2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十二）

2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十二）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，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于物理学概念的说法正确的是（）A.物体的加速度增大，速度一定增大B.物体的速度为零，加速度一定为零C.合力对物体做功为零，物体的动能一定不变D.物体的机械能守恒时，一定不受摩擦力作用2.如图所示，一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.物体受到的摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的摩擦力大小为mgsinθC.若增大斜面倾角θ，物体一定会下滑D.若减小斜面倾角θ，摩擦力会随之减小3.关于电场强度和电势，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.电势为零的地方，电场强度一定为零C.电场强度越大的地方，电势一定越高D.电场强度的方向与电势降低最快的方向一致4.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=2:1，原线圈接在电压为U=220V的正弦交流电源上，副线圈接一个阻值为R=11Ω的电阻，则下列说法正确的是（）A.副线圈两端电压为440VB.副线圈中的电流为10AC.原线圈中的电流为5AD.变压器的输入功率为1100W5.一物体做匀变速直线运动，初速度为v0=2m/s，加速度为a=2m/s²，经过t=3s后，物体的位移大小为（）A.6mB.9mC.12mD.15m6.关于磁场和安培力，下列说法正确的是（）A.通电导线在磁场中一定受到安培力作用B.安培力的方向总是垂直于磁场方向和导线方向C.磁场的磁感应强度越大，安培力一定越大D.通电导线与磁场方向平行时，安培力最大7.一定质量的理想气体，在等温变化过程中，下列说法正确的是（）A.气体的压强与体积成正比B.气体的压强与体积成反比C.气体的内能一定增大D.气体的分子平均动能一定减小8.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的木板，木板上有一质量为m的滑块，两者原来均静止，现给滑块一个水平向右的初速度v0，滑块与木板间有摩擦力作用，最终两者共速，则下列说法正确的是（）A.摩擦力对滑块做正功，对木板做负功B.滑块和木板组成的系统动量守恒C.滑块和木板组成的系统机械能守恒D.最终两者的共同速度为v09.关于光的折射和全反射，下列说法正确的是（）A.光从光密介质射入光疏介质时，一定发生全反射B.光从光疏介质射入光密介质时，折射角大于入射角C.全反射现象说明光具有波动性D.光的折射现象遵循折射定律10.一个带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动，若电场强度增大为原来的2倍，粒子的电荷量不变，则粒子的加速度将（）A.增大为原来的2倍B.减小为原来的1/2C.增大为原来的4倍D.不变二、填空题（本题共5小题，每小题6分，共30分。把答案填在题中的横线上）1.某同学用打点计时器研究匀变速直线运动，电源频率为50Hz，相邻两个计数点之间有5个点未画出，计数点间的距离分别为x1=1.00cm、x2=2.00cm、x3=3.00cm、x4=4.00cm，则物体的加速度a=______m/s²，打第二个计数点时的瞬时速度v2=______m/s。2.一个质量为1kg的物体，在竖直向上的拉力F作用下，以加速度a=2m/s²向上做匀加速直线运动，则拉力F的大小为______N（g取10m/s²）。3.如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和-q（Q>q>0），相距为r，则A、B两点电荷之间的库仑力大小为______，若将两者间距增大为原来的2倍，库仑力大小变为原来的______倍。4.一质量为0.5kg的物体，从高处自由下落，不计空气阻力，下落高度h=20m时，物体的动能为______J，重力做功的功率为______W（g取10m/s²）。5.一个单摆的摆长为1m，摆球质量为0.1kg，当单摆做简谐运动时，其周期T=______s，若将摆长缩短为原来的1/4，周期变为______s（g取10m/s²，π²≈10）。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、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）1.（16分）如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量为m=2kg的物体，以初速度v0=2m/s沿斜面向下滑动，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.1，斜面长度L=6m，g取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。2.（18分）如图所示，电路中电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，闭合开关S后，求：（1）当滑动变阻器R的滑片P滑到最左端（R=0）时，电路中的总电流和R2两端的电压；（2）当滑动变阻器R的滑片P滑到最右端（R=10Ω）时，电路中的总电阻和路端电压；（3）滑动变阻器R消耗的最大功率。3.（18分）如图所示，水平放置的平行板电容器，极板长度L=0.2m，极板间距d=0.05m，极板间加有水平向右的匀强电场，电场强度E=5.0×10²N/C。一个质量m=2.0×10⁻³kg、电荷量q=1.0×10⁻⁴C的带正电粒子，从电容器左端竖直向下以初速度v0=2m/s射入，不计粒子重力，求：（1）粒子在电容器中运动的时间；（2）粒子在水平方向上的位移；（3）粒子射出电容器时的速度大小和方向。4.（18分）如图所示，光滑的水平轨道与半径为R=0.4m的光滑半圆形轨道相切于B点，半圆形轨道的最高点为C，A点到B点的距离为L=2m。一个质量为m=0.2kg的小球从A点以初速度v0=4m/s水平向右运动，经过B点后进入半圆形轨道，g取10m/s²。求：（1）小球经过B点时的速度大小；（2）小球经过C点时的速度大小；（3）小球经过C点时对轨道的压力大小；（4）小球从C点水平抛出后，落地点到B点的水平距离。全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷（十二）答案一、选择题（每小题5分，共50分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 C B D B D B B B D A选择题解析1.A项：加速度增大，速度可能减小（如减速运动）；B项：速度为零，加速度可能不为零（如竖直上抛最高点）；D项：机械能守恒时，可能受摩擦力但摩擦力不做功。故选C。2.物体静止在斜面上，摩擦力为静摩擦力，大小等于mgsinθ（A错、B对）；C项：增大倾角，若mgsinθ≤μmgcosθ，物体仍静止；D项：减小倾角，静摩擦力mgsinθ减小，但倾角减小到一定程度后，摩擦力不变。故选B。3.A、B项：电场强度与电势无必然联系，均可能为零或不为零；C项：电场强度大，电势不一定高（如负点电荷周围）；D项：电场强度方向与电势降低最快的方向一致。故选D。4.由变压器电压比U1/U2=n1/n2，得U2=U1n2/n1=110V（A错）；副线圈电流I2=U2/R=10A（B对）；原线圈电流I1=I2n2/n1=5A（C错）；输入功率等于输出功率P=U2I2=1100W（D错）。故选B。5.由位移公式x=v0t+½at²，代入数据x=2×3+½×2×9=6+9=15m。故选D。6.A项：通电导线与磁场平行时，不受安培力；C项：安培力还与导线长度、电流方向有关；D项：导线与磁场平行时，安培力为零。故选B。7.等温变化中，由玻意耳定律知，压强与体积成反比（A错、B对）；温度不变，理想气体内能不变，分子平均动能不变（C、D错）。故选B。8.A项：摩擦力对滑块做负功，对木板做正功；C项：摩擦力做功，机械能不守恒；D项：由动量守恒，共同速度v=mv0/(M+m)≠v0。故选B。9.A项：光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角才发生全反射；B项：光从光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角；C项：全反射不能说明光的波动性。故选D。10.由F=qE=ma，E变为2倍，q不变，a变为2倍。故选A。二、填空题（每小题6分，共30分）1.0.5；0.15（解析：相邻计数点时间间隔T=0.12s，由Δx=aT²得a=Δx/T²=0.01/(0.12)²≈0.5m/s²；v2=(x1+x2)/(2T)=0.03/0.24=0.15m/s）2.12（解析：由牛顿第二定律F-mg=ma，得F=mg+ma=1×10+1×2=12N）3.kQqr2；1/4（解析：由库仑定律F=kQq/r²，间距变为2r，F变为原来的1/4）4.100；100（解析：动能Ek=mgh=0.5×10×20=100J；速度v=√(2gh)=20m/s，功率P=mgv=0.5×10×20=100W）5.2；1（解析：由T=2π√(L/g)，代入数据T=2×√(1/10)≈2s；摆长变为1/4，T变为原来的1/2，即1s）三、计算题（共70分）1.（16分）（1）对物体受力分析，沿斜面方向：mgsinθ-f=ma（2分）垂直斜面方向：N=mgcosθ（1分）摩擦力f=μN=μmgcosθ（1分）代入数据：a=gsinθ-μgcosθ=10×0.6-0.1×10×0.8=6-0.8=5.2m/s²（2分）（2）由运动学公式v²-v0²=2aL（2分）代入数据：v=√(v0²+2aL)=√(4+2×5.2×6)=√(4+62.4)=√66.4≈8.15m/s（2分）（3）摩擦力做功Wf=-fL=-μmgcosθ·L（2分）代入数据：Wf=-0.1×2×10×0.8×6=-9.6J（2分）（答案：（1）5.2m/s²；（2）≈8.15m/s；（3）-9.6J）2.（18分）（1）滑片滑到最左端，R=0，R1与R2并联后与r串联（2分）并联电阻R并=R1R2/(R1+R2)=3×6/(3+6)=2Ω（2分）总电阻R总=R并+r=2+1=3Ω（1分）总电流I总=E/R总=10/3≈3.33A（2分）R2两端电压U2=E-I总r=10-(10/3)×1≈6.67V（1分）（2）滑片滑到最右端，R=10Ω，R与R2并联后与R1、r串联（2分）并联电阻R并'=RR2/(R+R2)=10×6/(10+6)=3.75Ω（2分）总电阻R总'=R1+R并'+r=3+3.75+1=7.75Ω（1分）路端电压U=E-I总'r，I总'=E/R总'=10/7.75≈1.29A（1分）U≈10-1.29×1≈8.71V（1分）（3）将R1、r看作等效内阻r'=R1+r=4Ω，等效电源电动势E=10V（2分）当R=R并''=r'=4Ω时，R消耗功率最大（1分）最大功率Pmax=E²/(4r')=10²/(4×4)=6.25W（1分）（答案：（1）≈3.33A，≈6.67V；（2）7.75Ω，≈8.71V；（3）6.25W）3.（18分）（1）粒子在竖直方向做匀速直线运动，运动时间t=L/v0=0.2/2=0.1s（4分）（2）水平方向做匀加速直线运动，加速度a=qE/m（2分）a=1.0×10⁻⁴×5.0×10²/(2.0×10⁻³)=25m/s²（2分）水平位移x=½at²=½×25×(0.1)²=0.125m（2分）（3）水平速度vx=at=25×0.1=2.5m/s（2分）合速度v=√(v0²+vx²)=√(4+6.25)=√10.25≈3.20m/s（2分）速度方向与竖直方向夹角α，tanα=vx/v0=2.5/2=1.25，α≈51.34°（2分）（答案：（1）0.1s；（2）0.125m；（3）≈3.20m/s，与竖直方向夹角≈51.34°）4.（18分）（1）水平轨道光滑，小球从A到B机械能守恒，速度不变，vB=v0=4m/s（2分）