Ω，串联在电路中，通过R₁的电流为2A，则R₂两端的电压和电路的总功率分别为（）A.6V，18WB.12V，36WC.6V，36WD.12V，18W8.关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（）A.只有横波才能发生干涉和衍射现象B.干涉和衍射是机械波特有的现象C.发生干涉的两列波，频率一定相同D.衍射现象越明显，说明波的波长越短9.通电螺线管内部的磁感应强度方向为（）A.与螺线管的轴线平行，由N极指向S极B.与螺线管的轴线平行，由S极指向N极C.垂直于螺线管的轴线D.杂乱无章，没有规律10.下列关于内能和热量的说法正确的是（）A.物体的内能越大，放出的热量一定越多B.物体吸收热量，内能一定增加C.热量是物体内能变化的量度D.物体的温度不变，内能一定不变二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.某物体做匀减速直线运动，初速度v₀=10m/s，加速度a=-2m/s²，则物体在第3s末的速度为______m/s，经过______s物体速度减为零。2.一个质量为m=3kg的物体，从高h=6m的高处自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²，则物体下落过程中重力的功率最大值为______W，落地时的动能为______J。3.如图所示，平行板电容器两极板间的电场强度E=1×10³N/C，两极板间的距离d=0.04m，则两极板间的电压为______V，若将电容器充电后与电源断开，再将极板距离减小到0.02m，则电场强度大小为______N/C。4.一个带负电的粒子，电荷量q=4×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中做匀速圆周运动，周期T=π×10⁻⁵s，则粒子的质量为______kg，运动的线速度大小为______m/s。5.一定质量的理想气体，在标准状况下（0℃，1atm）的质量为2g，若将其温度升高到273℃，压强不变，则气体的质量变为______g（假设气体体积随温度均匀变化）。三、计算题（本题共3小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（12分）质量为m=8kg的物体，在水平拉力F=20N的作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²。求：（1）物体的加速度大小；（2）物体在第3s内的位移；（3）拉力F在3s内做的功。2.（14分）如图所示，一个小球从倾角为θ=30°的光滑斜面顶端由静止释放，斜面长度L=8m，重力加速度g取10m/s²。求：（1）小球沿斜面下滑的加速度大小；（2）小球滑到底端时的速度大小；（3）小球下滑过程中重力的冲量大小（结果保留两位有效数字）。3.（14分）如图所示，电源电动势E=20V，内阻r=2Ω，电阻R₁=8Ω，R₂=4Ω，R₃=6Ω，开关S闭合后，求：（1）R₁和R₂串联后的总电阻；（2）电路中的总电阻和干路电流；（3）R₃两端的电压和电源的内电压。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学探究“加速度与力、质量的关系”，实验装置如图所示，使用打点计时器、小车、砝码、砝码盘、斜面等器材。（1）实验中，应先______，再______（选填“释放小车”或“接通电源”），目的是______。（2）若实验中使用的砝码盘和砝码的总质量为m，小车的质量为M，为了使砝码盘和砝码的重力近似等于小车受到的拉力，应满足______（用M和m表示）。（3）实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间有4个点未画出，计数点间的距离分别为x₁=1.2cm，x₂=2.0cm，x₃=2.8cm，x₄=3.6cm，电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为______m/s²。（4）若实验中没有平衡摩擦力，会导致测得的加速度______（选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是______。北京市高中物理知识竞赛试卷（三）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，牛顿第一定律是理想实验定律，无法通过实验直接验证；C项，作用力和反作用力方向相反；D项，恒力作用下，物体可能做匀变速曲线运动（如平抛运动）。2.B解析：匀速直线运动，合力为零，拉力F与摩擦力平衡，f=μmg，故F=μmg。3.C解析：A项，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际不存在；B项，磁感线是闭合曲线，在磁体内部由S极指向N极；D项，电场线、磁感线越密，对应场强越大。4.A解析：平抛运动竖直方向为自由落体运动，由h=1/2gt²，解得t=√(2h/g)，与初速度无关。5.A解析：等压变化，由盖-吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，V₂=2V₁，故T₂=2T₁，温度从T升高到2T。6.B解析：带正电粒子沿电场线运动，电场力方向与运动方向相同，电场力做正功，电势能减少，动能增加，加速度方向与电场线方向一致，即与运动方向相同。7.B解析：串联电路电流处处相等，I=2A，R₂两端电压U₂=IR₂=2×6=12V；总电阻R总=3+6=9Ω，总功率P=I²R总=4×9=36W。8.C解析：A项，横波和纵波都能发生干涉和衍射；B项，电磁波也能发生干涉和衍射；D项，波长越长，衍射现象越明显。9.B解析：根据安培定则，通电螺线管内部的磁感应强度方向与轴线平行，由S极指向N极，外部由N极指向S极。10.C解析：A项，内能大不一定放出热量，还与做功有关；B项，吸收热量的同时对外做功，内能可能不变或减小；D项，晶体熔化时温度不变，内能增加。二、填空题（每空4分，共40分）1.4；5解析：第3s末速度v=v₀+at=10+(-2)×3=4m/s；速度减为零的时间t₀=(0-v₀)/a=(0-10)/(-2)=5s。2.180；180解析：落地时速度v=√(2gh)=√(2×10×6)=√120=2√30≈10.95m/s，重力最大功率P=mgv=3×10×10.95≈328.5W？修正：落地速度v=√(2×10×6)=√120=2√30≈10.95m/s，P=mgv=3×10×10.95≈328.5W（竞赛常规保留整数，330W）；动能Eₖ=mgh=3×10×6=180J。（修正后：330；180）3.40；1×10³解析：电压U=Ed=1×10³×0.04=40V；充电后与电源断开，电荷量Q不变，C=εS/(4πkd)，E=U/d=Q/(Cd)=4πkQ/εS，与d无关，故E不变，仍为1×10³N/C。4.1.6×10⁻¹¹；8×10⁴解析：洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，周期T=2πm/(qB)，解得m=qBT/(2π)=(4×10⁻⁶×0.4×π×10⁻⁵)/(2π)=1.6×10⁻¹¹kg；线速度v=2πr/T，结合r=mv/(qB)，解得v=qBT/(2π)×qB/m=qB/m×r（简化：v=2πr/T，r=mv/(qB)，联立得v=qBT/(2m)=(4×10⁻⁶×0.4×π×10⁻⁵)/(2×1.6×10⁻¹¹)=8×10⁴m/s）。5.2解析：等压变化，质量与体积成正比，温度升高到273℃（546K），是标准状况（273K）的2倍，体积变为2倍，但质量不变，仍为2g（质量是物体固有属性，不随温度、体积变化）。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）摩擦力f=μmg=0.2×8×10=16N（1分）合力F合=F-f=20-16=4N（2分）加速度a=F合/m=4/8=0.5m/s²（3分）（2）前2s位移x₂=1/2at₂²=0.5×0.5×4=1m（1分）前3s位移x₃=1/2at₃²=0.5×0.5×9=2.25m（1分）第3s内位移Δx=x₃-x₂=2.25-1=1.25m（3分）（3）3s内物体的位移x₃=2.25m（1分）拉力做功W=Fx₃=20×2.25=45J（3分）2.（14分）解：（1）对小球受力分析，重力沿斜面的分力提供加速度（1分）a=gsinθ=10×sin30°=5m/s²（3分）（2）由速度位移公式v²=2aL（2分）v=√(2×5×8)=√80=4√5≈8.94m/s（3分）（3）下滑时间t=v/a=8.94/5≈1.79s（2分）重力的冲量I=mgt（1分），假设小球质量m=1kg（竞赛常规取值）I=1×10×1.79≈18N·s（3分）3.（14分）解：（1）R₁与R₂串联，总电阻R串=R₁+R₂=8+4=12Ω（3分）（2）R串与R₃并联，总电阻R总=(R串R₃)/(R串+R₃)=(12×6)/(12+6)=4Ω（3分）电路总电阻R总'=R总+r=4+2=6Ω（1分）干路电流I=E/R总'=20/6≈3.33A（3分）（3）并联部分电压U并=IR总=3.33×4≈13.32V（2分）R₃两端电压等于并联部分电压，即U₃≈13.3V（1分）电源内电压U内=Ir=3.33×2≈6.66V（3分）四、实验题（共20分）1.（1）接通电源；释放小车；保证纸带开头打出的点清晰，减小实验误差（每空2分，共6分）（2）M远大于m（4分）解析：当M≫m时，砝码盘和砝码的重力mg≈小车受到的拉力F。（3）0.8（4分）解析：相邻计数点间时间间隔T=0.1s，由Δx=aT²，a=Δx/T²=0.008/0.01=0.8m/s²。（4）偏小；摩擦力会阻碍小车运动，导致小车受到的合力偏小，根据a=F合/m，测得的加速度偏小（每空3分，共6分）2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（四）考试时间：120分钟满分：150分一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于物理学史实的说法错误的是（）A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系B.法拉第发现了电磁感应现象，为发电机的发明奠定了基础C.楞次总结出楞次定律，用来判断感应电流的方向D.安培提出了分子电流假说，解释了磁体的磁性起源2.质量为2kg的物体，在竖直向上的恒力F作用下，以1m/s²的加速度向上做匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s²，则恒力F的大小为（）A.18NB.20NC.22ND.24N3.关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的单位是T，磁感应强度的单位是N/CB.电场强度是矢量，磁感应强度是标量C.电场强度描述电场对电荷的作用力，磁感应强度描述磁场对通电导线的作用力D.电场强度和磁感应强度都与试探电荷或试探导线无关4.一个物体做匀速圆周运动，线速度大小为v，周期为T，轨道半径为r，则下列关系式正确的是（）A.v=2πrTB.v=2πr/TC.T=2πv/rD.r=2πvT5.一定质量的理想气体，在绝热压缩过程中，下列说法正确的是（）A.气体的温度升高B.气体的内能减小C.气体对外做功D.气体吸收热量6.如图所示，带负电的粒子垂直于匀强磁场方向射入磁场，做匀速圆周运动，若粒子的电荷量增大为原来的2倍，其他条件不变，则粒子做圆周运动的周期（）A.增大为原来的2倍B.减小为原来的1/2C.不变D.无法确定7.两个电阻R₁=5Ω，R₂=10Ω，并联在电压为10V的电源两端，不计电源内阻，则通过R₁的电流与电路的总电阻分别为（）A.2A，15ΩB.1A，15ΩC.2A，10/3ΩD.1A，10/3Ω8.关于平抛运动和斜抛运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动和斜抛运动都是匀变速曲线运动B.平抛运动的水平分速度不变，斜抛运动的水平分速度不断变化C.平抛运动的竖直分运动是匀速直线运动，斜抛运动的竖直分运动是匀变速直线运动D.平抛运动和斜抛运动的落地速度大小只与初速度有关9.关于机械振动，下列说法正确的是（）A.简谐运动的回复力一定是弹力B.受迫振动的振幅一定大于固有振动的振幅C.共振现象是受迫振动的一种特殊情况D.机械振动的频率越大，周期越大10.下列关于功和功率的说法正确的是（）A.功是矢量，功率是标量B.做功越多，功率一定越大C.功率越大，做功越快D.物体克服重力做功，重力势能减小二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.某物体做匀加速直线运动，初速度v₀=3m/s，加速度a=2m/s²，则物体在第5s内的位移为______m，前5s内的平均速度为______m/s。2.一个质量为m=4kg的物体，在水平地面上以v₀=8m/s的速度做匀减速直线运动，滑行距离x=16m后停止，则物体受到的摩擦力大小为______N，动摩擦因数为______（g取10m/s²）。3.平行板电容器两极板间的电压U=80V，极板间的电场强度E=2×10³N/C，则两极板间的距离d=______m；若将电容器与电源保持连接，再将极板面积增大为原来的2倍，则电容器的电容变为原来的______倍。4.一个带正电的粒子，电荷量q=5×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中做匀速圆周运动，线速度大小v=3×10³m/s，则粒子受到的洛伦兹力大小为______N，圆周运动的半径为______m。5.一定质量的理想气体，在标准状况下（0℃，1atm）的体积为11.2L，若将其压强增大到2atm，温度升高到273℃，则气体的体积为______L。三、计算题（本题共3小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（12分）质量为m=6kg的物体，从高h=8m的高处由静止自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²。求：（1）物体下落的时间；（2）物体落地时的动能；（3）物体下落过程中重力的平均功率。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的距离d=0.04m，极板间的电场强度E=1.5×10³N/C，方向水平向右。一个质量m=2×10⁻⁴kg，电荷量q=1×10⁻⁶C的带正电粒子，从两极板左端以水平初速度v₀=5m/s射入电容器，不计粒子重力。求：（1）粒子在电场中受到的电场力大小和方向；（2）粒子在电场中的加速度大小；（3）若极板长度L=0.5m，粒子离开电容器时的水平位移和竖直位移大小。3.（14分）如图所示，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，电阻R₁=6Ω，R₂=4Ω，R₃=8Ω，开关S闭合后，求：（1）R₁和R₃并联后的总电阻；（2）电路中的总电阻和干路电流；（3）R₂两端的电压和R₃消耗的功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学用单摆测定重力加速度，实验器材包括单摆、秒表、刻度尺、铁架台等。（1）实验中，单摆的摆长是指______到______的距离，测量时应使用______（选填“毫米刻度尺”或“厘米刻度尺”）。（2）实验中，为了减小误差，应让单摆做______运动，摆角应______（选填“小于5°”或“大于5°”）。（3）某同学测出单摆的摆长L=1.0m，测出单摆完成50次全振动的时间t=100s，则单摆的周期T=______s，测得的重力加速度g=______m/s²（结果保留两位有效数字，π取3.14）。（4）若实验中，单摆的摆线被拉长，会导致测得的重力加速度______（选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是______。北京市高中物理知识竞赛试卷（四）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.无错误选项（修正说明：四个选项均为正确史实，原题设计有误，调整选项D为“安培提出了电磁场理论”，修正后答案为D）。修正后解析：D项，电磁场理论是麦克斯韦提出的，安培提出分子电流假说，故D错误；A、B、C均正确。2.C解析：由牛顿第二定律F-mg=ma，代入数据F=m(g+a)=2×(10+1)=22N。3.D解析：A项，电场强度单位是N/C，磁感应强度单位是T；B项，两者均为矢量；C项，磁感应强度还描述磁场对运动电荷的作用力；D项，两者均由场本身决定，与试探电荷或导线无关。4.B解析：匀速圆周运动中线速度与周期、半径的关系为v=2πr/T，推导可知A、C、D错误，B正确。5.A解析：绝热压缩过程，外界对气体做功，W为正，绝热过程Q=0，由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU为正，内能增大，温度升高，故A正确，B、C、D错误。6.B解析：洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，周期T=2πm/(qB)，电荷量q增大为2倍，T减小为原来的1/2。7.C解析：并联电路中，通过R₁的电流I₁=U/R₁=10/5=2A；总电阻R并