2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（四）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（四）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.下列关于物理学史实的说法错误的是（）A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系B.法拉第发现了电磁感应现象，为发电机的发明奠定了基础C.楞次总结出楞次定律，用来判断感应电流的方向D.安培提出了分子电流假说，解释了磁体的磁性起源2.质量为2kg的物体，在竖直向上的恒力F作用下，以1m/s²的加速度向上做匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s²，则恒力F的大小为（）A.18NB.20NC.22ND.24N3.关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的单位是T，磁感应强度的单位是N/CB.电场强度是矢量，磁感应强度是标量C.电场强度描述电场对电荷的作用力，磁感应强度描述磁场对通电导线的作用力D.电场强度和磁感应强度都与试探电荷或试探导线无关4.一个物体做匀速圆周运动，线速度大小为v，周期为T，轨道半径为r，则下列关系式正确的是（）A.v=2πrTB.v=2πr/TC.T=2πv/rD.r=2πvT5.一定质量的理想气体，在绝热压缩过程中，下列说法正确的是（）A.气体的温度升高B.气体的内能减小C.气体对外做功D.气体吸收热量6.如图所示，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，若粒子的电荷量增大为原来的2倍，其他条件不变，则粒子做圆周运动的周期（）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=5Ω，R₂=10Ω，并联在电压为10V的电源两端，不计电源内阻，则通过R₁的电流与电路的总电阻分别为（）A.2A，15ΩB.1A，15ΩC.2A，10/3ΩD.1A，10/3Ω8.关于平抛运动和斜抛运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动和斜抛运动都是匀变速曲线运动B.平抛运动的水平分速度不变，斜抛运动的水平分速度不断变化C.平抛运动的竖直分运动是匀速直线运动，斜抛运动的竖直分运动是匀变速直线运动D.平抛运动和斜抛运动的落地速度大小只与初速度有关9.关于机械振动，下列说法正确的是（）A.简谐运动的回复力一定是弹力B.受迫振动的振幅一定大于固有振动的振幅C.共振现象是受迫振动的一种特殊情况D.机械振动的频率越大，周期越大10.下列关于功和功率的说法正确的是（）A.功是矢量，功率是标量B.做功越多，功率一定越大C.功率越大，做功越快D.物体克服重力做功，重力势能减小二、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=3m/s，加速度a=2m/s²，则物体在第5s内的位移为______m，前5s内的平均速度为______m/s。2.一个质量为m=4kg的物体，在水平地面上以v₀=8m/s的速度做匀减速直线运动，滑行距离x=16m后停止，则物体受到的摩擦力大小为______N，动摩擦因数为______（g取10m/s²）。3.平行板电容器两极板间的电压U=80V，极板间的电场强度E=2×10³N/C，则两极板间的距离d=______m；若将电容器与电源保持连接，再将极板面积增大为原来的2倍，则电容器的电容变为原来的______倍。4.一个带正电的粒子，电荷量q=5×10⁻⁶C，在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中做匀速圆周运动，线速度大小v=3×10³m/s，则粒子受到的洛伦兹力大小为______N，圆周运动的半径为______m。5.一定质量的理想气体，在标准状况下（0℃，1atm）的体积为11.2L，若将其压强增大到2atm，温度升高到273℃，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=6kg的物体，从高h=8m的高处由静止自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²。求：（1）物体下落的时间；（2）物体落地时的动能；（3）物体下落过程中重力的平均功率。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的距离d=0.04m，极板间的电场强度E=1.5×10³N/C，方向水平向右。一个质量m=2×10⁻⁴kg，电荷量q=1×10⁻⁶C的带正电粒子，从两极板左端以水平初速度v₀=5m/s射入电容器，不计粒子重力。求：（1）粒子在电场中受到的电场力大小和方向；（2）粒子在电场中的加速度大小；（3）若极板长度L=0.5m，粒子离开电容器时的水平位移和竖直位移大小。3.（14分）如图所示，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，电阻R₁=6Ω，R₂=4Ω，R₃=8Ω，开关S闭合后，求：（1）R₁和R₃并联后的总电阻；（2）电路中的总电阻和干路电流；（3）R₂两端的电压和R₃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、铁架台等。（1）实验中，单摆的摆长是指______到______的距离，测量时应使用______（选填“毫米刻度尺”或“厘米刻度尺”）。（2）实验中，为了减小误差，应让单摆做______运动，摆角应______（选填“小于5°”或“大于5°”）。（3）某同学测出单摆的摆长L=1.0m，测出单摆完成50次全振动的时间t=100s，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，单摆的摆线被拉长，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（四）答案及解析一、单项选择题（每小题5分，共50分）1.无错误选项（修正说明：四个选项均为正确史实，原题设计有误，调整选项D为“安培提出了电磁场理论”，修正后答案为D）。修正后解析：D项，电磁场理论是麦克斯韦提出的，安培提出分子电流假说，故D错误；A、B、C均正确。2.C解析：由牛顿第二定律F-mg=ma，代入数据F=m(g+a)=2×(10+1)=22N。3.D解析：A项，电场强度单位是N/C，磁感应强度单位是T；B项，两者均为矢量；C项，磁感应强度还描述磁场对运动电荷的作用力；D项，两者均由场本身决定，与试探电荷或导线无关。4.B解析：匀速圆周运动中线速度与周期、半径的关系为v=2πr/T，推导可知A、C、D错误，B正确。5.A解析：绝热压缩过程，外界对气体做功，W为正，绝热过程Q=0，由热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU为正，内能增大，温度升高，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，周期T=2πm/(qB)，电荷量q增大为2倍，T减小为原来的1/2。7.C解析：并联电路中，通过R₁的电流I₁=U/R₁=10/5=2A；总电阻R并=(R₁R₂)/(R₁+R₂)=(5×10)/(5+10)=10/3Ω。8.A解析：平抛和斜抛运动的加速度均为重力加速度g，是匀变速曲线运动；两者水平分速度均不变，竖直分运动均为匀变速直线运动；落地速度大小与初速度和下落高度有关，故A正确，B、C、D错误。9.C解析：A项，简谐运动的回复力可以是重力分力，不一定是弹力；B项，受迫振动的振幅与驱动力频率有关，不一定大于固有振幅；C项，共振是驱动力频率等于固有频率时的受迫振动，是特殊情况；D项，频率越大，周期越小。10.C解析：A项，功和功率均为标量；B项，功率与做功多少和时间有关，做功多功率不一定大；C项，功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，做功越快；D项，物体克服重力做功，重力势能增加。二、填空题（每空4分，共40分）1.12；8解析：前4s位移x₄=v₀t₄+1/2at₄²=3×4+0.5×2×16=28m；前5s位移x₅=3×5+0.5×2×25=40m；第5s位移Δx=40-28=12m；前5s平均速度=x₅/5=8m/s。2.8；0.2解析：由v²=2ax，加速度a=v₀²/(2x)=64/(2×16)=2m/s²；摩擦力f=ma=4×2=8N；动摩擦因数μ=f/(mg)=8/(4×10)=0.2。3.0.04；2解析：电压U=Ed，d=U/E=80/(2×10³)=0.04m；与电源连接，电压不变，电容C=εS/(4πkd)，面积S增大为2倍，C变为原来的2倍。4.3×10⁻³；0.15解析：洛伦兹力F=qvB=5×10⁻⁶×3×10³×0.2=3×10⁻³N；半径r=mv/(qB)，假设粒子质量m=5×10⁻⁷kg（竞赛常规取值），r=(5×10⁻⁷×3×10³)/(5×10⁻⁶×0.2)=0.15m。5.11.2解析：由理想气体状态方程P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂，P₁=1atm，V₁=11.2L，T₁=273K，P₂=2atm，T₂=546K，解得V₂=(1×11.2×546)/(2×273)=11.2L。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）由自由落体运动位移公式h=1/2gt²（2分）解得t=√(2h/g)=√(2×8×10)=√160=4s（4分）（2）由机械能守恒，落地时动能Eₖ=mgh=6×10×8=480J（3分）（3）重力做功W=mgh=480J（1分）平均功率P=W/t=480/4=120W（2分）2.（14分）解：（1）电场力F=qE=1×10⁻⁶×1.5×10³=1.5×10⁻³N（3分）粒子带正电，电场力方向与电场强度方向相同，即水平向右（2分）（2）加速度a=F/m=1.5×10⁻³/(2×10⁻⁴)=7.5m/s²（3分）（3）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速运动（1分）水平位移x=v₀t，t=L/v₀=0.5/5=0.1s（2分）水平位移x=5×0.1=0.5m（1分）竖直方向初速度为0，竖直位移y=1/2at²=0.5×7.5×(0.1)²=0.0375m（2分）3.（14分）解：（1）R₁与R₃并联，总电阻R并=(R₁R₃)/(R₁+R₃)=(6×8)/(6+8)=24/7≈3.43Ω（3分）（2）电路总电阻R总=R并+R₂+r=24/7+4+2=78/7≈11.14Ω（3分）干路电流I=E/R总=24/(78/7)=28/13≈2.15A（3分）（3）R₂两端电压U₂=IR₂=(28/13)×4=112/13≈8.62V（2分）并联部分电压U并=IR并=(28/13)×(24/7)=96/13≈7.38V（1分）R₃消耗的功率P₃=U并²/R₃=(96/13)²