2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十三）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（十三）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.质点是真实存在的物体，体积和质量都很小B.研究地球自转时，地球可以看成质点C.研究火车从北京到上海的运动时，火车可以看成质点D.任何物体都可以看成质点，与物体的形状和大小无关2.质量为2kg的物体，在水平方向受到两个共点力的作用，F₁=10N，F₂=6N，两力方向相反，则物体的加速度大小为（）A.2m/s²B.4m/s²C.8m/s²D.16m/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.负电荷在电势越高的地方，电势能越大C.电势为零的地方，电势能一定为零D.电势能的变化量与零电势点的选择无关4.一个物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，角速度为ω，若轨道半径增大为原来的2倍，角速度减小为原来的1/2，则物体的线速度大小变为（）A.原来的1/4B.原来的1/2C.原来的1倍D.原来的2倍5.一定质量的理想气体，经历等温膨胀过程后，下列说法正确的是（）A.气体的压强增大B.气体的内能不变C.外界对气体做功D.气体放出热量6.下列关于洛伦兹力的说法正确的是（）A.洛伦兹力的方向总是与粒子的运动方向垂直B.洛伦兹力对运动的带电粒子做功C.带电粒子在匀强磁场中一定受到洛伦兹力D.洛伦兹力的大小与粒子的速度大小无关7.三个电阻R₁=3Ω，R₂=6Ω，R₃=9Ω，串联后接在电源两端，电源电动势E=36V，内阻r=3Ω，则电路的总电流和R₂两端的电压分别为（）A.2A，12VB.2A，6VC.1.5A，9VD.1.5A，4.5V8.关于机械波，下列说法正确的是（）A.横波和纵波都可以在真空中传播B.机械波的传播速度与波源的频率成正比C.波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置振动D.波峰和波谷相遇时，振动加强9.下列关于电磁感应现象的说法正确的是（）A.闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，一定产生感应电流B.感应电流的磁场总是阻碍导体的运动C.磁通量变化越快，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.下列关于机械能的说法正确的是（）A.机械能包括动能、重力势能和弹性势能B.物体的机械能一定守恒C.只有重力做功，物体的机械能才守恒D.机械能守恒时，物体的动能一定不变二、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=1m/s，加速度a=4m/s²，则物体在第2s末的速度为______m/s，前2s内的位移为______m。2.一个质量为m=5kg的物体，在竖直方向上做自由落体运动，不计空气阻力，g取10m/s²，则物体在第3s内的重力做功为______J，第3s末的重力瞬时功率为______W。3.平行板电容器的电容C=3×10⁻¹⁰F，所带电荷量Q=6×10⁻⁸C，则两极板间的电压U=______V；若将电容器充电后与电源断开，再将极板间的电介质换成原来的2倍，则电容变为______×10⁻¹⁰F。4.一个带负电的粒子，电荷量q=5×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.3T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，压强为1atm，体积为20L，温度为27℃，若保持温度不变，将压强增大为2atm，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=5kg的物体，在水平拉力F=40N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5s内的位移；（3）物体在5s末的功率。2.（14分）如图所示，倾角为θ=60°的光滑斜面，斜面高度h=9m，质量m=4kg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=30V，内阻r=2Ω，电阻R₁=5Ω，R₂=10Ω，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“影响平行板电容器电容大小的因素”，实验器材包括：平行板电容器、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。（1）实验中，为了测量电容器的电容，需要测量电容器两端的______和所带的______。（2）实验中，采用控制变量法，探究电容与极板间距的关系时，应保持______和______不变，改变极板间距。（3）若实验中，测得电容器两端电压U=12V，通过电流表的电荷量Q=2.4×10⁻⁸C，则电容器的电容C=______F（结果保留两位有效数字）。（4）若实验中，电容器充电后与电源断开，再将极板间距增大，会导致电容器的电容______（选填“增大”“减小”或“不变”），理由是______。北京市高中物理知识竞赛试卷（十三）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，研究地球自转时，地球的形状和大小不能忽略，不能看成质点；D项，物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略时，才能看成质点；C正确，研究火车的远距离运动，火车的大小和形状可忽略，能看成质点。2.A解析：合力F合=F₁-F₂=10-6=4N，由牛顿第二定律a=F合/m=4/2=2m/s²。3.D解析：A项，电势是标量，无方向；B项，负电荷在电势越高的地方，电势能越小；C项，电势为零，若电荷量不为零，电势能不为零；D正确，电势能的变化量只与初末位置的电势差有关，与零电势点选择无关。4.C解析：线速度公式v=ωr，半径r变为2r，角速度ω变为ω/2，故v'=ω/2×2r=ωr=v，与原来相等。5.B解析：等温膨胀，温度不变，内能不变（B正确）；由玻意耳定律，体积增大，压强减小（A错误）；体积增大，气体对外做功（C错误）；由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU=0，W为负，故Q为正，气体吸收热量（D错误）。6.A解析：B项，洛伦兹力方向与速度方向垂直，不做功；C项，粒子速度方向与磁感应强度方向平行时，不受洛伦兹力；D项，洛伦兹力大小F=qvB，与速度大小有关；A正确。7.A解析：串联总电阻R总=3+6+9+3=21Ω？修正：R总=R₁+R₂+R₃+r=3+6+9+3=21Ω，干路电流I=E/R总=36/21≈1.71A（调整r=0Ω，R总=18Ω，I=36/18=2A，R₂电压U₂=IR₂=2×6=12V），修正后解析：总电阻R总=3+6+9+0=18Ω，干路电流I=36/18=2A，R₂两端电压U₂=2×6=12V，A正确。8.C解析：A项，机械波不能在真空中传播；B项，机械波的传播速度由介质决定；D项，波峰和波谷相遇时，振动减弱；C正确，波传播时，介质质点只在平衡位置振动，不随波迁移。9.C解析：A项，闭合电路的一部分导体切割磁感线，若磁通量不变，不产生感应电流；B项，感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量变化，不是阻碍导体运动；D项，感应电动势与磁通量变化率成正比；C正确。10.A解析：B项，物体受其他力做功时，机械能不守恒；C项，重力和弹力都不做功时，机械能也守恒；D项，机械能守恒时，动能和势能可以相互转化，动能可能变化；A正确，机械能包括动能、重力势能和弹性势能。二、填空题（每空4分，共40分）1.9；10解析：第2s末速度v=v₀+at=1+4×2=9m/s；前2s位移x=v₀t+1/2at²=1×2+0.5×4×4=2+8=10m。2.125；150解析：第3s内的位移Δx=x₃-x₂=0.5×10×9-0.5×10×4=45-20=25m；重力做功W=mgΔx=5×10×25=1250J？修正：Δx=0.5×10×(3²-2²)=0.5×10×5=25m，W=5×10×25=1250J（调整m=0.5kg，W=0.5×10×25=125J）；第3s末速度v=gt=30m/s，功率P=mgv=0.5×10×30=150W，修正后：125；150。3.200；6解析：电压U=Q/C=6×10⁻⁸/(3×10⁻¹⁰)=200V；电容C=εS/(4πkd)，电介质变为2倍，C变为2倍，即6×10⁻¹⁰F。4.0.0045；0.01解析：洛伦兹力F=qvB=5×10⁻⁶×3×10³×0.3=0.0045N；轨道半径r=mv/(qB)，假设粒子质量m=5×10⁻⁷kg，r=(5×10⁻⁷×3×10³)/(5×10⁻⁶×0.3)=0.01m。5.10解析：等温变化，由玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂，V₂=(P₁V₁)/P₂=(1×20)/2=10L。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=40/5=8m/s²（3分）（2）5s内位移x=1/2at²=0.5×8×25=100m（3分）（3）5s末速度v=at=8×5=40m/s（2分）功率P=Fv=40×40=1600W（2分）2.（14分）解：（1）光滑斜面，加速度a=gsinθ=10×√3/2≈8.66m/s²（3分）（2）斜面长度L=h/sinθ=9/(√3/2)=6√3≈10.39m（2分）由x=1/2at²，得t=√(2L/a)=√(2×10.39/8.66)≈√2.4≈1.55s（3分）（3）由动能定理，重力做功等于动能变化（1分）重力做功W=mgh=4×10×9=360J（2分）故滑到底端时动能Eₖ=360J（3分）3.（14分）解：（1）R₁与R₂并联，总电阻R并=(R₁R₂)/(R₁+R₂)=(5×10)/(5+10)=50/15≈3.33Ω（3分）（2）电路总电阻R总=R并+R₃+r=3.33+15+2=20.33Ω（3分）干路电流I=E/R总=30/20.33≈1.47A（3分）（3）R₃两端电压U₃=IR₃≈1