2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（一）

2026年北京市高中物理知识竞赛试卷及答案（一）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.下列关于物理学史的说法正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的数值B.伽利略通过理想斜面实验，提出了“力是维持物体运动的原因”C.爱因斯坦提出了相对论，揭示了时间和空间的本质联系D.库仑通过扭秤实验，发现了电流的磁效应2.如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，在竖直平面内做半径为L的圆周运动。小球在最高点时，轻绳的拉力为mg，则小球在最高点的速度大小为（）A.√(gL)B.√(2gL)C.√(3gL)D.2√(gL)3.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同B.磁感应强度的方向与通电导线在该点所受安培力的方向相同C.电场线和磁感线都是闭合曲线D.电场和磁场都是客观存在的物质，都能产生电场力和安培力4.质量为2kg的物体，在水平恒力F=10N的作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²，则物体在第2s末的速度大小为（）A.6m/sB.8m/sC.10m/sD.12m/s5.下列关于机械波的说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质B.横波的传播方向与质点的振动方向相同C.波源停止振动后，机械波会立即消失D.机械波的频率由介质决定，波长由波源决定6.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度从27℃升高到127℃，则气体的压强变化为（）A.增大到原来的4/3倍B.增大到原来的3/4倍C.增大到原来的2倍D.减小到原来的1/2倍7.如图所示，平行板电容器两极板间的距离为d，极板面积为S，电容为C，接在电源两端，电压为U。现将两极板间的距离减小到d/2，其他条件不变，则电容器的电容和极板间的电场强度分别变为（）A.2C，U/dB.2C，2U/dC.C/2，U/dD.C/2，2U/d8.一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，若磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，粒子的动能不变，则粒子做圆周运动的半径变为原来的（）A.1/4B.1/2C.2倍D.4倍9.关于功和能，下列说法正确的是（）A.功是能量的量度，做功的过程就是能量转化的过程B.重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关C.机械能守恒的条件是只有重力做功，其他力不做功D.物体的动能不变，其机械能一定守恒10.如图所示，两个电阻R₁=2Ω，R₂=3Ω，串联在电路中，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，则通过R₁的电流和R₂两端的电压分别为（）A.2A，6VB.2A，4VC.1A，3VD.1A，2V二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.某物体做匀变速直线运动，初速度v₀=2m/s，加速度a=2m/s²，则物体在第3s内的位移为______m，前3s内的平均速度为______m/s。2.一个质量为m=1kg的物体，在竖直向上的拉力F=15N的作用下，由静止开始向上运动，g取10m/s²，则物体的加速度大小为______m/s²，经过2s后，物体的动能为______J。3.如图所示，一个单摆的摆长为L，摆球质量为m，最大偏角为θ（θ<5°），则单摆的周期为______，摆球在最低点时的速度大小为______（重力加速度为g）。4.一个电荷量为q=2×10⁻⁶C的正电荷，在电场中某点受到的电场力F=4×10⁻⁴N，则该点的电场强度大小为______N/C，若将该电荷移走，该点的电场强度大小为______N/C。5.一定质量的理想气体，在标准状况下（0℃，1atm）的体积为22.4L，若将其温度升高到273℃，压强增大到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，从高h=10m的高处由静止自由下落，不计空气阻力，g取10m/s²。求：（1）物体下落到底端时的速度大小；（2）物体下落过程中重力做的功；（3）物体下落到底端时的动能。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=0.05m，极板间的电场强度E=2×10³N/C，方向竖直向下。一个质量m=1×10⁻⁴kg，电荷量q=5×10⁻⁶C的带负电粒子，从两极板的正中间以水平初速度v₀=10m/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）粒子离开电容器时的竖直位移大小。3.（14分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，R₃=3Ω，开关S闭合后，求：（1）电路中的总电阻；（2）干路电流；（3）R₁两端的电压和R₂消耗的功率。四、实验题（本题共1小题，共20分）1.某同学用打点计时器测量做匀变速直线运动物体的加速度，实验装置如图所示。（1）打点计时器使用的电源是______（选填“交流电源”或“直流电源”），若电源频率为50Hz，则打点的时间间隔为______s。（2）该同学在实验中打出的一条纸带如图所示，纸带上相邻两个计数点间有4个点未画出，计数点分别为A、B、C、D、E，已知AB=2.0cm，BC=3.0cm，CD=4.0cm，DE=5.0cm，则相邻两个计数点间的时间间隔为______s，物体的加速度大小为______m/s²。（3）若该同学在测量过程中，将计数点间的时间间隔算小了，则测得的加速度大小将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（4）为了减小实验误差，在实验中应注意的事项有______（写出一条即可）。北京市高中物理知识竞赛试卷（一）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，卡文迪许测出引力常量G；B项，伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”；D项，奥斯特发现电流的磁效应，库仑发现库仑定律。2.C解析：最高点时，重力与拉力的合力提供向心力，mg+mg=mv²/L，解得v=√(3gL)。3.A解析：B项，磁感应强度方向与安培力方向垂直；C项，电场线不闭合，磁感线闭合；D项，电场产生电场力，磁场对通电导线产生安培力，对静止电荷无作用力。4.A解析：摩擦力f=μmg=0.2×2×10=4N，合力F合=10-4=6N，加速度a=F合/m=3m/s²，第2s末速度v=at=3×2=6m/s。5.A解析：B项，横波传播方向与质点振动方向垂直；C项，波源停止振动后，机械波继续传播；D项，频率由波源决定，波长由波源和介质共同决定。6.A解析：等容变化，由查理定律P₁/T₁=P₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，解得P₂=(400/300)P₁=4P₁/3。7.B解析：电容C=εS/(4πkd)，d减半，C变为2C；接电源，电压U不变，电场强度E=U/d，d减半，E变为2U/d。8.B解析：洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，动能Eₖ=1/2mv²不变，v不变，B变为2倍，则r=mv/(qB)变为原来的1/2。9.B解析：A项，能量的量度是功，做功是能量转化的过程；C项，机械能守恒条件是只有重力或弹力做功；D项，动能不变，机械能可能变化（如匀速上升的物体）。10.A解析：总电阻R总=R₁+R₂+r=2+3+1=6Ω，干路电流I=E/R总=10/6=5/3A？修正：E=10V，r=1Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，总电阻=2+3+1=6Ω，电流I=10/6=5/3≈1.67A？此处题目选项有误，修正题目：E=12V，r=1Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，总电阻=6Ω，电流I=2A，R2电压U=IR2=6V，对应选项A。（原题数据修正后解析）二、填空题（每空4分，共40分）1.7；4解析：前2s位移x₂=v₀t₂+1/2at₂²=2×2+0.5×2×4=8m；前3s位移x₃=2×3+0.5×2×9=15m；第3s位移=15-8=7m；前3s平均速度=15/3=4m/s。2.5；100解析：合力F合=F-mg=15-10=5N，加速度a=5/1=5m/s²；2s末速度v=at=10m/s，动能Eₖ=0.5×1×10²=100J。3.2π√(L/g)；√[2gL(1-cosθ)]解析：单摆周期公式T=2π√(L/g)；由机械能守恒，mgL(1-cosθ)=0.5mv²，解得v=√[2gL(1-cosθ)]。4.200；200解析：E=F/q=4×10⁻⁴/2×10⁻⁶=200N/C；电场强度由电场本身决定，与电荷无关，移走电荷后E不变。5.22.4解析：由理想气体状态方程P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂，P₁=1atm，V₁=22.4L，T₁=273K，P₂=2atm，T₂=546K，解得V₂=22.4L。三、计算题（共40分）1.（12分）解：（1）由自由落体运动速度位移公式v²=2gh，代入数据：v=√(2×10×10)=√200=10√2≈14.14m/s（4分）（2）重力做功W=mgh=5×10×10=500J（4分）（3）由机械能守恒，动能Eₖ=W=500J（或Eₖ=0.5mv²=0.5×5×200=500J）（4分）2.（14分）解：（1）电场力F=qE=5×10⁻⁶×2×10³=0.01N（3分）粒子带负电，电场力方向与电场强度方向相反，即竖直向上（2分）（2）加速度a=F/m=0.01/1×10⁻⁴=100m/s²（3分）（3）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速运动，运动时间t=L/v₀（假设极板长度为L，题目未给出，修正：题目补充极板长度L=0.5m）t=0.5/10=0.05s（2分）竖直位移y=0.5at²=0.5×100×(0.05)²=0.125m（4分）3.（14分）解：（1）R₂与R₃并联，并联电阻R并=(R₂R₃)/(R₂+R₃)=(6×3)/(6+3)=2Ω（3分）总电阻R总=R₁+R并+r=4+2+2=8Ω（3分）（2）干路电流I=E/R总=12/8=1.5A（3分）（3）R₁两端电压U₁=IR₁=1.5×4=6V（2分）R并两端电压U并=IR并=1.5×2=3V