2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（八）

2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（八）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，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于物理概念和规律的说法正确的是（）A.物体的惯性大小只与质量有关，与速度无关B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.电场线和磁感线都是客观存在的真实曲线D.机械能守恒的条件是物体只受重力作用2.如图所示，两个质量分别为m₁=2kg和m₂=3kg的物体，用轻绳跨过光滑定滑轮相连，静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上（m₁在斜面上，m₂竖直悬挂），则斜面对m₁的支持力大小为（）（g取10m/s²，cos37°=0.8）A.16NB.20NC.24ND.30N3.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.磁感应强度为零的地方，磁通量一定为零C.电场力对电荷做功，电荷的电势能一定减小D.洛伦兹力对带电粒子做功，粒子的动能一定变化4.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如图所示，已知波速v=20m/s，波长λ=4m，则下列说法正确的是（）A.波的周期为0.2sB.此时x=2m处的质点正沿y轴负方向运动C.此时x=1m处的质点位移为0D.经过0.1s，x=0处的质点到达x=2m处5.一个质量为m=0.5kg的物体，在水平方向的恒力F=10N作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，经过t=2s，速度达到v=20m/s，则物体与水平面间的动摩擦因数为（）（g取10m/s²）A.0.5B.1.0C.1.5D.2.06.理想变压器原、副线圈匝数比为n₁:n₂=3:1，原线圈接在电压为U=330V（有效值）的交流电源上，副线圈接一个额定功率为P=110W的用电器，若用电器正常工作，则原线圈中的电流有效值为（）A.1/3AB.1AC.3AD.9A7.关于热学现象，下列说法正确的是（）A.物体吸热，温度一定升高B.内能越大的物体，温度一定越高C.一定质量的理想气体，绝热膨胀时，内能减小D.布朗运动的剧烈程度与温度无关8.一颗近地卫星绕地球做匀速圆周运动，若地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则卫星的线速度大小为（）A.√(GM/R)B.√(GM/R²)C.GM/RD.GM/R²9.如图所示，在平行板电容器中，有一个带电粒子处于静止状态，若将电容器的极板间距增大，下列说法正确的是（）A.粒子将向下运动B.电容器的电容增大C.电容器所带电荷量增大D.极板间的电场强度增大10.两个完全相同的金属小球，带电荷量分别为+Q和-2Q，相距为r时，它们之间的库仑力大小为F，若将它们接触后再分开，相距为2r，则它们之间的库仑力大小为（）A.F/8B.F/16C.F/24D.F/32二、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研究匀变速直线运动，打出的纸带如图所示，已知打点周期为0.02s，每相邻两个计数点之间有5个点未画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为______s；若测得计数点A到B的距离为1.20cm，B到C的距离为1.60cm，C到D的距离为2.00cm，则物体的加速度大小为______m/s²。2.一个电荷量为q=3×10⁻⁶C的正电荷，在电场中某点受到的电场力大小为F=6×10⁻³N，方向水平向右，则该点的电场强度大小为______N/C，方向______。3.如图所示，一个质量为m=2kg的物体，从高度为h=10m的高处自由下落，到达地面时的速度大小为______m/s（g取10m/s²，不计空气阻力）；下落过程中重力做的功为______J。4.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度从0℃升高到100℃，则其压强变为原来的______倍（结果保留两位小数）；若在等压变化过程中，体积从10L增大到15L，则其温度变为原来的______倍。5.如图所示，一根长为L=1m的轻绳，一端固定在O点，另一端系一个质量为m=0.1kg的小球，小球在竖直平面内做简谐运动，若摆角很小（小于5°），则单摆的周期为______s（g取10m/s²，π²≈10）；小球经过最低点时的速度大小为1m/s，则此时绳的拉力大小为______N。三、计算题（本题共4小题，共70分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）1.（16分）如图所示，一个质量为m=3kg的物体，在水平拉力F=24N的作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，g取10m/s²。求：（1）物体的加速度大小；（2）物体在t=3s内的位移大小；（3）拉力F在t=3s内做的功。2.（18分）如图所示，在磁感应强度大小为B=0.4T的匀强磁场中，有一个匝数为n=50匝、面积为S=0.02m²的矩形线圈，线圈平面与磁场方向平行，线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10rad/s匀速转动，线圈的总电阻为r=2Ω，外接一个阻值为R=8Ω的电阻。求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；（2）电路中的电流有效值；（3）电阻R两端的电压有效值和电阻R消耗的电功率。3.（18分）如图所示，一个质量为M=5kg的木板静止在光滑水平面上，木板上表面粗糙，一个质量为m=1kg的小滑块以初速度v₀=12m/s从木板左端滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）滑块与木板达到共同速度时的速度大小；（3）从滑块滑上木板到两者达到共同速度，滑块在木板上滑行的距离。4.（18分）如图所示，在水平方向的匀强电场中，电场强度E=5N/C，方向水平向左，有一个质量为m=0.2kg的带电小球，用长为L=0.4m的绝缘细线悬挂在O点，小球带负电，电荷量q=0.1C，g取10m/s²。求：（1）小球静止时，细线与竖直方向的夹角θ；（2）若将小球拉至细线竖直向下的位置由静止释放，小球运动到最高点时的速度大小；（3）小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小。全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷（八）答案一、选择题（每小题5分，共50分）1.A解析：B项，匀速圆周运动加速度方向时刻变化，不是匀变速曲线运动；C项，电场线和磁感线是假想曲线，不是真实存在；D项，机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，并非只受重力。2.A解析：对整体受力分析，m₂g=(m₁+m₂)a，解得a=6m/s²；对m₁，支持力N=m₁gcosθ=2×10×0.8=16N。3.B解析：A项，电场强度为零，电势不一定为零（如等量同种电荷连线中点）；C项，电场力做负功，电势能增大；D项，洛伦兹力始终与速度垂直，不做功，动能不变。4.A解析：周期T=λ/v=4/20=0.2s；沿x轴正方向传播，x=2m处质点沿y轴正方向运动；x=1m处质点位移为最大值；质点只在平衡位置振动，不随波迁移。5.B解析：加速度a=v/t=10m/s²，由牛顿第二定律F-μmg=ma，解得μ=1.0。6.A解析：副线圈电压U₂=U₁×n₂/n₁=110V，副线圈电流I₂=P/U₂=1A，原线圈电流I₁=I₂×n₂/n₁=1/3A。7.C解析：A项，晶体熔化时吸热，温度不变；B项，内能与质量、温度、状态有关，内能大温度不一定高；D项，温度越高，布朗运动越剧烈。8.A解析：近地卫星，万有引力提供向心力，GMm/R²=mv²/R，解得v=√(GM/R)。9.A解析：电容器与电源断开，电荷量不变，极板间距增大，电容减小，电场强度E=U/d=Q/(Cd)=4πkQ/(εS)，与d无关，E不变，粒子仍静止；若与电源相连，电压不变，d增大，E减小，粒子向下运动（题目未说明是否断电，结合选项，默认断电不合理，修正：题目未明确电源连接，结合选项，应为与电源相连，E减小，粒子向下运动，故选A）。10.C解析：接触后电荷量先中和再平分，总电荷量为-Q，每个小球带-Q/2，原库仑力F=kQ·2Q/r²=2kQ²/r²，分开后库仑力F'=k(-Q/2)(-Q/2)/(2r)²=kQ²/(16r²)=F/32？（修正：原计算错误，接触后总电荷量为+Q+(-2Q)=-Q，平分后每个带-Q/2，距离变为2r，F'=k*(Q/2)*(Q/2)/(2r)²=kQ²/(16r²)，原F=k*Q*2Q/r²=2kQ²/r²，故F'=F/(32)？但选项中有F/32，结合计算，正确答案为D？修正：重新计算：原F=kQ·2Q/r²=2kQ²/r²；接触后，Q总=Q-2Q=-Q，每个小球带电量q=-Q/2，距离r'=2r，F'=k*(Q/2)*(Q/2)/(2r)²=kQ²/(16r²)=(2kQ²/r²)/32=F/32，故选D。此前解析错误，特此修正。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.1；0.4解析：时间间隔T=0.02×6=0.1s；加速度a=Δx/T²=0.4×10⁻²/0.01=0.4m/s²。2.2×10³；水平向右解析：E=F/q=6×10⁻³/(3×10⁻⁶)=2×10³N/C，正电荷所受电场力方向与场强方向相同。3.10√2；200解析：由v²=2gh，v=√(2×10×10)=10√2m/s；重力做功W=mgh=2×10×10=200J。4.1.37；1.5解析：等容变化，P₁/T₁=P₂/T₂，T₁=273K，T₂=373K，P₂/P₁=373/273≈1.37；等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，V₂/V₁=15/10=1.5。5.2；0.2解析：周期T=2π√(L/g)=2×√(1/10)=2×(1/√10)？修正：π²≈10，故√(L/g)=√(1/10)=1/√10，T=2π×(1/√10)=2×√10/√10=2s；最低点T-mg=mv²/L，T=0.1×10+0.1×1²/1=1.1N？修正：计算错误，T=mg+mv²/L=0.1×10+0.1×1/1=1.1N，此前答案错误，特此修正。修正说明：1.选择题第10小题，重新计算后，正确答案为D（F/32）；2.填空题第5小题，单摆周期计算正确为2s，绳的拉力计算错误，正确应为1.1N。三、计算题（共70分）1.（16分）解：（1）对物体受力分析，由牛顿第二定律：F-μmg=ma（2分）代入数据：24-0.2×3×10=3a，解得a=6m/s²（3分）（2）由运动学公式：x=(1/2)at²（2分）代入数据：x=0.5×6×3²=27m（3分）（3）拉力F做的功：W=Fx（2分）代入数据：W=24×27=648J（4分）2.（18分）解：（1）感应电动势最大值：E_m=nBSω（3分）代入数据：E_m=50×0.4×0.02×10=4V（3分）（2）感应电动势有效值：E=E_m/√2=4/√2=2√2V（3分）电路总电阻：R总=R+r=8+2=10Ω（2分）电流有效值：I=E/R总=2√2/10=√2/5A（3分）（3）电阻R两端电压：U=IR=(√2/5)×8=8√2/5V（2分）电阻R消耗的电功率：P=UI=(8√2/5)×(√2/5)=16/25=0.64W（2分）3.（18分）解：（1）对滑块：μmg=ma₁，解得a₁=μg=5m/s²（方向向左）（3分）对木板：μmg=Ma₂，解得a₂=μmg/M=0.5×1×10/5=1m/s²（方向向右）（3分）（2）设经过时间t达到共同速度v，由运动学公式：v=v₀-a₁t=a₂t（4分）代入数据：12-5t=t，解得t=2s（2分）共同速度v=1×2=2m/s（2分）（3）滑块位移x₁=v₀t-(1/2)a₁t²=12×2-0.5×5×4=24-10=14m（2分）木板位移x₂=(1/2)a₂t²=0.5×1×4=2m（1分）滑行