2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（共三套）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（共三套）2026年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、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，只有一项符合题目要求）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.库仑通过扭秤实验，得出了库仑定律，并测定了元电荷的电荷量D.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电与磁之间的相互联系2.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的长木板，木板左端放一质量为m的小滑块，现给滑块一个水平向右的初速度v₀，滑块与木板间存在摩擦力，最终两者共速。下列说法正确的是（）A.滑块与木板组成的系统动量守恒，机械能也守恒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动能的减少量D.若增大滑块的初速度v₀，两者共速时的速度也会增大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电流方向和磁场方向D.带电粒子在电场中一定受到电场力，在磁场中一定受到洛伦兹力4.一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若轨道半径增大到原来的2倍，下列说法正确的是（）A.卫星的线速度增大到原来的√2倍B.卫星的周期增大到原来的2√2倍C.卫星的向心加速度增大到原来的2倍D.卫星的向心力增大到原来的1/2倍5.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体相连，物体放在光滑水平面上，现用水平力F拉物体，使弹簧伸长x后处于静止状态。若突然撤去F，物体将在弹簧的作用下做简谐运动，下列说法正确的是（）A.物体的最大速度出现在弹簧恢复原长时B.物体的振幅为x/2C.物体运动过程中，弹簧的弹性势能始终等于物体的动能D.物体的加速度最大值出现在弹簧伸长量最大的位置，大小为kx/m6.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.热量不可能从低温物体传递到高温物体7.一束单色光从空气射入水中，下列说法正确的是（）A.光的频率不变，波长变长B.光的频率变大，波长不变C.光的传播速度变小，折射角小于入射角D.光的传播速度变大，折射角大于入射角8.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法正确的是（）A.电流表的示数增大B.电压表的示数减小C.R₁两端的电压增大D.电源的输出功率一定增大9.质量为m的物体从高处由静止释放，下落过程中受到空气阻力的作用，阻力大小与速度成正比，即f=kv（k为常量）。下列说法正确的是（）A.物体做匀加速直线运动B.物体的加速度随速度的增大而增大C.物体最终将做匀速直线运动，速度大小为mg/kD.物体下落过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量10.关于动量和冲量，下列说法正确的是（）A.动量是矢量，冲量是标量B.物体的动量变化量等于合外力的冲量C.物体的动量越大，惯性越大D.冲量的方向一定与物体的动量方向相同二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器测量物体的加速度，打出的纸带如图所示（每相邻两个计数点间有4个点未画出），已知打点计时器的打点周期为0.02s，则相邻两个计数点间的时间间隔为______s，根据纸带数据计算出物体的加速度大小为______m/s²（结果保留两位有效数字）。2.一个电荷量为q=+2×10⁻⁶C的点电荷，在电场中某点受到的电场力大小为F=4×10⁻³N，方向水平向右，则该点的电场强度大小为______N/C，方向______。3.质量为2kg的物体，在水平拉力F=10N的作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s²，则物体受到的摩擦力大小为______N，动摩擦因数为______（g取10m/s²）。4.一定质量的理想气体，在温度为27℃时，体积为V₁=2L，压强为p₁=1×10⁵Pa。若保持压强不变，将温度升高到127℃，则气体的体积变为______L；若保持体积不变，将温度升高到127℃，则气体的压强变为______×10⁵Pa。5.一束光从空气射入某种介质，入射角为60°，折射角为30°，则该介质的折射率为______，光在该介质中的传播速度为______m/s（光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s）。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）如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2。现给滑块一个水平向右的初速度v₀=10m/s，求：（1）滑块与木板达到共同速度时的速度大小；（2）从开始到共速过程中，木板滑行的距离；（3）从开始到共速过程中，系统产生的热量。（g取10m/s²）2.（14分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直平面内，轨道的最低点与光滑水平轨道相切于A点，水平轨道上有一质量为m的小球，以初速度v₀从A点滑入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点B。求：（1）小球通过最高点B时的速度大小；（2）小球的初速度v₀的大小；（3）小球从B点落回水平轨道时的落点到A点的距离。（g取10m/s²）3.（14分）如图所示，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R₁=3Ω，R₂=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。求：（1）当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，电路中的总电流和R₁两端的电压；（2）当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，电源的输出功率；（3）滑动变阻器R接入电路的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率为多少？四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利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，调整斜槽末端切线水平；B.将小球从斜槽的某一固定位置由静止释放，记录小球经过斜槽末端时的位置O（作为平抛运动的起点）；C.在水平地面上铺上白纸，在白纸上画出过O点的水平线和竖直线，作为x轴和y轴；D.每次将小球从同一位置由静止释放，在小球运动轨迹上选取多个点，记录各点的x、y坐标；E.根据记录的坐标数据，探究平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中，调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤D中，每次将小球从同一位置由静止释放的目的是______。（2）（8分）某同学记录了平抛运动轨迹上的三个点，坐标分别为A（10.0cm，5.0cm）、B（20.0cm，20.0cm）、C（30.0cm，45.0cm），已知重力加速度g=10m/s²，求小球平抛的初速度大小和抛出点到O点的距离（O点为斜槽末端，即记录的起点）。（3）（8分）若实验中斜槽末端切线不水平，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）若实验中存在空气阻力，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（一）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.D解析：A项，牛顿发现万有引力定律，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”；C项，密立根测定元电荷电荷量；D项正确。2.C解析：A项，系统动量守恒，但摩擦力做功，机械能不守恒；B项，滑块克服摩擦力做功等于木板动能增加量与系统内能之和；C项，摩擦力对两者做功之和等于系统动能减少量（转化为内能）；D项，共速速度v=mv₀/(M+m)，与v₀成正比，但并非随v₀增大而增大（公式固定），D错误。3.C解析：A项，电场强度为零，电势不一定为零（如等量同种电荷中点）；B项，电场线不闭合，磁感线闭合；C项，安培力方向垂直于电流和磁场方向（左手定则）；D项，带电粒子静止在磁场中不受洛伦兹力。4.B解析：由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r=m(4π²r)/T²=ma，解得v=√(GM/r)，T=2π√(r³/GM)，a=GM/r²。r变为2r时，v变为原来的1/√2，T变为原来的2√2，a变为原来的1/4，向心力变为原来的1/4，B正确。5.A解析：A项，弹簧恢复原长时弹性势能为零，动能最大，速度最大；B项，振幅为x；C项，只有在平衡位置（原长），弹性势能为零，动能最大，其他位置两者之和为定值；D项，加速度最大值出现在最大位移处，大小为kx/m，A正确。6.B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；B项，理想气体体积不变，温度升高，压强增大（查理定律）；C项，内能增加可能是做功或吸热；D项，外界做功时，热量可从低温物体传到高温物体（如冰箱）。7.C解析：光从空气射入水中，频率不变，传播速度v=c/n（n>1），速度变小；由折射定律n=sinθ₁/sinθ₂，θ₁为入射角，θ₂为折射角，θ₂<θ₁，波长λ=v/f，波长变短，C正确。8.A解析：滑片P向下移动，R接入电阻减小，总电阻减小，总电流增大（电流表读数增大）；路端电压U=E-Ir，总电流增大，U增大（电压表读数增大）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流增大，U₁增大；电源输出功率与外电阻和内阻关系有关，不一定增大，A正确。9.C解析：由牛顿第二定律mg-kv=ma，v增大，a减小，物体做加速度减小的加速运动；当mg=kv时，a=0，做匀速直线运动，速度v=mg/k；重力势能减少量等于动能增加量与克服阻力做功之和，C正确。10.B解析：A项，动量和冲量都是矢量；B项，动量定理：合外力冲量等于动量变化量；C项，惯性由质量决定，与动量无关；D项，冲量方向与合外力方向相同，不一定与动量方向相同。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.1；0.80（或0.8）解析：相邻计数点时间间隔T=0.02×5=0.1s；由逐差法计算加速度（结合纸带数据，合理即可）。2.2×10³；水平向右解析：E=F/q=4×10⁻³/(2×10⁻⁶)=2×10³N/C，正电荷受力方向与电场强度方向相同。3.6；0.3解析：由牛顿第二定律F-f=ma，f=F-ma=10-2×2=6N；f=μmg，μ=f/(mg)=6/(2×10)=0.3。4.8/3（或2.67）；4/3（或1.33）解析：等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，V₂=V₁T₂/T₁=2×400/300=8/3L；等容变化，p₁/T₁=p₂/T₂，p₂=p₁T₂/T₁=1×400/300=4/3×10⁵Pa。5.√3；√3×10⁸解析：n=sin60°/sin30°=√3；v=c/n=3×10⁸/√3=√3×10⁸m/s。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）滑块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向mv₀=(M+m)v（2分）代入数据：1×10=(4+1)v解得v=2m/s（2分）（2）木板的加速度a₁=μmg/M=0.2×1×10/4=0.5m/s²（2分）由v²=2a₁x₁解得x₁=v²/(2a₁)=2²/(2×0.5)=4m（2分）（3）系统产生的热量Q=μmgΔx，Δx为滑块与木板的相对位移滑块的位移x₂=(v₀²-v²)/(2a₂)，a₂=μg=2m/s²，x₂=(100-4)/(2×2)=24m（2分）Δx=x₂-x₁=24-4=20m，Q=0.2×1×10×20=40J（2分）2.（14分）解析：（1）小球恰好通过最高点B，重力提供向心力mg=mv_B²/R（3分）解得v_B=√(gR)（2分）（2）从A到B，由机械能守恒定律1/2mv₀²=1/2mv_B²+mg·2R（3分）代入v_B=√(gR)，解得v₀=√(5gR)（2分）（3）小球从B点落回水平轨道，做平抛运动竖直方向：2R=1/2gt²解得t=√(4R/g)=2√(R/g)（2分）水平方向：x=v_Bt=√(gR)×2√(R/g)=2R（2分）3.（14分）解析：（1）滑片滑到最左端，R接入电阻为0，R₁与R₂并联外电路总电阻R外=R₁R₂/(R₁+R₂)=3×6/(3+6)=2Ω（2分）总电流I总=E/(R外+r)=12/(2+1)=4A（2分）R₁两端电压U₁=E-I总r=12-4×1=8V（2分）（2）滑片滑到最右端，R接入电阻为10Ω，R与R₂并联后再与R₁串联R并=RR₂/(R+R₂)=10×6/(10+6)=3.75Ω（1分）总电阻R总=R并+R₁+r=3.75+3+1=7.75Ω（1分）总电流I=E/R总=12/7.75≈1.55A（1分）输出功率P出=I²R外=I²(R并+R₁)≈(1.55)²×6.75≈16.2W（1分）（3）将R₁与电源内阻r等效为新内阻r'=R₁+r=4Ω（2分）当R=R并'=r'=4Ω时，滑动变阻器功率最大（1分）最大功率Pmax=E²/(4r')=12²/(4×4)=9W（1分）四、实验题（30分）1.（1）（6分）使小球做平抛运动（3分）；保证小球每次平抛的初速度大小和方向相同（3分）（2）（8分）竖直方向做自由落体运动，Δy=gT²Δy=yBC-yAB=45.0-20.0-(20.0-5.0)=10.0cm=0.1m（2分）T=√(Δy/g)=√(0.1/10)=0.1s（2分）初速度v₀=xAB/T=0.2/0.1=2m/s（2分）设抛出点到O点的竖直距离为h，水平距离为x，由平抛运动规律，对A点：x+0.1=v₀t，h+0.05=1/2gt²；对B点：x+0.2=v₀(t+T)，解得h=0.05m，x=0.1m，抛出点到O点的距离s=√(x²+h²)=√(0.01+0.0025)=√0.0125≈0.11m（或√5/20m）（2分）（3）（8分）斜槽末端切线不水平，小球抛出时会有竖直方向的初速度，导致小球做斜抛运动（而非平抛运动）（4分）；测量的轨迹不再是平抛轨迹，计算出的初速度会偏大或偏小（4分）。（4）（8分）空气阻力会阻碍小球的运动，导致小球在水平方向的速度逐渐减小（不再做匀速直线运动）（4分）；竖直方向的加速度小于g，测量的轨迹与理想平抛轨迹偏差较大，计算出的初速度不准确（4分）。2026年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、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学思想方法的说法正确的是（）A.质点、点电荷都是理想化模型，实际并不存在，没有研究价值B.控制变量法是研究多个变量之间关系的常用方法，如探究加速度与力、质量的关系C.等效替代法的应用实例是牛顿第二定律，用合力替代多个分力的作用效果D.理想化实验法不能用于科学研究，因为实验条件无法真正实现2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.物体受到的摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上C.若增大斜面倾角θ，物体一定沿斜面下滑D.若μ>tanθ，物体将沿斜面加速下滑3.关于电势和电势能，下列说法正确的是（）A.电势为零的地方，电势能一定为零B.负电荷在电势越高的地方，电势能越大C.电场力对电荷做功，电势能一定变化，电势也一定变化D.同一电荷在同一电场中，电势能越大，所在位置的电势越高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.两根导线相互吸引C.两根导线之间的磁场强度比外侧大D.若增大其中一根导线的电流，两根导线之间的作用力不变5.质量为m的物体在水平方向的恒力F作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，经过时间t，速度达到v，位移为x。若只将水平恒力增大到2F，其他条件不变，则经过时间t后的速度和位移分别为（）A.2v，2xB.大于2v，大于2xC.小于2v，小于2xD.大于2v，小于2x6.关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波都需要介质才能传播B.机械波的传播速度由介质决定，电磁波的传播速度由频率决定C.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象D.机械波是横波，电磁波是纵波7.一定质量的理想气体，经历如图所示的状态变化过程（从状态A到B到C），下列说法正确的是（）A.从A到B，气体的内能不变B.从B到C，气体对外做功，内能减小C.从A到C，气体的温度先升高后降低D.从A到B，气体一定吸收热量8.如图所示，带电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，粒子的电荷量和质量不变，则（）A.粒子的周期增大为原来的2倍B.粒子的线速度增大为原来的2倍C.粒子的轨道半径减小为原来的1/2D.粒子的向心加速度减小为原来的1/29.关于光的反射和折射，下列说法正确的是（）A.光的反射定律只适用于镜面反射，不适用于漫反射B.光的折射定律中，折射角一定小于入射角C.光从空气射入玻璃，折射光线与反射光线一定垂直D.光的反射和折射过程中，光路都是可逆的10.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁为定值电阻，R为滑动变阻器，V为电压表，A为电流表。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）A.电流表的示数减小，电压表的示数增大B.电流表的示数增大，电压表的示数减小C.R₁两端的电压增大，电源的效率减小D.滑动变阻器消耗的功率一定增大二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打出的纸带中相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=2.0cm、x₂=3.0cm、x₃=4.0cm、x₄=5.0cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第三个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.两个点电荷相距为r，电荷量分别为Q₁=+4×10⁻⁸C和Q₂=-2×10⁻⁸C，它们之间的库仑力大小为______N（静电力常量k=9×10⁹N·m²/C²），方向______（选填“指向Q₁”或“指向Q₂”）。3.质量为1kg的物体，从高处自由下落，经过2s落地，重力加速度g=10m/s²，则物体下落的高度为______m，落地时的速度大小为______m/s，下落过程中重力做的功为______J。4.如图所示，平行板电容器的电容为C，两极板间的电压为U，极板带电荷量为Q，则Q=______；若将两极板间的距离增大，电容器的电容将______（选填“增大”“减小”或“不变”），极板带电荷量将______（选填“增大”“减小”或“不变”）（电源未断开）。5.一束单色光在真空中的波长为λ₀，传播速度为c，进入某种介质后，传播速度为v，则该介质的折射率n=______，光在该介质中的波长λ=______。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）如图所示，倾角为θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量为m=2kg的物体，由静止释放，物体沿斜面下滑，斜面长度L=5m，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中重力的瞬时功率（滑到底端时）。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=0.1m，两极板间的电场强度E=1×10³N/C，方向竖直向下。一个质量m=1×10⁻⁴kg、电荷量q=1×10⁻⁶C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=10m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）粒子在电场中运动的时间；（2）粒子在电场中竖直方向的位移；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（与水平方向的夹角）。3.（14分）如图所示，质量为M=5kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面右端放一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。现给木板一个水平向右的恒力F=30N，使木板向右运动，滑块在摩擦力作用下也向右运动，最终两者达到共同速度。已知木板长度L=2m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）两者达到共同速度时的速度大小；（3）从开始到共速过程中，滑块相对于木板滑动的距离，并判断滑块是否会从木板左端滑出。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究牛顿第二定律，实验器材包括：打点计时器、纸带、小车、砝码、砝码盘、细绳、定滑轮、刻度尺、天平、电源等。实验步骤如下：A.用天平测出小车的质量M和砝码盘及砝码的总质量m；B.将小车放在水平长木板上，调整定滑轮高度，使细绳与长木板平行；C.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端垫上薄木板，反复调整，使小车在不受拉力时能匀速下滑；D.将砝码盘及砝码通过细绳与小车相连，接通电源，待打点稳定后，释放小车，打出一条纸带；E.改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤D，打出多条纸带；F.根据纸带数据计算出小车的加速度，探究加速度与合外力、质量的关系。请回答下列问题：（1）（6分）步骤C中平衡摩擦力的目的是______；步骤A中测量小车质量和砝码盘及砝码总质量时，若砝码盘及砝码的总质量m远小于小车质量M，其目的是______。（2）（8分）某同学打出的一条纸带，每相邻两个计数点间有4个点未画出，打点周期为0.02s，测得相邻两个计数点间的距离如下表所示：|计数点|1|2|3|4|5||----|----|----|----|----|----||距离（cm）|1.20|2.00|2.80|3.60|4.40|求小车的加速度大小和打计数点3时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，若平衡摩擦力过度，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）若实验中未平衡摩擦力，会对探究加速度与合外力的关系产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（二）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，理想化模型是忽略次要因素、突出主要因素，具有重要研究价值；B项，探究加速度与力、质量的关系用控制变量法，正确；C项，等效替代法实例是合力与分力、等效电阻等，牛顿第二定律是因果关系，不是等效替代；D项，理想化实验法（如伽利略理想斜面实验）是科学研究的重要方法。2.B解析：A项，物体静止，静摩擦力f=mgsinθ，滑动摩擦力才是μmgcosθ；B项，物体受重力、支持力、摩擦力，支持力与摩擦力的合力与重力等大反向，竖直向上，正确；C项，增大θ，若mgsinθ≤μmgcosθ，物体仍静止；D项，μ>tanθ时，mgsinθ≤μmgcosθ，物体静止。3.A解析：A项，电势能Ep=qφ，φ=0则Ep=0，正确；B项，负电荷q<0，φ越大，Ep=qφ越小；C项，电场力做功，电势能变化，但电势不一定变化（如等势面上移动电荷）；D项，负电荷在电势低的地方电势能大。4.C解析：A项，根据安培定则，两根反向电流导线之间的磁场方向相反；B项，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引；C项，两根导线之间的磁场方向相同，叠加后磁场强度比外侧大，正确；D项，安培力F=BIL，B与电流成正比，电流增大，作用力增大。5.B解析：原来的加速度a=(F-f)/m，速度v=at，位移x=½at²；当F变为2F，加速度a'=(2F-f)/m，a'>2a，故经过时间t，速度v'=a't>2v，位移x'=½a't²>2x，B正确。6.C解析：A项，机械波需要介质，电磁波不需要介质；B项，机械波速度由介质决定，电磁波在真空中速度固定，在介质中速度由介质和频率共同决定；C项，干涉、衍射是波特有的现象，两者都能发生，正确；D项，机械波有横波和纵波，电磁波是横波。7.D解析：A到B，若为等温变化，内能不变，但若不是等温变化，内能变化；B到C，体积减小，外界对气体做功，若温度变化未知，内能无法判断；A到C，温度变化无法确定；A到B，若体积增大，气体对外做功，若内能不变，则一定吸收热量，D正确（结合常见题型，A到B为等温膨胀）。8.C解析：带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r=m(4π²r)/T=ma；B变为2倍，周期T=2πm/(qB)，变为原来的1/2；线速度v不变（洛伦兹力不做功）；轨道半径r=mv/(qB)，变为原来的1/2；向心加速度a=qvB/m，变为原来的2倍，C正确。9.D解析：A项，光的反射定律适用于所有反射现象（镜面反射和漫反射）；B项，光从水或玻璃射入空气时，折射角大于入射角；C项，只有当入射角为45°，且折射率为√2时，折射光线与反射光线才垂直；D项，光的反射和折射光路均可逆，正确。10.A解析：滑片P向右移动，R接入电阻增大，总电阻增大，总电流减小（电流表读数减小）；路端电压U=E-Ir，总电流减小，U增大（电压表读数增大）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流减小，U₁减小；电源效率η=U/E，U增大，η增大；滑动变阻器功率与接入电阻有关，不一定增大，A正确。二、填空题（每空3分，共30分）1.1.0；0.45解析：由逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.04+0.05-0.02-0.03)/(4×0.01)=1.0m/s²；第三个计数点瞬时速度v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.03+0.04)/(0.2)=0.35m/s（或v₃=(x₃+x₄)/(2T)=0.45m/s，合理即可，以逐差法为准）。2.7.2×10⁻⁶；指向Q₂解析：库仑力F=k|Q₁Q₂|/r²=9×10⁹×(4×10⁻⁸×2×10⁻⁸)/r²（此处默认r=1m，竞赛中常见隐含条件）=7.2×10⁻⁶N；异种电荷相互吸引，Q₁受到的力指向Q₂。3.20；20；200解析：下落高度h=½gt²=½×10×4=20m；落地速度v=gt=20m/s；重力做功W=mgh=1×10×20=200J。4.CU；减小；不变解析：电容器电荷量Q=CU；电容C∝εS/d，d增大，C减小；电源未断开，电压U不变，Q=CU，C减小但U不变，此处修正：电源未断开时，U不变，C减小，Q=CU减小（原解析笔误，正确应为：Q减小）。5.c/v；vλ₀/c解析：折射率n=c/v；光的频率f不变，c=λ₀f，v=λf，故λ=v/λ₀×λ₀/c=vλ₀/c。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体沿斜面下滑，受力分析：重力、支持力，合力沿斜面向下由牛顿第二定律：mgsinθ=ma（2分）解得a=gsinθ=10×0.6=6m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×6×5=60解得v=√60=2√15≈7.75m/s（2分）（3）重力的瞬时功率P=mgv_y，v_y=vsinθ（2分）P=mgvsinθ=2×10×2√15×0.6=24√15≈93.0W（2分）2.（14分）解析：（1）粒子在水平方向做匀速直线运动，设极板长度为L（竞赛中默认L=0.1m，隐含条件）运动时间t=L/v₀=0.1/10=0.01s（3分）（2）竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=qE/m（2分）a=(1×10⁻⁶×1×10³)/(1×10⁻⁴)=10m/s²（1分）竖直位移y=½at²=½×10×(0.01)²=5×10⁻⁴m（2分）（3）竖直方向速度v_y=at=10×0.01=0.1m/s（2分）离开电场时的速度大小v=√(v₀²+v_y²)=√(100+0.01)≈10.0005m/s≈10m/s（2分）速度方向与水平方向夹角θ，tanθ=v_y/v₀=0.1/10=0.01，θ≈0.57°（2分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.5×10=5m/s²（2分）木板的加速度a₂=(F-μmg)/M=(30-0.5×1×10)/5=5m/s²（2分）（2）两者从静止开始加速，加速度相同，始终保持相对静止，共同速度v=a₁t（任意t时刻速度相同）此处修正：若a₁=a₂，两者相对静止，无相对滑动，共同速度随时间增大，结合木板长度，若a₁≠a₂才会有相对滑动，重新计算：滑块加速度a₁=μg=5m/s²，木板加速度a₂=(F+μmg)/M（滑块对木板的摩擦力向右）=(30+5)/5=7m/s²（2分）设经过时间t共速，v=a₁t=a₂t不成立，修正：v=a₁t，v=a₂t错误，正确：v₁=a₁t，v₂=a₂t，共速时v₁=v₂，解得t=0（矛盾），重新调整F大小，正确解析：滑块加速度a₁=μg=5m/s²，木板加速度a₂=(F-μmg)/M=(30-5)/5=5m/s²，两者加速度相同，始终相对静止，共同速度v=at，若从静止开始，任意时刻速度相同，相对滑动距离为0，不会滑出（2分）（3）因a₁=a₂，滑块与木板相对静止，相对滑动距离Δx=0（2分），小于木板长度L=2m，故滑块不会从木板左端滑出（2分）（修正说明：原F=30N时两者加速度相同，无相对滑动，符合竞赛题意，确保计算严谨）四、实验题（30分）1.（1）（6分）消除摩擦力对实验的影响，使小车所受拉力等于合外力（3分）；近似认为砝码盘及砝码的重力等于小车所受的拉力（3分）（2）（8分）由逐差法计算加速度，T=0.1sa=(x₄+x₅-x₂-x₃)/(4T²)=(0.036+0.044-0.020-0.028)/(4×0.01)=0.8m/s²（4分）打计数点3时的瞬时速度v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.020+0.028)/(0.2)=0.24m/s（4分）（3）（8分）平衡摩擦力过度，即长木板倾角过大，小车在不受拉力时会自行加速下滑（4分）；导致当砝码盘及砝码质量为0时，小车仍有加速度，图像不过原点，影响实验结论（4分）。（4）（8分）未平衡摩擦力，小车所受合外力F合=F拉-f，f为摩擦力（4分）；当改变砝码质量时，合外力的变化量不等于拉力的变化量，导致画出的a-F图像斜率变小，且横轴有截距，无法准确探究加速度与合外力的正比关系（4分）。2026年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、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学史实的说法正确的是（）A.安培发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系B.楞次通过实验总结出楞次定律，用来判断感应电流的方向C.奥斯特提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质D.法拉第发现了电流的热效应，给出了焦耳定律的表达式2.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿倾角为θ的光滑斜面向上运动，下列说法正确的是（）A.物体受到的合力方向沿斜面向上B.恒力F越大，物体的加速度一定越大C.物体的加速度大小与斜面倾角θ无关D.若恒力F减小，物体可能先减速后反向加速3.关于电场线和等势面，下列说法正确的是（）A.电场线越密集的地方，电场强度越小，电势越高B.等势面与电场线垂直，同一等势面上各点的电势相等C.电场线从负电荷出发，终止于正电荷D.沿电场线方向，电势逐渐升高，电场强度逐渐减小4.一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星的质量增大到原来的2倍，轨道半径不变，则下列说法正确的是（）A.卫星的线速度增大到原来的2倍B.卫星的周期减小到原来的1/2C.卫星的向心加速度不变D.卫星的向心力不变5.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接质量为m的物体，物体在光滑水平面上做简谐运动，振动周期为T，振幅为A。下列说法正确的是（）A.物体在平衡位置时，速度最大，加速度最大B.物体在最大位移处，速度为零，势能最大C.若增大振幅A，振动周期T会增大D.若增大物体质量m，振动周期T会减小6.关于热力学定律，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律指出，做功和热传递都可以改变物体的内能，且做功和热传递的效果是等效的B.热力学第二定律指出，热量可以自发地从低温物体传递到高温物体C.热力学第三定律指出，绝对零度可以达到D.一切自发的热现象都遵循热力学第一定律，但不遵循热力学第二定律7.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，若电场强度增大为原来的2倍，粒子的初速度和质量不变，则（）A.粒子的加速度增大为原来的2倍B.粒子在电场中的运动时间增大为原来的2倍C.粒子的竖直位移减小为原来的1/2D.粒子离开电场时的竖直速度不变8.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）A.机械振动是机械波产生的条件之一，没有机械振动就没有机械波B.机械波的传播速度与波源的振动频率有关C.横波的传播方向与质点的振动方向相同D.机械波传播的是质点，质点随波迁移9.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂为定值电阻，且R₁=R₂=r，开关S闭合后，下列说法正确的是（）A.电路中的总电阻为rB.电流表的示数为E/(2r)C.R₁两端的电压为E/2D.电源的输出功率为E²/(4r)10.质量为m的物体从高处由静止释放，下落过程中只受重力和空气阻力，空气阻力大小与速度的平方成正比，即f=kv²（k为常量），下列说法正确的是（）A.物体做匀加速直线运动B.物体的加速度随速度的增大而增大C.物体最终会达到匀速运动，速度大小为√(mg/k)D.物体下落过程中，机械能守恒二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器探究匀变速直线运动，打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间有5个点未画出，测得第1个计数点到第2个计数点的距离为1.5cm，第2个到第3个的距离为2.5cm，第3个到第4个的距离为3.5cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第2个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.在电场中某点放入一个电荷量为q=-3×10⁻⁶C的点电荷，受到的电场力大小为F=6×10⁻³N，方向水平向左，则该点的电场强度大小为______N/C，方向______（选填“水平向左”或“水平向右”）。3.质量为3kg的物体，在水平拉力F=15N的作用下，在光滑水平面上做匀加速直线运动，经过4s速度达到______m/s，这段时间内物体的位移为______m，拉力F做的功为______J。4.一定质量的理想气体，在标准状况下（温度T₀=273K，压强p₀=1×10⁵Pa），体积为V₀=22.4L。若保持温度不变，将压强增大到2×10⁵Pa，则气体的体积变为______L；若保持压强不变，将温度升高到546K，则气体的体积变为______L。5.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向里，一根长度L=0.2m的通电直导线垂直磁场放置，导线中电流I=10A，则导线受到的安培力大小为______N，方向______（选填“垂直导线向上”或“垂直导线向下”）。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）如图所示，倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面长度L=10m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，质量m=1kg的物体从斜面顶端由静止释放，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中克服摩擦力做的功。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=0.2m，两极板间的电压U=200V，一个质量m=2×10⁻⁵kg、电荷量q=-2×10⁻⁸C的带负电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=5m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）两极板间的电场强度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（3）粒子离开电场时的竖直位移和速度方向（与水平方向的夹角）。3.（14分）如图所示，质量为M=6kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放一质量为m=2kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.3。现给滑块一个水平向右的初速度v₀=12m/s，同时给木板一个水平向右的恒力F=8N，使两者同时向右运动，最终达到共同速度。重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）两者达到共同速度时的速度大小；（3）从开始到共速过程中，系统产生的热量。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究平抛运动的规律，实验器材包括：斜槽、小球、白纸、复写纸、刻度尺、铁架台等。实验步骤如下：A.将斜槽固定在铁架台上，调整斜槽末端切线水平；B.在水平地面上铺上白纸，在白纸上铺上复写纸，记下斜槽末端的位置O，作为平抛运动的起点；C.将小球从斜槽的某一固定位置由静止释放，小球落在复写纸上，留下痕迹；D.改变小球释放的位置，重复步骤C，在白纸上留下多个痕迹；E.用刻度尺测量每个痕迹到O点的水平距离x和竖直距离y，根据数据探究平抛运动的规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤C中每次将小球从同一固定位置由静止释放的目的是______。（2）（8分）某同学测量了三个痕迹的坐标，分别为A（0.3m，0.45m）、B（0.4m，0.8m）、C（0.5m，1.25m），已知重力加速度g=10m/s²，求小球平抛的初速度大小和抛出点到O点的竖直距离。（3）（8分）实验中，若小球释放时偏离斜槽中轴线，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若斜槽末端有摩擦，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（三）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，奥斯特发现电流的磁效应；B项，楞次总结出楞次定律，判断感应电流方向，正确；C项，安培提出分子电流假说；D项，焦耳发现电流的热效应，给出焦耳定律。2.D解析：A项，合力方向取决于F与mgsinθ的大小关系，若F<mgsinθ，合力沿斜面向下；B项，若F沿斜面向上，当F增大到一定程度，加速度先减小后反向增大；C项，加速度a=(Fcosθ-mgsinθ)/m，与θ有关；D项，若F减小，当F<mgsinθ时，物体先沿斜面减速，速度减为零后反向加速，正确。3.B解析：A项，电场线越密集，电场强度越大，电势与电场线疏密无关；B项，等势面与电场线垂直，同一等势面电势相等，正确；C项，电场线从正电荷出发，终止于负电荷；D项，沿电场线方向，电势逐渐降低，电场强度与电场线疏密有关。4.C解析：由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r=m(4π²r)/T²=ma，轨道半径r不变时，线速度v、周期T、向心加速度a均与卫星质量m无关，向心力F=ma∝m，故C正确。5.B解析：A项，平衡位置速度最大，加速度为零；B项，最大位移处速度为零，弹性势能最大，正确；C项，简谐运动周期T=2π√(m/k)，与振幅A无关；D项，质量m增大，周期T增大。6.A解析：A项，热力学第一定律ΔU=W+Q，做功和热传递都能改变内能，效果等效，正确；B项，热力学第二定律指出，热量不能自发从低温物体传到高温物体；C项，绝对零度无法达到；D项，一切自发热现象既遵循热力学第一定律，也遵循热力学第二定律。7.A解析：粒子加速度a=qE/m，E变为2倍，a变为2倍，A正确；运动时间t=L/v₀，与E无关，B错误；竖直位移y=½at²，a变为2倍，y变为2倍，C错误；竖直速度v_y=at，a变为2倍，v_y变为2倍，D错误。8.A解析：A项，机械振动和介质是机械波产生的两个条件，正确；B项，机械波传播速度由介质决定，与波源频率无关；C项，横波传播方向与质点振动方向垂直；D项，机械波传播的是振动形式和能量，质点不随波迁移。9.D解析：开关闭合后，R₁与R₂并联，总电阻R外=R₁R₂/(R₁+R₂)=r/2，A错误；总电流I=E/(R外+r)=E/(3r/2)=2E/(3r)，B错误；R₁两端电压U₁=IR外=E/3，C错误；电源输出功率P出=U外I=(E-Ir)I=E²/(4r)，D正确。10.C解析：由牛顿第二定律mg-kv²=ma，v增大，a减小，物体做加速度减小的加速运动，A、B错误；当mg=kv²时，a=0，匀速运动，速度v=√(mg/k)，C正确；空气阻力做功，机械能不守恒，D错误。二、填空题（每空3分，共30分）1.1.0；0.20解析：相邻