2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（八）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（八）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.下列关于运动的描述，正确的是（）A.位移是描述物体位置变化的物理量，路程是描述物体运动轨迹长度的物理量B.速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，速度的大小就是速率C.加速度是描述速度变化大小的物理量，加速度越大，速度变化越大D.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，加速度随时间也均匀变化2.质量为6kg的物体，在竖直向上的拉力F作用下，以3m/s²的加速度向上做匀减速直线运动，重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力，则拉力F的大小为（）A.42NB.60NC.78ND.18N3.关于电场和电场线，下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线，用来形象描述电场的分布B.电场线越密集的地方，电场强度越大C.电场线总是从负电荷出发，终止于正电荷D.沿电场线方向，电场强度逐渐减小4.一个物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，向心力大小为F，若轨道半径增大为原来的4倍，周期不变，则向心力大小变为（）A.F/4B.F/2C.2FD.4F5.一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中，下列说法正确的是（）A.气体的温度降低B.气体的内能增大C.外界对气体做功D.气体吸收热量6.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，若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则粒子做圆周运动的半径（）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=2Ω，R₂=8Ω，并联在电压为8V的电源两端，不计电源内阻，则电路的总电流和R₁消耗的功率分别为（）A.5A，32WB.1A，32WC.5A，8WD.1A，8W8.关于机械振动，下列说法错误的是（）A.简谐运动是一种理想化的机械振动B.简谐运动的回复力与位移成正比，方向相反C.阻尼振动的振幅逐渐减小，频率也逐渐减小D.自由振动的频率由物体本身的性质决定9.通电螺线管的磁场方向，由下列哪个定则判断（）A.左手定则B.右手定则C.安培定则D.楞次定律10.下列关于热力学定律的说法错误的是（）A.热力学第一定律的表达式为ΔU=Q+WB.热力学第二定律揭示了宏观热现象的方向性C.一切与热现象有关的宏观过程都具有不可逆性D.热量可以自发地从低温物体传到高温物体，不需要外界做功二、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=4m/s，加速度a=2m/s²，则物体在第4s内的位移为______m，前4s内的平均速度为______m/s。2.一个质量为m=4kg的物体，在水平拉力F=20N的作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，加速度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______。3.平行板电容器两极板间的电场强度E=4×10³N/C，极板面积S=0.02m²，电容C=1.77×10⁻¹¹F，则电容器所带的电荷量Q=______C；若将电容器充电后与电源断开，再将极板距离增大为原来的2倍，则电容变为原来的______倍。4.一个带正电的粒子，电荷量q=3×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.3T的匀强磁场中做匀速圆周运动，半径r=0.3m，则粒子的线速度大小为______m/s，周期为______s（π取3.14）。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150℃，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，在水平拉力F=40N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4s内的位移；（3）拉力F在4s内做的功。2.（14分）如图所示，倾角为θ=30°的粗糙斜面，斜面长度L=8m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=√3/10，质量m=4kg的物体从斜面顶端由静止释放，g取10m/s²，sin30°=0.5，cos30°=√3/2。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中克服摩擦力做的功。3.（14分）如图所示，电源电动势E=40V，内阻r=5Ω，电阻R₁=15Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω，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R₁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、游标卡尺等。（1）实验中，用刻度尺测量单摆的摆线长度，用游标卡尺测量______，摆长L等于______与______之和。（2）实验中，为了减小周期测量的误差，应测量单摆完成______次全振动的时间，再计算周期。（3）某同学测出单摆的摆长L=1.21m，测出单摆完成60次全振动的时间t=120s，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，误将摆线长度当作摆长，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（八）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，速率是速度的大小，但速度的方向是物体运动的方向，表述不严谨（瞬时速度方向才是运动方向）；C项，加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度大，速度变化不一定大，还与时间有关；D项，匀变速直线运动加速度恒定不变；A正确。2.A解析：匀减速向上运动，合力方向向下，由牛顿第二定律mg-F=ma，代入数据得F=m(g-a)=6×(10-3)=42N。3.B解析：A项，电场线是假想的曲线，不是真实存在的；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，电场强度不一定减小（如匀强电场）；B正确。4.D解析：向心力公式F=m(2π/T)²r，周期T不变，半径r增大到4倍，故F'=m(2π/T)²·4r=4F。5.A解析：绝热膨胀过程，气体对外做功，W为负，绝热过程Q=0，由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU为负，内能减小，温度降低，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，解得r=mv/(qB)，磁感应强度B增大到2倍，r减小为原来的1/2。7.A解析：并联电路中，通过R₁的电流I₁=U/R₁=8/2=4A，通过R₂的电流I₂=8/8=1A，总电流I=4+1=5A；R₁消耗的功率P₁=U²/R₁=64/2=32W。8.C解析：阻尼振动的振幅逐渐减小，但频率由物体本身性质决定，保持不变，故C错误；A、B、D均正确。9.C解析：安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管的磁场方向；左手定则判断安培力方向；右手定则判断感应电流方向；楞次定律判断感应电流方向，故C正确。10.D解析：热力学第二定律指出，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外界做功，故D错误；A、B、C均正确。二、填空题（每空4分，共40分）1.11；8解析：前3s位移x₃=v₀t₃+1/2at₃²=4×3+0.5×2×9=12+9=21m；前4s位移x₄=4×4+0.5×2×16=16+16=32m；第4s位移Δx=32-21=11m；前4s平均速度=x₄/4=8m/s。2.8；0.2解析：由牛顿第二定律F-f=ma，摩擦力f=F-ma=20-4×3=8N；动摩擦因数μ=f/(mg)=8/(4×10)=0.2。3.7.08×10⁻⁸；1/2解析：电荷量Q=CE=1.77×10⁻¹¹×4×10³≈7.08×10⁻⁸C；电容C=εS/(4πkd)，极板距离增大到2倍，C变为原来的1/2。4.90；0.021解析：由qvB=mv²/r，解得v=qBr/m，假设粒子质量m=3×10⁻⁷kg，v=(3×10⁻⁶×0.3×0.3)/(3×10⁻⁷)=90m/s；周期T=2πr/v=2×3.14×0.3/90≈0.021s。5.14解析：等压变化，由盖-吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，T₁=300K，T₂=423K，V₁=10L，解得V₂=(423/300)×10=14.1L≈14L。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）摩擦力f=μmg=0.2×10×10=20N（1分）合力F合=F-f=40-20=20N（2分）加速度a=F合/m=20/10=2m/s²（3分）（2）4s内位移x=1/2at²=0.5×2×16=16m（3分）（3）拉力做功W=Fx=40×16=640J（3分）2.（14分）解：（1）对物体受力分析，重力沿斜面分力mgsinθ，摩擦力f=μmgcosθ（2分）合力F合=mgsinθ-μmgcosθ（2分）加速度a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.5-(√3/10)×(√3/2))=10×(0.5-0.15)=3.5m/s²（3分）（2）由速度位移公式v²=2aL（2分）v=√(2×3.5×8)=√56≈7.48m/s（3分）（3）克服摩擦力做功Wf=fL=μmgcosθ·L=(√3/10)×4×10×(√3/2)×8=48J（2分）3.（14分）解：（1）R₁与R₂串联，总电阻R串=R₁+R₂=15+10=25Ω（3分）（2）R串与R₃并联，总电阻R并=(R串R₃)/(R串+R₃)=(25×20)/(25+20)=500/45≈11.11Ω（3分）电路总电阻R总=R并+r=11.11+5≈16.11Ω（2分）干路电流I=E/R总=40/16.11≈2.48A（2分）（3）并联部分电压U并=IR并≈2.48×11.11≈27.55V，即R₃两端电压为27.55V（2分）通过R₁的电流I₁=U并/R串≈27.55/25≈1.10A（1分）R₁消耗的功率P₁=I₁²R₁≈(1.10)²×15≈18.15W（1分）四、实验题（共20