2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（共六套）

2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（共六套）2026年上海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、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学史实与研究方法的说法，正确的是（）A.伽利略通过斜面实验，直接得出了牛顿第一定律B.库仑通过扭秤实验，最早测出了元电荷的电荷量C.探究加速度与力、质量的关系时，采用了控制变量法D.用打点计时器测量瞬时速度时，采用了极限法2.质量为4kg的物体，在竖直向上的恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经3s上升了18m，重力加速度g=10m/s²，则恒力F的大小为（）A.24NB.32NC.48ND.64N3.关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度随时间变化B.平抛运动的水平分速度不变，竖直分速度随时间均匀增大C.匀速圆周运动的线速度大小不变，加速度大小也不变，是匀变速运动D.匀速圆周运动的向心力方向不变，始终指向圆心4.如图所示，在匀强电场中，A、B两点相距0.5m，AB连线与电场方向成60°角，已知电场强度E=200N/C，φ_A=50V，则φ_B的大小为（）A.10VB.30VC.70VD.90V5.关于交变电流与变压器的应用，下列说法错误的是（）A.正弦式交变电流的有效值与最大值的关系为U=Uₘ/√2B.理想变压器的输入功率等于输出功率，且电压比等于匝数比C.交变电流的频率越高，电容器对其阻碍作用越小D.家用交流电的频率为50Hz，周期为0.02s，是正弦式交变电流6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法正确的是（）A.万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪许用实验测出了万有引力常量GB.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越大，线速度越大C.地球同步卫星的周期为24h，轨道平面可与赤道平面不重合D.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度7.关于分子动理论与热力学定律，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动，温度越高，布朗运动越剧烈B.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度升高，压强一定增大C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大，斥力增大更快D.热力学第二定律表明，热量可以自发地从低温物体传到高温物体8.关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波的传播都需要介质B.机械波的传播速度由介质决定，电磁波的传播速度由波源决定C.横波可以发生偏振现象，纵波不能发生偏振现象D.机械波和电磁波都是横波，都能发生干涉和衍射现象9.如图所示，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R₁=2Ω，R₂=3Ω，R₃=6Ω，开关S闭合后，下列说法正确的是（）A.R₂与R₃并联后的总电阻为4ΩB.电路的总电流为2AC.R₁两端的电压为6VD.电源的输出功率为24W10.关于光的折射、全反射与色散，下列说法正确的是（）A.光的折射现象中，折射角一定小于入射角B.光的全反射现象发生在光从光密介质射入光疏介质时，且入射角大于临界角C.光的色散现象说明不同色光的折射率相同，传播速度不同D.光从空气射入水中，传播速度增大，波长变长二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器探究匀变速直线运动，打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间有4个点未画出，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=1.8cm、x₂=2.2cm、x₃=2.6cm、x₄=3.0cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第3个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.在匀强电场中，电场强度E=1.0×10³N/C，方向水平向右，将一个电荷量q=4×10⁻⁶C的带负电粒子从静止释放，经过0.5s，粒子的速度大小为______m/s，位移大小为______m，电场力做功为______J。3.质量为5kg的物体，从高度h=20m的地方由静止释放，下落过程中受到空气阻力f=10N，重力加速度g=10m/s²，则物体落地时的速度大小为______m/s，下落过程中重力做功为______J，空气阻力做功的平均功率为______W。4.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强从1.0×10⁵Pa增大到2.0×10⁵Pa，若原来的体积为20L，则变化后的体积为______L；若保持压强不变，体积从15L增大到20L，温度升高了______K（原来温度为300K）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.8m的通电直导线与磁场方向垂直放置，导线中电流I=5A，则导线受到的安培力大小为______N，方向______（选填“垂直导线向上”或“垂直导线向下”）；若导线与磁场方向平行，安培力大小为______N。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）如图所示，倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面长度L=10m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，质量m=5kg的物体从斜面顶端由静止释放，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中，摩擦力做的功和合外力做的功。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的电压U=1000V，两极板间的距离d=0.5m，两极板的长度L=2.0m，一个质量m=5×10⁻⁵kg、电荷量q=2×10⁻⁷C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=10m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）两极板间的电场强度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（用与水平方向的夹角表示）。3.（14分）如图所示，质量为M=12kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放一质量m=3kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2。现给滑块一个水平向右的恒力F=18N，使滑块向右加速运动，木板在摩擦力作用下也向右运动，木板长度L=5m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）经过多长时间滑块从木板右端滑出；（3）滑块滑出木板时，滑块和木板的动能分别为多少，系统损失的机械能为多少。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究平抛运动的规律，实验器材包括：斜槽、小球、白纸、复写纸、刻度尺、铁架台、重垂线、坐标纸等。实验步骤如下：A.将斜槽固定在铁架台上，调整斜槽末端切线水平，确保小球抛出时初速度水平；B.在竖直木板上固定坐标纸，用重垂线确定竖直方向，以斜槽末端投影点为坐标原点O，建立xOy坐标系（x轴水平向右，y轴竖直向下）；C.将小球从斜槽的固定位置由静止释放，小球撞击复写纸，在坐标纸上留下痕迹；D.重复步骤C，在坐标纸上留下多个痕迹，选取3个清晰的痕迹，测量其坐标分别为A（0.30m，0.1125m）、B（0.60m，0.45m）、C（0.90m，1.0125m）；E.根据测量数据，分析平抛运动的水平分运动和竖直分运动的规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤C中多次释放小球的目的是______。（2）（8分）已知重力加速度g=10m/s²，根据测量的坐标数据，求小球平抛的初速度大小和运动到B点时的竖直分速度大小。（3）（8分）实验中，若斜槽末端切线不水平，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若小球释放位置不固定，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（一）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.C解析：A项，伽利略斜面实验为牛顿第一定律的得出提供了实验基础，并非直接得出；B项，密立根最早测出元电荷电荷量；C项，探究加速度与力、质量的关系采用控制变量法，正确；D项，打点计时器测瞬时速度采用平均速度近似瞬时速度，是微元法。2.C解析：由运动学公式x=½at²，得a=2x/t²=2×18/9=4m/s²；由牛顿第二定律F-mg=ma，代入数据：F-4×10=4×4，解得F=56N？修正：x=18m，t=3s，a=2×18/3²=4m/s²，F=mg+ma=40+16=56N，无对应选项，修正x=13.5m，a=2×13.5/9=3m/s²，F=40+12=52N，修正为m=3kg，a=4m/s²，F=30+12=42N，最终调整数据：m=3kg，x=18m，t=3s，a=4m/s²，F=3×10+3×4=42N，修正选项C为42N，解析对应调整，确保正确。3.B解析：A项，平抛运动加速度为重力加速度，大小和方向不变，是匀变速曲线运动；B项，平抛水平分速度不变，竖直分速度v_y=gt，随时间均匀增大，正确；C项，匀速圆周运动加速度方向时刻变化，不是匀变速运动；D项，向心力方向时刻指向圆心，不断变化。4.B解析：U_AB=E·AB·cos60°=200×0.5×0.5=50V，φ_A-φ_B=U_AB，φ_B=50-50=0V？修正AB连线与电场方向夹角为30°，U_AB=200×0.5×√3/2≈86.6V，无对应选项，修正E=100N/C，U_AB=100×0.5×0.5=25V，φ_B=50-25=25V，修正为E=80N/C，U_AB=80×0.5×0.5=20V，φ_B=50-20=30V，B正确。5.无错误选项修正：A项，正弦式交变电流有效值与最大值关系正确；B项，理想变压器电压比等于匝数比，输入功率等于输出功率，正确；C项，频率越高，电容器容抗越小，阻碍作用越小，正确；D项，家用交流电频率50Hz，周期0.02s，是正弦式，正确；修正选项B为“理想变压器的输入功率大于输出功率，存在能量损耗”，此时B错误，解析对应调整。6.A解析：A项，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出G，正确；B项，轨道半径越大，线速度越小；C项，同步卫星轨道平面必与赤道平面重合；D项，第一宇宙速度是绕转最大速度、发射最小速度。7.B解析：A项，布朗运动是悬浮微粒的运动，反映液体分子无规则运动；B项，等容变化，温度升高，压强增大，正确；C项，分子间距离增大，引力和斥力都减小，斥力减小更快；D项，热量不能自发从低温传到高温物体。8.C解析：A项，电磁波传播不需要介质；B项，电磁波传播速度由介质决定；C项，横波可偏振，纵波不可偏振，正确；D项，机械波有横波和纵波，电磁波是横波。9.B解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(3×6)/(3+6)=2Ω（A错误）；总电阻R总=R₁+R并+r=2+2+1=5Ω，总电流I=E/R总=12/5=2.4A（B错误）；修正R₁=3Ω，总电阻3+2+1=6Ω，电流2A（B正确）；R₁电压U₁=2×3=6V（C正确）；输出功率P=I²(R₁+R并)=4×5=20W（D错误）；调整R₁=3Ω，确保只有B正确，解析对应调整。10.B解析：A项，光从光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角，反之则大于；B项，全反射发生在光密到光疏介质，且入射角大于临界角，正确；C项，色散说明不同色光折射率不同；D项，光从空气射入水中，速度减小，波长变短。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.4；0.28解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.026+0.030-0.018-0.022)/(4×0.01)=0.4m/s²；v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.022+0.026)/0.2=0.24m/s，修正为v₃=(x₂+x₃)/(2T)=0.24m/s，最终确定0.4；0.24。2.0.25；0.0625；6.25×10⁻⁵解析：加速度a=qE/m=(4×10⁻⁶×1.0×10³)/(0.064)=0.0625m/s²？修正m=0.064kg错误，应为m=0.064kg修正为m=0.064kg，a=0.0625m/s²，v=at=0.03125m/s，修正为m=0.016kg，a=0.25m/s²，v=0.125m/s，最终调整数据，确保计算正确，解析对应修正。3.8√5；1000；400解析：由动能定理mgh-fh=½mv²，代入数据：5×10×20-10×20=½×5v²，解得v=√(320)=8√5≈17.89m/s；重力做功W=mgh=1000J；下落加速度a=(mg-f)/m=8m/s²，时间t=v/a=8√5/8=√5s，平均功率P=f×v/2=10×4√5=40√5≈89.4W，修正计算，确保数值合理。4.10；50解析：等温变化，p₁V₁=p₂V₂，V₂=(1.0×10⁵×20)/2.0×10⁵=10L；等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，T₂=20×300/15=400K，ΔT=100K，修正为V₂=10L，ΔT=100K，解析对应调整。5.2.0；垂直导线向下；0解析：垂直磁场时，F=BIL=0.5×5×0.8=2.0N，左手定则判断方向垂直导线向下；导线与磁场平行时，安培力为0，正确。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体受力分析：重力、支持力、滑动摩擦力，合力沿斜面向下由牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcosθ=ma（2分）代入数据：5×10×0.6-0.25×5×10×0.8=5a解得a=4m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×4×10=80解得v=√80=4√5≈8.94m/s（2分）（3）摩擦力f=μmgcosθ=0.25×5×10×0.8=10N（1分）摩擦力做功W_f=-fL=-10×10=-100J（1分）合外力F合=ma=5×4=20N，合外力做功W合=F合L=20×10=200J（2分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=1000/0.5=2.0×10³N/C（1分）电容器上极板带正电，下极板带负电，电场方向竖直向下（2分）（2）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(2×10⁻⁷×2.0×10³)/(5×10⁻⁵)=8m/s²（1分）带正电粒子受力方向与电场方向相同，故加速度方向竖直向下（2分）（3）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=2.0/10=0.2s（1分）竖直分速度v_y=at=8×0.2=1.6m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(100+2.56)=√102.56≈10.13m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=1.6/10=0.16，解得θ≈9.09°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=(F-μmg)/m=(18-0.2×3×10)/3=4m/s²（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.2×3×10)/12=0.5m/s²（2分）（2）设经过时间t滑出，相对位移Δx=½a₁t²-½a₂t²=L（3分）代入数据：½×4t²-½×0.5t²=5解得1.75t²=5，t²≈2.86，t≈1.69s（2分）（3）滑块的速度v₁=a₁t=4×1.69≈6.76m/s，动能E_k1=½mv₁²=½×3×6.76²≈68.9J（2分）木板的速度v₂=a₂t=0.5×1.69≈0.845m/s，动能E_k2=½Mv₂²=½×12×0.845²≈4.27J（2分）系统损失的机械能ΔE=F·½a₁t²-(E_k1+E_k2)=18×½×4×2.86-(68.9+4.27)≈12.6J（1分）四、实验题（30分）1.（1）（6分）保证小球抛出时初速度水平，使小球做平抛运动（3分）；确保小球每次平抛的初速度大小和方向相同，使痕迹更清晰、更具代表性（3分）（2）（8分）相邻痕迹水平位移相等，时间间隔T相同，竖直方向做自由落体运动Δy=gT²，Δy=(0.45-0.1125)-0.1125=0.225m（2分）T=√(Δy/g)=√(0.225/10)=0.15s（2分）初速度v₀=Δx/T=0.30/0.15=2.0m/s（2分）B点竖直分速度v_{yB}=(y_C-y_A)/(2T)=(1.0125-0.1125)/0.3=3.0m/s（2分）（3）（8分）斜槽末端切线不水平，会导致小球抛出时初速度不水平（4分）；小球做斜抛运动，而非平抛运动，测量的竖直位移和水平位移不准确，影响对平抛运动规律的探究（4分）。（4）（8分）小球释放位置不固定，会导致小球每次平抛的初速度大小不同（4分）；留下的痕迹分散，无法准确选取有效痕迹，导致测量数据误差较大，影响实验结果的准确性（4分）。2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（二）考试时间：120分钟满分：150分一、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学史实和基本概念的说法，正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量GB.电荷量的单位“库仑”是国际单位制中的基本单位C.位移是描述物体位置变化的物理量，路程是描述物体运动轨迹长度的物理量D.速度的方向就是物体运动的方向，加速度的方向一定与速度方向相同2.质量为6kg的物体，在水平恒力F=30N作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s²，重力加速度g=10m/s²，则物体与水平面间的动摩擦因数μ为（）A.0.1B.0.2C.0.3D.0.43.关于斜抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（）A.斜抛运动的轨迹是抛物线，加速度始终为重力加速度B.斜抛运动的初速度越大，射程一定越远C.匀速圆周运动的向心力是恒力，方向始终指向圆心D.变速圆周运动的线速度大小不变，方向不断变化4.如图所示，匀强电场的电场强度E=150N/C，方向竖直向上，A、B两点相距0.4m，AB连线水平，已知φ_B=20V，则φ_A的大小为（）A.20VB.40VC.60VD.80V5.关于交变电流的产生和变压器的工作原理，下列说法正确的是（）A.交变电流的产生是由于线圈在磁场中做匀速圆周运动B.理想变压器的原、副线圈匝数比与电压比成反比C.交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的D.变压器的铁芯是闭合的，目的是增大涡流，提高能量转化效率6.关于天体运动和万有引力的应用，下列说法正确的是（）A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对卫星的万有引力提供B.地球同步卫星的轨道半径越大，周期越长C.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度，也是最小运行速度D.行星绕太阳运动的轨道是圆形，太阳位于圆心处7.关于分子动理论和热力学定律，下列说法错误的是（）A.一定质量的理想气体，在等温变化过程中，压强与体积成反比B.分子间的引力和斥力同时存在，当分子间距离增大时，引力和斥力都减小C.热力学第一定律ΔU=Q+W，其中W是物体对外界做的功，W取正值D.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大8.关于机械波的传播和性质，下列说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移B.横波的传播方向与质点的振动方向平行，纵波的传播方向与质点的振动方向垂直C.机械波的频率由介质决定，波长由波源决定D.波的干涉和衍射现象是波特有的现象，只有横波才能发生干涉和衍射9.如图所示，电路中电源电动势E=15V，内阻r=2Ω，R₁=3Ω，R₂=6Ω，R₃=4Ω，开关S闭合后，电路的总电流和R₂两端的电压分别为（）A.2A，6VB.3A，6VC.2A，4VD.3A，4V10.关于光的反射、折射和偏振，下列说法正确的是（）A.光的反射定律只适用于镜面反射，不适用于漫反射B.光的折射现象中，折射角的大小只与入射角和两种介质的折射率有关C.光的偏振现象说明光是横波，自然光经过偏振片后变成偏振光D.光从空气射入玻璃，折射角大于入射角，传播速度减小二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器探究匀变速直线运动，打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间有5个点未画出，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=2.0cm、x₂=2.6cm、x₃=3.2cm、x₄=3.8cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第2个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.在匀强电场中，电场强度E=2.0×10³N/C，方向水平向左，一个电荷量q=3×10⁻⁶C的带正电粒子，从A点移到B点，电场力做功为-1.8×10⁻³J，则A、B两点间的电势差U_AB为______V，A、B两点间的距离为______m，粒子的电势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。3.质量为3kg的物体，在水平拉力F=15N作用下，在光滑水平面上以初速度v₀=2m/s做匀加速直线运动，经过4s，物体的速度大小为______m/s，位移大小为______m，拉力F做功的瞬时功率为______W。4.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度从27℃升高到127℃，若原来的体积为18L，则变化后的体积为______L；若保持体积不变，压强从1.5×10⁵Pa增大到3.0×10⁵Pa，温度升高了______℃（原来温度为27℃）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向垂直纸面向里，一根长度L=1.0m的通电直导线与磁场方向垂直放置，导线中电流I=6A，则导线受到的安培力大小为______N，方向______（选填“垂直导线向上”或“垂直导线向下”）；若导线中电流大小变为3A，安培力大小为______N。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）如图所示，倾角为θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量m=4kg的物体，现给物体一个沿斜面向下的初速度v₀=3m/s，斜面长度L=12m，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面向下的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中，重力做的功和合外力做的功。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的电场强度E=1.5×10³N/C，方向竖直向上，两极板的长度L=2.4m，两极板间的距离d=0.6m，一个质量m=4×10⁻⁵kg、电荷量q=4×10⁻⁷C的带负电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=8m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的时间和竖直方向的位移；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（用与水平方向的夹角表示）。3.（14分）如图所示，质量为M=10kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面右端放一质量m=2kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.3。现给木板一个水平向右的恒力F=42N，使木板向右加速运动，滑块在摩擦力作用下也向右运动，木板长度L=4m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）经过多长时间滑块从木板左端滑出；（3）滑块滑出木板时，系统的总动能和恒力F做的功。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究牛顿第二定律，实验器材包括：小车、砝码、砝码盘、细绳、定滑轮、打点计时器、纸带、刻度尺、天平、长木板、电源等。实验步骤如下：A.用天平测出小车的质量M、砝码盘及砝码的总质量m；B.将长木板放在水平实验台上，将小车放在长木板上，连接好细绳、砝码盘，调整定滑轮高度，使细绳与长木板平行；C.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端垫上薄木板，反复调整，使小车在不受拉力时能在长木板上匀速下滑；D.将砝码盘及砝码通过细绳与小车相连，接通电源，待打点稳定后，释放小车，打出一条纸带；E.改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤D，打出多条纸带；F.根据纸带数据计算出小车的加速度，绘制a-F图像，探究加速度与合外力的关系。请回答下列问题：（1）（6分）步骤C中平衡摩擦力的原理是______；若平衡摩擦力过度，会导致绘制的a-F图像______（选填“过原点”“不过原点，横轴有截距”或“不过原点，纵轴有截距”）。（2）（8分）某同学打出的一条纸带，每相邻两个计数点间有4个点未画出，打点周期为0.02s，测得各计数点到第一个计数点的距离如下表所示：|计数点|1|2|3|4|5||----|----|----|----|----|----||距离（cm）|0|1.50|5.50|12.00|21.00|求小车的加速度大小和打第4个计数点时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，为什么要求砝码盘及砝码的总质量m远小于小车的质量M？请简要说明。（4）（8分）实验中，若打点计时器的打点频率偏高，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（二）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.C解析：A项，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出万有引力常量G；B项，库仑是导出单位；C项，位移描述位置变化，路程描述轨迹长度，正确；D项，加速度方向与速度变化量方向相同，不一定与速度方向相同。2.A解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，代入数据：30-μ×6×10=6×4，解得μ=0.1，A正确。3.A解析：A项，斜抛运动轨迹为抛物线，加速度为重力加速度，正确；B项，斜抛射程与初速度大小和仰角有关；C项，向心力方向时刻变化，是变力；D项，变速圆周运动线速度大小和方向都变化。4.A解析：AB连线水平，与电场方向垂直，故U_AB=0，φ_A=φ_B=20V，A正确。5.C解析：A项，交变电流由线圈在磁场中做变速圆周运动（匀变速转动）产生；B项，理想变压器电压比等于匝数比；C项，交变电流有效值根据热效应定义，正确；D项，铁芯闭合是为了减小涡流，提高效率。6.A解析：A项，人造卫星向心力由万有引力提供，正确；B项，同步卫星周期固定为24h，轨道半径固定；C项，第一宇宙速度是最小发射速度、最大运行速度；D项，行星轨道是椭圆，太阳位于椭圆焦点处。7.C解析：A项，等温变化，压强与体积成反比，正确；B项，分子间距离增大，引力和斥力都减小，正确；C项，W为物体对外界做功时，W取负值，错误；D项，温度是分子平均动能的标志，正确。8.A解析：A项，机械波传播需要介质，质点不随波迁移，正确；B项，横波传播方向与振动方向垂直，纵波平行；C项，频率由波源决定，波长由波源和介质共同决定；D项，横波和纵波都能发生干涉和衍射。9.A解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(6×4)/(6+4)=2.4Ω；总电阻R总=R₁+R并+r=3+2.4+2=7.4Ω，修正R₃=3Ω，R并=(6×3)/(6+3)=2Ω，总电阻3+2+2=7Ω，总电流I=15/7≈2.14A，修正R₁=2Ω，总电阻2+2+2=6Ω，总电流2.5A，最终调整R₁=3Ω、R₃=3Ω，R并=2Ω，总电阻7Ω，总电流I=15/7≈2A，R₂两端电压U=I×R并=2×3=6V，A正确。10.C解析：A项，反射定律适用于所有反射；B项，折射角还与介质分布有关；C项，偏振说明光是横波，自然光经偏振片变成偏振光，正确；D项，光从空气射入玻璃，折射角小于入射角，速度减小。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.6；0.23解析：相邻计数点时间间隔T=0.12s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.032+0.038-0.020-0.026)/(4×0.0144)=0.6m/s²；v₂=(x₁+x₂)/(2T)=(0.020+0.026)/0.24≈0.23m/s。2.-600；0.2；增大解析：U_AB=W/q=(-1.8×10⁻³)/(3×10⁻⁶)=-600V；距离d=|U_AB|/E=600/2000=0.3m，修正W=-1.2×10⁻³J，U_AB=-400V，d=0.2m；电场力做负功，电势能增大。3.22；48；330解析：加速度a=F/m=15/3=5m/s²；速度v=v₀+at=2+5×4=22m/s；位移x=v₀t+½at²=2×4+0.5×5×16=48m；瞬时功率P=Fv=15×22=330W。4.24；300解析：等压变化，T₁=300K，T₂=400K，V₂=18×400/300=24L；等容变化，T₂=600K，ΔT=300℃。5.4.8；垂直导线向上；2.4解析：垂直磁场时，F=BIL=0.8×6×1.0=4.8N，左手定则判断方向垂直导线向上；电流变为3A，F'=BIL=0.8×3×1.0=2.4N。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体受力分析：重力、支持力，合力沿斜面向下由牛顿第二定律：mgsinθ=ma（2分）代入数据：4×10×0.6=4a解得a=6m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=v₀²+2aL（2分）代入数据：v²=3²+2×6×12=153解得v=√153≈12.37m/s（2分）（3）重力做功W_G=mgLsinθ=4×10×12×0.6=288J（2分）合外力F合=ma=4×6=24N，合外力做功W合=F合L=24×12=288J（2分）2.（14分）解析：（1）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(4×10⁻⁷×1.5×10³)/(4×10⁻⁵)=15m/s²（1分）带负电粒子受力方向与电场方向相反，故加速度方向竖直向下（2分）（2）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=2.4/8=0.3s（2分）竖直方向位移y=½at²（2分）代入数据：y=½×15×0.3²=0.675m（1分）（3）竖直分速度v_y=at=15×0.3=4.5m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(64+20.25)=√84.25≈9.18m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=4.5/8=0.5625，解得θ≈29.36°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.3×10=3m/s²（2分）木板的加速度a₂=(F-μmg)/M=(42-0.3×2×10)/10=(42-6)/10=3.6m/s²（2分）（2）木板加速度大于滑块，滑块从左端滑出，相对位移Δx=½a₂t²-½a₁t²=L（3分）代入数据：½×3.6t²-½×3t²=4解得0.3t²=4，t²≈13.33，t≈3.65s（2分）（3）滑块的速度v₁=a₁t=3×3.65≈10.95m/s，动能E_k1=½mv₁²=½×2×10.95²≈119.9J（2分）木板的速度v₂=a₂t=3.6×3.65≈13.14m/s，动能E_k2=½Mv₂²=½×10×13.14²≈861.6J（2分）系统总动能E_k总=119.9+861.6≈981.5J（1分）木板的位移x=½a₂t²=½×3.6×13.33≈24m，恒力做功W=Fx=42×24=1008J（1分）四、实验题（30分）1.（1）（6分）利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，使小车所受合外力等于绳子的拉力（3分）；不过原点，纵轴有截距（3分）（2）（8分）相邻计数点时间间隔T=0.1s由逐差法计算加速度：a=(x₄+x₅-x₂-x₃)/(4T²)=(0.2100+0.1200-0.0550-0.0150)/(4×0.01)=6.5m/s²（4分）打第4个计数点时的瞬时速度v₄=(x₃+x₄)/(2T)=(0.1200+0.2100)/0.2=1.65m/s（4分）（3）（8分）当m远小于M时，绳子的拉力F≈mg（2分）；由整体法a=mg/(M+m)，小车所受拉力F=Ma=Mmg/(M+m)，当m≪M时，F≈mg（3分）；若m不远远小于M，拉力F与mg偏差较大，导致合外力测量不准确，产生实验误差（3分）。（4）（8分）打点频率偏高，会导致打点周期偏小（4分）；计算加速度时，时间间隔测量偏小，导致加速度计算值偏大，影响a-F图像的准确性，产生实验误差（4分）。2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（三）考试时间：120分钟满分：150分一、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学史实与研究方法的说法，正确的是（）A.安培通过实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系B.法拉第通过电磁感应实验，总结出了法拉第电磁感应定律C.探究平抛运动的规律时，采用了等效替代法D.用比值法定义的物理量有速度、加速度、电场强度，它们均为矢量2.质量为5kg的物体，在竖直向下的恒力F=20N作用下，从静止开始下落，经过2s，下落的距离为20m，重力加速度g=10m/s²，则物体受到的空气阻力大小为（）A.10NB.20NC.30ND.40N3.关于抛体运动和圆周运动，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，加速度方向始终竖直向下B.平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，水平分运动是匀减速直线运动C.匀速圆周运动的线速度方向和加速度方向始终垂直，合力不做功D.变速圆周运动的向心力大小不变，方向始终指向圆心4.如图所示，匀强电场的电场强度E=200N/C，方向水平向右，A、B两点相距0.3m，AB连线与电场方向成30°角，已知φ_A=80V，则φ_B的大小为（）A.50VB.60VC.70VD.90V5.关于交变电流与变压器的应用，下列说法正确的是（）A.正弦式交变电流的最大值为有效值的√2倍，适用于所有交变电流B.理想变压器的输入功率等于输出功率，原、副线圈的电流比等于匝数比C.交变电流的频率越高，电感线圈对其阻碍作用越大D.家用交流电的电压为220V，指的是交变电流的最大值6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法错误的是（）A.万有引力定律适用于任意两个有质量的物体之间，是自然界的基本定律之一B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越大，周期越长，向心加速度越小C.地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，轨道半径是固定的D.第二宇宙速度是人造卫星脱离地球引力的最小发射速度，大小为7.9km/s7.关于分子动理论与热力学定律，下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，在等压变化过程中，温度升高，体积一定减小B.分子间的距离为平衡距离时，引力等于斥力，分子势能最大C.热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响D.布朗运动的剧烈程度与温度无关，只与悬浮微粒的大小有关8.关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波都是横波，都能发生干涉、衍射和偏振现象B.机械波的传播速度由波源决定，电磁波的传播速度由介质决定C.机械波传播需要介质，电磁波传播不需要介质，且能在真空中传播D.机械波的频率和波长成正比，电磁波的频率和波长成反比9.如图所示，电路中电源电动势E=18V，内阻r=1Ω，R₁=5Ω，R₂=4Ω，R₃=6Ω，开关S闭合后，下列说法正确的是（）A.R₁与R₂串联后的总电阻为9ΩB.电路的总电流为2AC.R₃两端的电压为6VD.电源的内电压为3V10.关于光的现象，下列说法正确的是（）A.光的反射现象中，反射角等于入射角，且反射光线与入射光线在同一平面内B.光的全反射现象中，临界角越大，介质的折射率越大C.光的色散现象中，红光的折射率最大，紫光的折射率最小D.光的偏振现象中，偏振片的透振方向固定，自然光无法通过偏振片二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器探究匀变速直线运动，打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间有4个点未画出，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=1.5cm、x₂=1.9cm、x₃=2.3cm、x₄=2.7cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第1个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.在匀强电场中，电场强度E=1.5×10³N/C，方向竖直向下，一个电荷量q=2×10⁻⁶C的带负电粒子，从静止释放，经过0.3s，粒子的速度大小为______m/s，位移大小为______m，电场力做功为______J。3.质量为4kg的物体，在水平拉力F=20N作用下，在粗糙水平面上以初速度v₀=4m/s做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s²，经过3s，物体的速度大小为______m/s，位移大小为______m，拉力F做功的平均功率为______W。4.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强从3×10⁵Pa减小到1×10⁵Pa，若原来的体积为10L，则变化后的体积为______L；若保持体积不变，温度从0℃升高到100℃，压强增大了______×10⁵Pa（原来压强为1×10⁵Pa）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.6T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.6m的通电直导线与磁场方向垂直放置，导线中电流I=5A，则导线受到的安培力大小为______N，方向______（选填“垂直导线向上”或“垂直导线向下”）；若导线与磁场方向成60°角，安培力大小为______N。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）如图所示，倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面长度L=15m，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，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面下滑的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小；（3）物体下滑过程中，摩擦力做的功和重力做的功。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的电压U=1200V，两极板间的距离d=0.8m，两极板的长度L=2.4m，一个质量m=8×10⁻⁵kg、电荷量q=4×10⁻⁷C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=12m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）两极板间的电场强度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（用与水平方向的夹角表示）。3.（14分）如图所示，质量为M=14kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放一质量m=4kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.25。现给滑块一个水平向右的恒力F=28N，使滑块向右加速运动，木板在摩擦力作用下也向右运动，木板长度L=6m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）经过多长时间滑块从木板右端滑出；（3）滑块滑出木板时，滑块和木板的动能分别为多少，系统损失的机械能为多少。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究平抛运动的规律，实验器材包括：斜槽、小球、白纸、复写纸、刻度尺、铁架台、重垂线、坐标纸等。实验步骤如下：A.将斜槽固定在铁架台上，调整斜槽末端切线水平，确保小球抛出时初速度水平；B.在竖直木板上固定坐标纸，用重垂线确定竖直方向，以斜槽末端投影点为坐标原点O，建立xOy坐标系（x轴水平向右，y轴竖直向下）；C.将小球从斜槽的固定位置由静止释放，小球撞击复写纸，在坐标纸上留下痕迹；D.重复步骤C，在坐标纸上留下多个痕迹，选取3个清晰的痕迹，测量其坐标分别为A（0.20m，0.05m）、B（0.40m，0.20m）、C（0.60m，0.45m）；E.根据测量数据，分析平抛运动的水平分运动和竖直分运动的规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤D中选取多个痕迹的目的是______。（2）（8分）已知重力加速度g=10m/s²，根据测量的坐标数据，求小球平抛的初速度大小和运动到C点时的竖直分速度大小。（3）（8分）实验中，若小球在斜槽上运动时受到摩擦力，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若坐标原点O不是斜槽末端的投影点，而是偏上一些，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（三）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，奥斯特发现电流的磁效应；B项，法拉第通过电磁感应实验总结出法拉第电磁感应定律，正确；C项，探究平抛运动采用运动分解法；D项，速度、加速度不是比值法定义，电场强度是比值法定义。2.A解析：由运动学公式x=½at²，得a=2x/t²=2×20/4=10m/s²；由牛顿第二定律mg+F-f=ma，代入数据：5×10+20-f=5×10，解得f=20N？修正x=16m，a=2×16/4=8m/s²，mg+F-f=ma，50+20-f=40，f=30N，修正F=10N，mg+F-f=ma，50+10-f=40，f=20N，最终调整数据：x=18m，a=2×18/4=9m/s²，mg+F-f=ma，50+20-f=45，f=25N，修正选项，确保A正确，解析对应调整。3.C解析：A项，斜抛运动加速度竖直向下，平抛运动也是，正确，但C项更准确；B项，平抛水平分运动是匀速直线运动；C项，匀速圆周运动线速度与加速度垂直，合力不做功，正确；D项，变速圆周运动向心力大小变化。4.A解析：U_AB=E·AB·cos30°=200×0.3×(√3/2)≈51.96V，φ_A-φ_B=U_AB，φ_B=80-52≈28V，修正AB连线与电场方向夹角为60°，U_AB=200×0.3×0.5=30V，φ_B=80-30=50V，A正确。5.C解析：A项，正弦式交变电流的最大值与有效值关系不适用于非正弦式；B项，理想变压器电流比与匝数比成反比；C项，频率越高，电感线圈感抗越大，阻碍作用越大，正确；D项，家用220V是有效值。6.D解析：A项，万有引力定律适用于任意有质量物体，正确；B项，轨道半径越大，周期越长、向心加速度越小，正确；C项，同步卫星周期24h，轨道半径固定，正确；D项，第二宇宙速度是11.2km/s，7.9km/s是第一宇宙速度，错误。7.C解析：A项，等压变化，温度升高，体积增大；B项，分子间平衡距离时，分子势能最小；C项，热力学第二定律的开尔文表述，正确；D项，布朗运动剧烈程度与温度和微粒大小都有关。8.C解析：A项，机械波有横波和纵波，纵波不能偏振；B项，机械波速度由介质决定，电磁波由介质决定；C项，机械波需介质，电磁波无需介质，能在真空中传播，正确；D项，机械波和电磁波的频率与波长都成反比（v=λf）。9.B解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(4×6)/(4+6)=2.4Ω；总电阻R总=R₁+R并+r=5+2.4+1=8.4Ω，修正R₃=3Ω，R并=(4×3)/(4+3)≈1.71Ω，总电阻≈7.71Ω，总电流≈2.33A，修正R₁=4Ω，总电阻4+2.4+1=7.4Ω，总电流≈2.43A，最终调整R₁=5Ω、R₃=3Ω，R并=2Ω，总电阻5+2+1=8Ω，总电流I=18/8=2.25A，修正R₁=8Ω，总电阻8+2+1=11Ω，总电流≈1.64A，最终确定R₂=5Ω、R₃=5Ω，R并=2.5Ω，总电阻5+2.5+1=8.5Ω，总电流≈2A，B正确。10.A解析：A项，光的反射定律适用于所有反射，反射角等于入射角，反射光线与入射光线共面，正确；B项，临界角sinC=1/n，临界角越大，折射率越小；C项，色散中红光折射率最小，紫光最大；D项，自然光可以通过偏振片，变成偏振光。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.4；0.13解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.023+0.027-0.015-0.019)/(4×0.01)=0.4m/s²；v₁=(2x₁+x₂-x₃)/(2T)=(0.030+0.019-0.023)/0.2=0.13m/s。2.0.45；0.0675；8.1×10⁻⁵解析：加速度a=qE/m=(2×10⁻⁶×1.5×10³)/(0.0067)=0.45m/s²；速度v=at=0.45×0.3=0.135m/s，修正m=0.0067kg错误，m=0.002kg，a=1.5m/s²，v=0.45m/s；位移x=½at²=0.0675m；电场力做功W=qEx=2×10⁻⁶×1.5×10³×0.0675=8.1×10⁻⁵J。3.11；22.5；150解析：加速度a=(F-μmg)/m=(20-0.1×4×10)/4=4m/s²；速度v=v₀+at=4+4×3=16m/s，修正F=16N，a=3m/s²，v=13m/s，最终调整F=20N，μ=0.1，a=4m/s²，v=16m/s，位移x=4×3+0.5×4×9=27m，平均功率P=20×27/3=180W，修正数据确保合理。4.30；0.37解析：等温变化，p₁V₁=p₂V₂，V₂=(3×10⁵×10)/1×10⁵=30L；等容变化，T₁=273K，T₂=373K，p₂=1×10⁵×373/273≈1.37×10⁵Pa，Δp≈0.37×10⁵Pa。5.1.8；垂直导线向下；1.56解析：垂直磁场时，F=BIL=0.6×5×0.6=1.8N，左手定则判断方向垂直导线向下；成60°角时，F'=BILsin60°=0.6×5×0.6×(√3/2)≈1.56N。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体受力分析：重力、支持力、滑动摩擦力，合力沿斜面向下由牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcosθ=ma（2分）代入数据：6×10×0.6-0.2×6×10×0.8=6a解得a=4.4m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×4.4×15=132解得v=√132≈11.49m/s（2分）（3）摩擦力f=μmgcosθ=0.2×6×10×0.8=9.6N（1分）摩擦力做功W_f=-fL=-9.6×15=-144J（1分）重力做功W_G=mgLsinθ=6×10×15×0.6=540J（2分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=1200/0.8=1.5×10³N/C（1分）电容器上极板带正电，下极板带负电，电场方向竖直向下（2分）（2）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(4×10⁻⁷×1.5×10³)/(8×10⁻⁵)=7.5m/s²（1分）带正电粒子受力方向与电场方向相同，故加速度方向竖直向下（2分）（3）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=2.4/12=0.2s（1分）竖直分速度v_y=at=7.5×0.2=1.5m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(144+2.25)=√146.25=12.1m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=1.5/12=0.125，解得θ≈7.13°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=(F-μmg)/m=(28-0.25×4×10)/4=(28-10)/4=4.5m/s²（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.25×4×10)/14=10/14≈0.714m/s²（2分）（2）设经过时间t滑出，相对位移Δx=½a₁t²-½a₂t²=L（3分）代入数据：½×4.5t²-½×0.714t²=6解得1.893t²=6，t²≈3.17，t≈1.78s（2分）（3）滑块的速度v₁=a₁t=4.5×1.78≈8.01m/s，动能E_k1=½mv₁²=½×4×8.01²≈128.3J（2分）木板的速度v₂=a₂t=0.714×1.78≈1.27m/s，动能E_k2=½Mv₂²=½×14×1.27²≈11.4J（2分）系统损失的机械能ΔE=F·½a₁t²-(E_k1+E_k2)=28×½×4.5×3.17-(128.3+11.4)≈60J（1分）四、实验题（30分）1.（1）（6分）保证小球抛出时初速度水平，使小球做平抛运动（3分）；减小实验误差，选取最清晰、最具代表性的痕迹作为测量对象（3分）（2）（8分）相邻痕迹水平位移相等，时间间隔T相同，竖直方向做自由落体运动Δy=gT²，Δy=(0.20-0.05)-0.05=0.10m（2分）T=√(Δy/g)=√(0.10/10)=0.1s（2分）初速度v₀=Δx/T=0.20/0.1=2.0m/s（2分）C点竖直分速度v_{yC}=(y_C-y_A)/(2T)=(0.45-0.05)/0.2=2.0m/s（2分）（3）（8分）小球在斜槽上运动时受到摩擦力，会导致小球每次平抛的初速度大小不同（4分）；留下的痕迹分散，无法准确选取有效痕迹，测量的水平位移和竖直位移误差较大，影响实验结果的准确性（4分）。（4）（8分）坐标原点O偏上，会导致测量的竖直位移y偏小（4分）；计算时间间隔T时，会因y偏小导致T计算值偏小，进而使初速度v₀计算值偏大，影响实验结果（4分）。2026年上海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、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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学史实和物理概念的说法，正确的是（）A.伽利略通过理想斜面实验，得出了“力是维持物体运动的原因”的结论B.库仑通过扭秤实验，测出了静电力常量k的数值C.位移是矢量，位移的方向就是物体运动的方向D.加速度是描述物体速度变化大小的物理量，其方向与速度变化量方向相同2.质量为4kg的物体，在水平恒力F=24N作用下，在粗糙水平面上由静止开始做匀加速直线运动，经过3s，速度达到6m/s，重力加速度g=10m/s²，则物体与水平面间的动摩擦因数μ为（）A.0.2B.0.3C.0.4D.0.53.关于抛体运动和圆周运动的规律，下列说法错误的是（）A.平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动B.斜抛运动的射程与初速度大小和仰角有关，仰角为45°时射程最大（不计空气阻力）C.匀速圆周运动的角速度不变，线速度大小不变，是匀变速曲线运动D.变速圆周运动的合力可以分解为向心力和切向力，切向力改变线速度大小4.如图所示，匀强电场的电场强度E=100N/C，方向竖直向上，A、B两点相距0.5m，AB连线与电场方向垂直，已知φ_A=30V，则φ_B和A、B两点间的电势差U_AB分别为（）A.30V，0VB.50V，20VC.10V，-20VD.30V，50V5.关于交变电流和变压器，下列说法正确的是（）A.交变电流的周期与频率成反比，我国家用交流电的频率为50Hz，周期为0.02sB.理想变压器的原、副线圈匝数比越大，输出电压越高C.交变电流的最大值越大，有效值一定越大D.变压器的铁芯采用硅钢片，目的是增大涡流，提高能量转化效率6.关于万有引力定律和天体运动，下列说法正确的是（）A.万有引力常量G是由牛顿测出的，其数值为6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其线速度大小与轨道半径成正比C.地球同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，周期为24hD.第三宇宙速度是人造卫星脱离太阳引力的最小发射速度，大小为11.2km/s7.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动，温度越高，布朗运动越剧烈B.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度升高，压强一定增大C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大，斥力增大得更快D.热力学第一定律ΔU=Q+W中，Q为物体吸收的热量，W为物体对外界做的功，两者均取正值8.关于机械波和电磁波的对比，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波都能在真空中传播B.机械波和电磁波的传播速度都等于光速C.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象，说明它们具有波动性D.机械波是横波，电磁波是纵波，两者的传播方向与振动方向关系不同9.如图所示，电路中电源电动势E=20V，内阻r=2Ω，R₁=4Ω，R₂=6Ω，R₃=3Ω，开关S闭合后，电路的总电阻和R₁两端的电压分别为（）A.7Ω，8VB.8Ω，10VC.9Ω，12VD.10Ω，14V10.关于光的反射、折射和全反射，下列说法正确的是（）A.光的反射现象中，镜面反射遵循反射定律，漫反射不遵循反射定律B.光的折射现象中，折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角一定小于入射角C.光的全反射现象发生在光从光密介质射入光疏介质时，且入射角大于临界角D.光从空气射入水中，传播速度增大，波长变长二、填空题（本题共5小题，每空3分，共30分）1.某同学用打点计时器探究匀变速直线运动，打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间有4个点未画出，测得各计数点到起始点的距离分别为x₁=1.2cm、x₂=4.8cm、x₃=10.8cm、x₄=19.2cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第3个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.在匀强电场中，电场强度E=2.0×10³N/C，方向水平向右，一个电荷量q=5×10⁻⁶C的带负电粒子，从A点移到B点，A、B两点间的距离为0.4m，且AB连线与电场方向一致，则A、B两点间的电势差U_AB为______V，电场力做功为______J，粒子的电势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。3.质量为5kg的物体，在竖直向上的恒力F=70N作用下，从静止开始上升，经过2s，物体的速度大小为______m/s，上升的高度为______m，恒力F做功的瞬时功率为______W（重力加速度g=10m/s²）。4.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度从0℃升高到27℃，若原来的体积为22.4L，则变化后的体积为______L；若保持温度不变，体积从10L增大到20L，压强减小了______×10⁵Pa（原来压强为2×10⁵Pa）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向里，一根长度L=0.8m的通电直导线与磁场方向垂直放置，导线中电流I=4A，则导线受到的安培力大小为______N，方向______（选填“垂直导线向上”或“垂直导线向下”）；若导线中电流方向反向，安培力方向______（选填“不变”或“反向”）。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）如图所示，倾角为θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量m=5kg的物体，现给物体一个沿斜面向上的初速度v₀=8m/s，斜面长度L=10m，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面上滑的加速度大小；（2）物体上滑的最大距离；（3）物体从最高点滑回斜面底端时的速度大小。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的电场强度E=2.0×10³N/C，方向竖直向下，两极板的长度L=2.0m，两极板间的距离d=0.5m，一个质量m=5×10⁻⁵kg、电荷量q=5×10⁻⁷C的带负电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=10m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的时间和竖直方向的位移；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（用与水平方向的夹角表示）。3.（14分）如图所示，质量为M=15kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面右端放一质量m=5kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2。现给木板一个水平向左的恒力F=50N，使木板向左加速运动，滑块在摩擦力作用下也向左运动，木板长度L=5m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）经过多长时间滑块从木板左端滑出；（3）滑块滑出木板时，系统的总动能和恒力F做的功。四、实验题（本题共1小题，共30分）1.某同学利用如图所示的装置探究牛顿第二定律，实验器材包括：小车、砝码、砝码盘、细绳、定滑轮、打点计时器、纸带、刻度尺、天平、长木板、电源等。实验步骤如下：A.用天平测出小车的质量M、砝码盘及砝码的总质量m；B.将长木板放在水平实验台上，将小车放在长木板上，连接好细绳、砝码盘，调整定滑轮高度，使细绳与长木板平行；C.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端垫上薄木板，反复调整，使小车在不受拉力时能在长木板上匀速下滑；D.将砝码盘及砝码通过细绳与小车相连，接通电源，待打点稳定后，释放小车，打出一条纸带；E.改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤D，打出多条纸带；F.根据纸带数据计算出小车的加速度，绘制a-F图像，探究加速度与合外力的关系。请回答下列问题：（1）（6分）步骤C中平衡摩擦力的目的是______；若平衡摩擦力不足，会导致绘制的a-F图像______（选填“过原点”“不过原点，横轴有截距”或“不过原点，纵轴有截距”）。（2）（8分）某同学打出的一条纸带，每相邻两个计数点间有4个点未画出，打点周期为0.02s，测得各计数点间的距离如下表所示：