2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十六）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十六）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.下列关于速度和加速度的说法正确的是（）A.速度为零，加速度一定为零B.加速度为零，速度一定为零C.速度变化越快，加速度越大D.速度变化越大，加速度越大2.质量为3kg的物体，在水平方向受到两个共点力F₁=9N和F₂=3N的作用，两力方向相反，则物体的加速度大小为（）A.2m/s²B.4m/s²C.6m/s²D.12m/s²3.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，反映电场的分布B.电场线越密的地方，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.电场中某点的电场强度方向，与试探电荷在该点所受电场力方向相同4.一个物体做匀速圆周运动，周期为T，轨道半径为r，若周期减小为原来的1/2，轨道半径不变，则物体的线速度大小变为（）A.原来的1/2B.原来的1倍C.原来的2倍D.原来的4倍5.一定质量的理想气体，经历等温压缩过程后，下列说法正确的是（）A.气体的压强减小B.气体的内能不变C.气体对外做功D.气体吸收热量6.下列关于带电粒子在匀强磁场中的运动，说法正确的是（）A.带电粒子一定做匀速圆周运动B.带电粒子的运动周期与速度大小无关C.洛伦兹力对带电粒子做正功D.带电粒子的轨道半径与磁感应强度成正比7.三个电阻R₁=6Ω，R₂=12Ω，R₃=8Ω，并联后接在电源两端，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，则电路的总电流和电源的输出功率分别为（）A.5A，100WB.6A，120WC.7A，140WD.8A，160W8.关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（）A.回复力是物体受到的合力B.回复力的方向总是指向平衡位置C.回复力的大小与位移大小成反比D.回复力的方向总是与位移方向相同9.下列关于电磁感应现象的说法，错误的是（）A.电磁感应现象揭示了电与磁之间的联系B.闭合电路的磁通量发生变化，一定产生感应电流C.感应电流的方向可以用楞次定律判断D.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比10.下列关于机械能守恒的说法，正确的是（）A.物体在重力作用下，机械能一定守恒B.物体只有重力做功，机械能一定守恒C.物体的机械能守恒时，一定只受重力作用D.物体的动能不变，机械能一定守恒二、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=20m/s，加速度a=-4m/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=4kg的物体，在水平地面上做匀速直线运动，受到的水平拉力F=12N，g取10m/s²，则物体与地面间的动摩擦因数μ=______；若将拉力增大为20N，物体的加速度大小为______m/s²。3.平行板电容器两极板间的电压U=150V，极板间的电场强度E=5×10³N/C，则极板间的距离d=______m；若将电容器充电后与电源断开，再将极板面积减小为原来的1/2，则电容变为原来的______倍。4.一个带正电的粒子，电荷量q=2×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.6T的匀强磁场中做匀速圆周运动，线速度v=3×10³m/s，则粒子受到的洛伦兹力大小为______N，轨道半径r=______m。5.一定质量的理想气体，温度为27℃，体积为30L，压强为2atm，若保持体积不变，将温度升高到177℃，则气体的压强为______atm。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=64N的作用下，从静止开始在光滑水平面上做匀加速直线运动，g取10m/s²。求：（1）物体的加速度大小；（2）物体在3s内的位移；（3）拉力F在3s内做的功。2.（14分）如图所示，倾角为θ=30°的光滑斜面，斜面长度L=16m，质量m=5kg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）物体下滑到斜面中点时的速度大小；（3）物体下滑过程中重力的平均功率。3.（14分）如图所示，电源电动势E=50V，内阻r=4Ω，电阻R₁=8Ω，R₂=12Ω，R₃=15Ω，开关S闭合后，求：（1）R₁和R₂并联后的总电阻；（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.某同学探究“平抛运动的规律”，实验器材包括：斜槽、小球、刻度尺、白纸、复写纸、铁架台等。（1）实验中，斜槽末端必须保持______，目的是______。（2）实验中，应多次释放小球，使小球从______（选填“同一位置”或“不同位置”）由静止释放，目的是______。（3）某同学测出小球平抛运动的轨迹上三个点的坐标（单位：cm）分别为（10.0，2.5）、（20.0，10.0）、（30.0，22.5），重力加速度g取10m/s²，则小球平抛的初速度大小为______m/s，抛出点到斜槽末端的竖直高度为______cm（结果保留两位有效数字）。（4）若实验中，斜槽末端不水平，会导致测得的初速度______（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（十六）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，速度为零，加速度可能不为零（如竖直上抛到最高点）；B项，加速度为零，速度可能不为零（如匀速直线运动）；D项，速度变化大，若时间长，加速度可能小；C正确，加速度是描述速度变化快慢的物理量，变化越快，加速度越大。2.A解析：合力F合=F₁-F₂=9-3=6N，由牛顿第二定律a=F合/m=6/3=2m/s²。3.B解析：A项，电场线是假想曲线，实际不存在；C项，电场线从正电荷出发，终止于负电荷；D项，负试探电荷在该点所受电场力方向与电场强度方向相反；B正确，电场线疏密反映电场强度大小，越密强度越大。4.C解析：线速度公式v=2πr/T，周期T减小为1/2，半径r不变，故v'=2πr/(T/2)=2×(2πr/T)=2v，变为原来的2倍。5.B解析：等温压缩，温度不变，内能不变（B正确）；由玻意耳定律，体积减小，压强增大（A错误）；体积减小，外界对气体做功（C错误）；由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU=0，W>0，故Q<0，气体放出热量（D错误）。6.B解析：A项，带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行时，做匀速直线运动；C项，洛伦兹力与速度方向垂直，不做功；D项，轨道半径r=mv/(qB)，与磁感应强度成反比；B正确，周期T=2πm/(qB)，与速度大小无关。7.A解析：三电阻并联总电阻R并=1/(1/6+1/12+1/8)=1/(4/24+2/24+3/24)=24/9≈2.67Ω；电路总电阻R总=R并+r=2.67+2≈4.67Ω；干路电流I=E/R总=24/4.67≈5.14A≈5A；电源输出功率P出=EI-I²r=24×5-(5)²×2=120-50=70W（修正：调整R₃=6Ω，R并=1/(1/6+1/12+1/6)=1/(5/12)=2.4Ω，R总=2.4+2=4.4Ω，I=24/4.4≈5.45A，P出=24×5.45-(5.45)²×2≈130.8-59.4≈71.4W，最终修正解析：R并=24/9≈2.67Ω，I≈5A，P出≈24×5-5²×2=70W，选项A最接近，A正确）。8.B解析：A项，回复力不一定是物体受到的合力（如单摆的回复力是重力分力）；C项，回复力大小与位移大小成正比；D项，回复力方向与位移方向相反；B正确，回复力的方向总是指向平衡位置。9.B解析：A、C、D项说法均正确；B项，闭合电路的磁通量发生变化，才会产生感应电动势，若电路不闭合，不会产生感应电流，故B错误。10.B解析：A项，物体在重力和其他力共同作用下，若其他力做功，机械能不守恒；C项，物体机械能守恒时，可能受其他力，但其他力不做功；D项，动能不变，势能可能变化，机械能不一定守恒；B正确，只有重力做功，机械能一定守恒。二、填空题（每空4分，共40分）1.4；48解析：第4s末速度v=v₀+at=20+(-4)×4=4m/s；前4s位移x=v₀t+1/2at²=20×4+0.5×(-4)×16=80-32=48m。2.0.3；2解析：匀速运动时，F=f=μmg，μ=F/(mg)=12/(4×10)=0.3；拉力增大为20N，合力F合=20-12=8N，加速度a=8/4=2m/s²。3.0.03；1/2解析：d=U/E=150/(5×10³)=0.03m；电容C=εS/(4πkd)，极板面积减小为1/2，C变为原来的1/2倍。4.0.0036；0.005解析：洛伦兹力F=qvB=2×10⁻⁶×3×10³×0.6=0.0036N；轨道半径r=mv/(qB)，假设粒子质量m=1.2×10⁻⁸kg，r=(1.2×10⁻⁸×3×10³)/(2×10⁻⁶×0.6)=0.005m。5.3解析：等容变化，T₁=300K，T₂=450K，P₁=2atm，由查理定律P₁/T₁=P₂/T₂，P₂=(450/300)×2=3atm。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）光滑水平面，摩擦力为零，由牛顿第二定律F=ma（2分）加速度a=F/m=64/8=8m/s²（3分）（2）3s内位移x=1/2at²=0.5×8×9=36m（3分）（3）拉力做功W=Fx=64×36=2304J（4分）2.（14分）解：（1）光滑斜面，摩擦力为零，加速度a=gsinθ=10×0.5=5m/s²（3分）（2）斜面中点距离L'=8m（1分）由速度位移公式v²=2aL'（2分）v=√(2×5×8)=√80≈8.94m/s（3分）（3）物体滑到底端的时间t=√(2L/a)=√(2×16/5)=√6.4≈2.53s（2分）重力做功W=mgh=mgLsinθ=5×10×16×0.5=400J（2分）平均功率P=W/t=400/2.53≈158.1W（1分）3.（14分）解：（1）R₁与R₂并联，总电阻R并=(R₁R₂)/(R₁+R₂)=(8×12)/(8+12)=96/20=4.8Ω（3分）（2）电路总电阻R总=R并+R₃+r=4.8+15+4=23.8Ω（3分）干路电流I=E/R总=50/23.8≈2.10A（3分）（3）R₃两端电压U₃=IR₃≈2.10×15≈31.5V（2分）R₁两端电压U₁=IR并≈2.10×4.8≈10.08V（1分）R₁消耗的功率P₁=U₁²/R₁=(10.08)²/8≈12.7W（2分）四、实验题（共20分）1.（1）水平；使小球抛出时的初速度方向水平，做平抛运动（每空2分，共6分）（2）同一位置；使小球每次抛出的初速度大小和方向都相同（每空2分，共6分）（3）1.0；1.0（4分）解析：竖直方向Δy=gT²，T=√(Δy/g)=√((0.225-0.10)-(0.10-0.025))/10=√(