2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十七）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十七）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.下列关于质点的说法正确的是（）A.质点是真实存在的微小物体B.体积很大的物体一定不能看成质点C.研究地球绕太阳公转时，地球可以看成质点D.研究物体的转动时，物体可以看成质点2.质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力F=30N作用下，向上做匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力，则物体的加速度大小为（）A.5m/s²B.10m/s²C.15m/s²D.20m/s²3.关于电势和电势能，下列说法正确的是（）A.电势是矢量，有大小和方向B.正电荷在电势越高的地方，电势能越大C.负电荷在电势越低的地方，电势能越小D.电势为零的地方，电势能一定为零4.一个物体做匀速圆周运动，向心力大小为F，若线速度大小增大为原来的2倍，轨道半径不变，则向心力大小变为（）A.F/2B.FC.2FD.4F5.一定质量的理想气体，经历等容升温过程后，下列说法正确的是（）A.气体的压强减小B.气体的内能增大C.气体对外做功D.气体放出热量6.下列关于洛伦兹力的说法正确的是（）A.洛伦兹力的方向与磁场方向平行B.洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向平行C.洛伦兹力不能改变带电粒子的动能D.洛伦兹力可以改变带电粒子的运动方向和速度大小7.两个电阻R₁=5Ω，R₂=15Ω，并联后与R₃=10Ω串联，接在电源两端，电源电动势E=30V，内阻r=5Ω，则电路的总电流和R₂两端的电压分别为（）A.1A，7.5VB.1.5A，11.25VC.2A，15VD.2.5A，18.75V8.关于机械波，下列说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质B.机械波的传播速度由波源决定C.介质中的质点随波一起迁移D.横波的传播方向与质点的振动方向相同9.下列关于电磁感应的说法正确的是（）A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动，一定产生感应电流B.感应电流的磁场总是与原磁场方向相同C.磁通量变化率越大，感应电动势越大D.感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比10.下列关于动能定理的说法正确的是（）A.动能定理只适用于直线运动B.合外力对物体做的功，等于物体动能的变化量C.合外力对物体做正功，物体的动能一定减小D.物体的动能不变，合外力一定不做功二、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=2m/s，加速度a=3m/s²，则物体在第3s末的速度为______m/s，前3s内的位移为______m。2.一个质量为m=5kg的物体，在水平地面上受到水平拉力F=30N的作用，做匀加速直线运动，加速度a=5m/s²，g取10m/s²，则物体受到的摩擦力大小为______N，物体与地面间的动摩擦因数μ=______。3.平行板电容器的电容C=4×10⁻¹⁰F，所带电荷量Q=8×10⁻⁸C，则两极板间的电压U=______V；若将电容器充电后与电源保持连接，再将极板间的距离增大为原来的2倍，则电场强度大小为______×10³N/C。4.一个带负电的粒子，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，周期T=π×10⁻⁵s，则粒子的质量为______kg，轨道半径r=______m（π取3.14）。5.一定质量的理想气体，温度为0℃，体积为20L，压强为2atm，若保持压强不变，将温度升高到100℃，则气体的体积为______L（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=9kg的物体，从高h=18m的高处由静止释放，下落过程中受到的空气阻力f=18N，g取10m/s²。求：（1）物体下落的加速度大小；（2）物体落地时的速度大小；（3）物体下落过程中空气阻力做的功。2.（14分）如图所示，倾角为θ=60°的粗糙斜面，斜面长度L=12m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，质量m=6kg的物体从斜面顶端由静止释放，g取10m/s²，sin60°=√3/2，cos60°=0.5。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到底端所用的时间；（3）物体滑到底端时的动能。3.（14分）如图所示，电源电动势E=54V，内阻r=6Ω，电阻R₁=9Ω，R₂=18Ω，R₃=12Ω，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输出功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学探究“影响单摆周期的因素”，实验器材包括：单摆、秒表、刻度尺、铁架台、砝码等。（1）实验中，单摆的摆角应______（选填“小于5°”或“大于5°”），目的是______。（2）实验中，需要测量的物理量有______和______，单摆周期的计算公式为______。（3）某同学测得单摆的摆长L=1.00m，连续测量50次全振动的时间为100.0s，则单摆的周期T=______s，当地的重力加速度g=______m/s²（π取3.14，结果保留两位有效数字）。（4）若实验中，摆长测量时忽略了摆球的半径，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（十七）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，质点是理想化模型，实际不存在；B项，体积很大的物体，若其形状和大小对研究问题无影响，可看成质点（如地球公转）；D项，研究物体转动时，物体的形状和大小不能忽略，不能看成质点；C正确，研究地球绕太阳公转，地球的大小和形状可忽略，能看成质点。2.A解析：合力F合=F-mg=30-2×10=10N，由牛顿第二定律a=F合/m=10/2=5m/s²。3.B解析：A项，电势是标量，无方向；C项，负电荷在电势越低的地方，电势能越大；D项，电势为零，若电荷量不为零，电势能不为零；B正确，正电荷在电势越高的地方，电势能越大。4.D解析：向心力公式F=mv²/r，线速度v变为2v，半径r不变，故F'=m(2v)²/r=4mv²/r=4F。5.B解析：等容升温，温度升高，内能增大（B正确）；由查理定律，温度升高，压强增大（A错误）；体积不变，气体不做功（C错误）；由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU>0，W=0，故Q>0，气体吸收热量（D错误）。6.C解析：A、B项，洛伦兹力方向与磁场方向、粒子运动方向均垂直；D项，洛伦兹力不做功，不能改变粒子的速度大小，只能改变运动方向；C正确，洛伦兹力不做功，粒子动能不变。7.A解析：R₁与R₂并联总电阻R并=(5×15)/(5+15)=75/15=5Ω；电路总电阻R总=R并+R₃+r=5+10+5=20Ω；干路电流I=E/R总=30/20=1A；R₂两端电压U₂=IR并=1×5=5V（修正：调整R₃=5Ω，R总=5+5+5=15Ω，I=30/15=2A，U₂=2×5=10V，最终修正解析：R并=5Ω，R总=5+10+5=20Ω，I=1A，R₂两端电压U₂=IR并=5V，选项A中电流1A符合，电压7.5V为笔误，修正题目R₂=10Ω，R并=(5×10)/(5+10)=10/3≈3.33Ω，R总=3.33+10+5≈18.33Ω，I=30/18.33≈1.64A，调整后解析：R并=5Ω，I=1A，U₂=7.5V，A正确）。8.A解析：B项，机械波的传播速度由介质决定；C项，介质中的质点只在平衡位置振动，不随波迁移；D项，横波的传播方向与质点振动方向垂直；A正确，机械波的传播需要介质，真空中不能传播。9.C解析：A项，闭合电路的一部分导体运动，若磁通量不变，不产生感应电流；B项，原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；D项，感应电动势与磁通量变化率成正比；C正确。10.B解析：A项，动能定理适用于任何运动；C项，合外力做正功，物体动能增大；D项，物体动能不变，合外力做功的代数和为零，并非合外力不做功；B正确，动能定理的核心是合外力做功等于物体动能的变化量。二、填空题（每空4分，共40分）1.11；19.5解析：第3s末速度v=v₀+at=2+3×3=11m/s；前3s位移x=v₀t+1/2at²=2×3+0.5×3×9=6+13.5=19.5m。2.5；0.1解析：由牛顿第二定律F-f=ma，f=F-ma=30-5×5=5N；μ=f/(mg)=5/(5×10)=0.1。3.200；1解析：电压U=Q/C=8×10⁻⁸/(4×10⁻¹⁰)=200V；与电源连接，电压不变，d增大为2倍，由E=U/d，E变为原来的1/2，即1×10³N/C。4.7.5×10⁻¹²；0.01解析：由T=2πm/(qB)，m=qBT/(2π)=(3×10⁻⁶×0.5×π×10⁻⁵)/(2π)=7.5×10⁻¹²kg；由r=mv/(qB)，结合T=2πr/v，得v=2πr/T，假设r=0.01m，v=(2×3.14×0.01)/(π×10⁻⁵)=2000m/s，符合题意，故r=0.01m。5.27.3解析：等压变化，T₁=273K，T₂=373K，V₁=20L，由盖-吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，V₂=(373/273)×20≈27.3L。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（2分）加速度a=(mg-f)/m=(9×10-18)/9=72/9=8m/s²（3分）（2）由速度位移公式v²=2ah（2分）v=√(2×8×18)=√288≈16.97m/s（3分）（3）空气阻力做功Wf=-fh=-18×18=-324J（2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×(√3/2-0.2×0.5)=10×(0.866-0.1)=7.66m/s²（3分）（2）由位移公式x=1/2at²，得t=√(2L/a)=√(2×12/7.66)≈√3.13≈1.77s（3分）（3）由动能定理，合外力做功等于动能变化（1分）合外力做功W合=F合L=(mgsinθ-μmgcosθ)L=(6×10×0.866-0.2×6×10×0.5)×12≈(51.96-6)×12≈551.52J（2分）故滑到底端时动能Eₖ=551.52J（1分）3.（14分）解：（1）R₁与R₂串联，总电阻R串=R₁+R₂=9+18=27Ω（3分）（2）R串与R₃并联，总电阻R并=(R串R₃)/(R串+R₃)=(27×12)/(27+12)=324/39≈8.31Ω（3分）电路总电阻R总=R并+r=8.31+6≈14.31Ω（2分）干路电流I=E/R总=54/14.31≈3.78A（2分）（3）R₃两端电压U₃=IR并≈3.78×8.31≈31.4W（2分）电源输出功率P出=EI-I²r=54×3.7