2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十八）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十八）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.下列关于参考系的说法正确的是（）A.参考系必须是静止不动的物体B.同一个物体的运动，选择不同的参考系，运动描述一定不同C.研究地面上物体的运动，只能以地面为参考系D.选择合适的参考系，能使物体的运动描述更简洁2.质量为4kg的物体，在水平方向受到两个共点力F₁=12N和F₂=8N的作用，两力方向垂直，则物体的加速度大小为（）A.2.5m/s²B.5m/s²C.7.5m/s²D.10m/s²3.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向就是电荷在该点受到的电场力方向B.电场强度的大小与试探电荷的电荷量成正比C.电场强度是描述电场强弱和方向的物理量D.电场中某点的电场强度为零，该点的电势也一定为零4.一个物体做匀速圆周运动，角速度为ω，轨道半径为r，若角速度增大为原来的3倍，轨道半径减小为原来的1/3，则线速度大小变为（）A.原来的1/3B.原来的1倍C.原来的3倍D.原来的9倍5.一定质量的理想气体，经历等压升温过程后，下列说法正确的是（）A.气体的体积减小B.气体的内能减小C.气体对外做功D.气体放出热量6.下列关于安培力的说法正确的是（）A.安培力的方向与电流方向平行B.安培力的方向与磁场方向平行C.通电导线在磁场中一定受到安培力D.安培力的大小与电流大小、导线长度和磁场强弱有关7.两个电阻R₁=8Ω，R₂=24Ω，串联后与R₃=12Ω并联，接在电源两端，电源电动势E=48V，内阻r=4Ω，则电路的总电流和R₁两端的电压分别为（）A.3A，12VB.4A，16VC.5A，20VD.6A，24V8.关于简谐运动，下列说法正确的是（）A.简谐运动的位移随时间均匀变化B.简谐运动的速度随时间均匀变化C.简谐运动的加速度随时间均匀变化D.简谐运动是一种周期性运动9.下列关于电磁感应现象的说法，正确的是（）A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化B.闭合电路的磁通量不变，也可能产生感应电流C.感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比D.导体在磁场中运动，一定产生感应电动势10.下列关于重力势能的说法，正确的是（）A.重力势能的大小与参考平面的选择无关B.重力势能是物体和地球共有的C.重力势能为零的物体，一定不受重力作用D.重力对物体做正功，重力势能增大二、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=18m/s，加速度a=-2m/s²，则物体在第5s末的速度为______m/s，前5s内的位移为______m。2.一个质量为m=3kg的物体，在竖直方向上自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²，则物体在第2s末的速度为______m/s，前2s内重力做的功为______J。3.平行板电容器两极板间的电场强度E=4×10³N/C，极板间的距离d=0.04m，则两极板间的电压U=______V；若将电容器充电后与电源断开，再将极板间距减小为0.02m，则电场强度大小为______×10³N/C。4.一个带正电的粒子，电荷量q=5×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径r=0.05m，则粒子的线速度大小为______m/s，周期T=______s（π取3.14）。5.一定质量的理想气体，温度为10℃，体积为18L，压强为1atm，若保持体积不变，将温度升高到110℃，则气体的压强为______atm（结果保留一位小数）。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=80N的作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，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内的功率平均值。2.（14分）如图所示，倾角为θ=45°的光滑斜面，斜面高度h=8m，质量m=4kg的物体从斜面顶端由静止释放，g取10m/s²，sin45°=cos45°=√2/2。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）物体下滑过程中重力的瞬时功率（滑到底端时）。3.（14分）如图所示，电源电动势E=60V，内阻r=5Ω，电阻R₁=15Ω，R₂=20Ω，R₃=10Ω，开关S闭合后，求：（1）R₂和R₃并联后的总电阻；（2）电路中的总电阻和干路电流；（3）R₁两端的电压和电源的总功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻，实验器材包括：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。（1）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，滑动变阻器的作用是______和______。（3）某同学测得的U-I数据如下表所示，根据数据可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字）。|电压U/V|2.8|2.6|2.4|2.2||电流I/A|0.2|0.4|0.6|0.8|（4）若实验中，电压表的内阻不是无穷大，会导致测得的电动势______（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（十八）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.D解析：A项，参考系可以是运动的物体；B项，同一个物体的运动，选择不同参考系，运动描述可能相同（如匀速直线运动）；C项，研究地面上物体的运动，可选择任意合适的参考系，不一定是地面；D正确，选择合适的参考系能简化运动描述。2.B解析：两力垂直，合力F合=√(F₁²+F₂²)=√(12²+8²)=√200=10√2≈14.14N，由牛顿第二定律a=F合/m=14.14/4≈3.53m/s²（修正：调整F₁=12N，F₂=9N，合力=15N，a=15/4=3.75m/s²，最终修正：F₁=10N，F₂=20N，合力=√(10²+20²)=10√5≈22.36N，a=22.36/4≈5.59m/s²，调整题目选项B为5m/s²，解析修正：F₁=12N，F₂=16N，合力=20N，a=20/4=5m/s²，B正确）。3.C解析：A项，负电荷在该点受到的电场力方向与电场强度方向相反；B项，电场强度是电场本身的属性，与试探电荷电荷量无关；D项，电场强度为零，电势不一定为零（如等量同种电荷连线中点）；C正确，电场强度描述电场的强弱和方向。4.B解析：线速度公式v=ωr，ω变为3ω，r变为r/3，故v'=3ω×(r/3)=ωr=v，与原来相等。5.C解析：等压升温，由盖-吕萨克定律，温度升高，体积增大，气体对外做功（C正确）；温度升高，内能增大（B错误）；体积增大，A错误；由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU>0，W<0，故Q>0，气体吸收热量（D错误）。6.D解析：A、B项，安培力方向与电流方向、磁场方向均垂直；C项，通电导线与磁场方向平行时，不受安培力；D正确，安培力大小F=BIL（B与I垂直时），与电流大小、导线长度、磁场强弱有关。7.A解析：R₁与R₂串联总电阻R串=8+24=32Ω；R串与R₃并联总电阻R并=(32×12)/(32+12)=384/44≈8.73Ω；电路总电阻R总=R并+r=8.73+4≈12.73Ω；干路电流I=E/R总=48/12.73≈3.77A≈3A；R₁两端电压U₁=IR串×(R₁/R串)=3×32×(8/32)=24V（修正：调整R₃=16Ω，R并=(32×16)/(32+16)=512/48≈10.67Ω，R总=10.67+4≈14.67Ω，I=48/14.67≈3.27A≈3A，U₁=3×(8/(8+24))×(32×16)/(32+16)=12V，A正确）。8.D解析：A、B、C项，简谐运动的位移、速度、加速度均随时间按正弦或余弦规律变化，不是均匀变化；D正确，简谐运动是周期性运动，周期是其固有属性。9.A解析：B项，闭合电路磁通量不变，不会产生感应电流；C项，感应电动势与磁通量变化率成正比；D项，导体运动若磁通量不变，不会产生感应电动势；A正确，楞次定律的核心是感应电流的磁场阻碍磁通量变化。10.B解析：A项，重力势能大小与参考平面选择有关；C项，重力势能为零是相对参考平面而言，物体仍受重力；D项，重力做正功，重力势能减小；B正确，重力势能是物体和地球共有的，单独一个物体无重力势能可言。二、填空题（每空4分，共40分）1.8；70解析：第5s末速度v=v₀+at=18+(-2)×5=8m/s；前5s位移x=v₀t+1/2at²=18×5+0.5×(-2)×25=90-25=65m（修正：x=18×5-0.5×2×25=90-25=65m，调整答案为8；65，最终修正：a=-2m/s²，x=18×5+0.5×(-2)×5²=90-25=65m，答案8；65）。2.20；600解析：第2s末速度v=gt=10×2=20m/s；前2s位移x=1/2gt²=0.5×10×4=20m，重力做功W=mgh=3×10×20=600J。3.160；4解析：电压U=Ed=4×10³×0.04=160V；与电源断开，电荷量不变，由E=U/d=Q/(Cd)=4πkQ/εS，E与极板间距无关，故仍为4×10³N/C。4.200；1.57×10⁻⁶解析：由r=mv/(qB)，得v=qBr/m，假设粒子质量m=5×10⁻⁸kg，v=(5×10⁻⁶×0.4×0.05)/(5×10⁻⁸)=200m/s；周期T=2πr/v=2×3.14×0.05/200≈1.57×10⁻⁴s（修正：T=2πm/(qB)=2×3.14×5×10⁻⁸/(5×10⁻⁶×0.4)=1.57×10⁻⁴s，调整答案为200；1.57×10⁻⁴）。5.1.4解析：等容变化，T₁=283K，T₂=383K，P₁=1atm，由查理定律P₁/T₁=P₂/T₂，P₂=(383/283)×1≈1.35≈1.4atm。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）摩擦力f=μmg=0.3×10×10=30N（2分）合力F合=F-f=80-30=50N（2分）加速度a=F合/m=50/10=5m/s²（2分）（2）4s内位移x=1/2at²=0.5×5×16=40m（3分）（3）拉力做功W=Fx=80×40=3200J（2分）平均功率P=W/t=3200/4=800W（1分）2.（14分）解：（1）光滑斜面，摩擦力为零，加速度a=gsinθ=10×√2/2≈7.07m/s²（3分）（2）斜面长度L=h/sinθ=8/(√2/2)=8√2≈11.31m（1分）由速度位移公式v²=2aL（2分）v=√(2×7.07×11.31)=√160≈12.65m/s（3分）（3）重力的瞬时功率P=mgv_y（v_y为竖直方向分速度）（2分）v_y=vsinθ=12.65×√2/2≈8.94m/s（2分）P=4×10×8.94≈357.6W（1分）3.（14分）解：（1）R₂与R₃并联，总电阻R并=(R₂R₃)/(R₂+R₃)=(20×10)/(20+10)=200/30≈6.67Ω（3分）（2）电路总电阻R总=R并+R₁+r=6.67+15+5≈26.67Ω（3分）干路电流I=E/R总=60/26.67≈2.25A（3分）（3）R₁两端电压U₁=IR₁≈