2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十四）

2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十四）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，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于物理学概念和规律的说法正确的是（）A.物体的惯性大小只与物体的质量有关，与速度无关B.物体受到的合外力越大，速度变化量一定越大C.匀速圆周运动是匀变速曲线运动D.平抛运动是匀变速直线运动2.如图所示，一个质量为m的物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角斜向上的拉力F作用，物体与地面间的动摩擦因数为μ，若物体仍保持静止，则物体受到的摩擦力大小为（）A.μmgB.μ(mg-Fsinθ)C.FcosθD.Fsinθ3.关于电场和电场线，下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线，反映电场的分布B.电场线越密的地方，电场强度越大C.电场线总是从负电荷出发，终止于正电荷D.电场线平行且等间距的电场一定是匀强电场，匀强电场的电场线一定平行且等间距4.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=4:1，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，不计变压器损耗，则下列说法正确的是（）A.副线圈两端电压为880VB.副线圈中的电流为5AC.原线圈中的电流为1.25AD.变压器的输出功率为275W5.一物体做匀减速直线运动，初速度为v0=10m/s，加速度大小为a=2m/s²，经过t=4s后，物体的位移大小为（）A.24mB.28mC.32mD.40m6.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质B.安培力和洛伦兹力都可以对物体做功C.安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直，洛伦兹力的方向只与速度方向垂直D.通电导线在磁场中受到的安培力越大，磁感应强度一定越大7.一定质量的理想气体，经历从状态1到状态2的变化，下列过程中气体内能一定增大的是（）A.等容降压B.等压膨胀C.等温压缩D.等容降压8.如图所示，光滑水平面上有两个质量分别为2m和m的物体，分别以初速度v0和2v0同向运动，碰撞后粘在一起，则碰撞后它们的共同速度大小为（）A.4v0/3B.v0C.2v0/3D.3v0/29.关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是（）A.光的干涉和衍射现象都说明光具有波动性B.光的干涉现象只能在同种介质中发生C.光的衍射现象只能在真空中发生D.光的干涉和衍射现象都能产生明暗相间的条纹，且条纹间距都相同10.一个带电粒子在匀强电场和匀强磁场共存的区域中做匀速直线运动，若电场强度增大为原来的2倍，磁场强度不变，粒子的电荷量不变，则粒子的运动状态将（）A.仍做匀速直线运动B.做匀加速直线运动C.做曲线运动D.无法确定二、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4个点未画出，计数点间的距离分别为x1=2.00cm、x2=4.00cm、x3=6.00cm、x4=8.00cm，则物体的加速度a=______m/s²，打第三个计数点时的瞬时速度v3=______m/s。2.一个质量为2kg的物体，在竖直向下的拉力F作用下，以加速度a=3m/s²向下做匀加速直线运动，则拉力F的大小为______N（g取10m/s²）。3.两个点电荷A和B，电荷量分别为2Q和-Q，相距为r，则A、B之间的库仑力大小为______；若将两者间距增大为原来的3倍，电荷量都变为原来的1/2，则库仑力大小变为原来的______倍。4.一质量为0.4kg的物体，从高h=15m处自由下落，不计空气阻力，物体落地时的动能为______J，重力做功的平均功率为______W（g取10m/s²）。5.一个单摆的摆长为0.9m，摆球质量为0.1kg，在重力加速度g=9.8m/s²的环境中，其周期T=______s（π²≈9.8）；若将该单摆移到重力加速度为g'=4.9m/s²的星球上，周期变为______s。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=3m/s沿斜面向下滑动，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.15，斜面长度L=7m，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）物体下滑过程中重力做功的功率平均值。2.（18分）如图所示，电路中电源电动势E=16V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=5Ω，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=0.25m，极板间距d=0.08m，极板间加有水平向左的匀强电场，电场强度E=3.0×10²N/C。一个质量m=1.5×10⁻³kg、电荷量q=1.0×10⁻⁴C的带正电粒子，从电容器左端竖直向上以初速度v0=5m/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AB与半径为R=0.6m的光滑半圆形轨道BC相连，半圆形轨道的最高点为C，B点为半圆形轨道的最低点，A点到B点的距离为L=4m。一个质量为m=0.2kg的小球从A点以初速度v0=5m/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（十四）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 A C B C A A B A A C选择题解析1.B项：合外力越大，速度变化率越大，速度变化量与时间有关；C项：匀速圆周运动加速度方向变化，不是匀变速曲线运动；D项：平抛运动是匀变速曲线运动。故选A。2.物体静止，水平方向受力平衡，摩擦力等于拉力的水平分力Fcosθ（A、B错，C对）；D项Fsinθ是拉力的竖直分力，与摩擦力无关。故选C。3.A项：电场线是假想曲线，不是真实存在；C项：电场线从正电荷出发，终止于负电荷；D项：电场线平行且等间距的电场一定是匀强电场，但匀强电场的电场线不一定画成等间距（画法问题）。故选B。4.由电压比U1/U2=n1/n2，得U2=55V（A错）；副线圈电流I2=U2/R=5A（B错）；原线圈电流I1=I2n2/n1=1.25A（C对）；输出功率P=U2I2=275W（D错）。故选C。5.物体减速到停止的时间t0=v0/a=5s，4s内未停止，位移x=v0t-½at²=10×4-½×2×16=24m。故选A。6.B项：洛伦兹力不做功；C项：洛伦兹力方向与速度方向、磁场方向都垂直；D项：安培力还与电流大小、导线长度、电流方向有关。故选A。7.A、D项：等容降压，温度降低，内能减小；C项：等温压缩，温度不变，内能不变；B项：等压膨胀，温度升高，内能增大。故选B。8.由动量守恒定律：2mv0+m×2v0=(2m+m)v，解得v=4v0/3。故选A。9.B、C项：干涉和衍射在任何介质中均可发生；D项：干涉和衍射的条纹间距不同。故选A。10.原来匀速，电场力与洛伦兹力平衡；电场强度增大，电场力增大，洛伦兹力不变，合力不为零，且合力与速度方向不共线，做曲线运动。故选C。二、填空题（每小题6分，共30分）1.2.0；0.7（解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，Δx=2.00cm=0.02m，a=Δx/T²=0.02/0.01=2.0m/s²；v3=(x3+x4)/(2T)=0.14/0.2=0.7m/s）2.2（解析：由牛顿第二定律mg+F=ma，得F=ma-mg=2×3-2×10=-14N？修正：加速度向下，合力向下，mg+F=ma→F=ma-mg=2×3-2×10=-14N（负号表示方向向上），题目问大小，故填2？修正：正确公式：mg+F=ma→F=ma-mg=2×3-2×10=-14N，此处题目表述应为“竖直向下的拉力”，故修正为F=ma-mg=-14N，大小为14N，答案：14）3.2kQ2r2；1/36（解析：库仑力F=k×2Q×Q/r²=2kQ²/r²；电荷量变为1/2、间距变为3倍，F'=k×Q×(Q/2)/(3r)²=kQ²/(18r²)，F'/F=1/36）4.60；40（解析：动能Ek=mgh=0.4×10×15=60J；落地速度v=√(2gh)=√300≈17.32m/s，平均速度v平均=v/2≈8.66m/s，平均功率P=mgv平均=0.4×10×8.66≈34.64W？修正：平均功率也可由P=W/t，t=√(2h/g)=√3≈1.732s，W=60J，P=60/1.732≈34.64W，题目保留整数，填35？修正：准确计算t=√(2×15/10)=√3≈1.732s，P=60/1.732≈34.64W，填35；或题目数据调整，此处按准确计算，答案：60；35）5.1.89；2.67（解析：T=2π√(L/g)=2×√(0.9/9.8)≈1.89s；g'=4.9m/s²，T'=2π√(0.9/4.9)≈2.67s）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=10×0.6-0.15×10×0.8=6-1.2=4.8m/s²（2分）（2）由运动学公式v²-v0²=2aL（2分）代入数据：v=√(3²+2×4.8×7)=√(9+67.2)=√76.2≈8.73m/s（2分）（3）重力做功W_G=mgLsinθ=2×10×7×0.6=84J（2分）由x=v0t+½at²，代入数据7=3t+2.4t²，解得t≈1.19s（2分）平均功率P平均=W_G/t≈84/1.19≈70.6W（2分）（答案：（1）4.8m/s²；（2）≈8.73m/s；（3）≈70.6W）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)=3×5/(3+5)=15/8=1.875Ω（2分）总电阻R总=R并+r=1.875+1=2.875Ω（1分）总电流I总=E/R总=16/2.875≈5.57A（2分）R2两端电压U2=E-I总r=16-5.57×1≈10.43V（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)=10×5/(10+5)=10/3≈3.33Ω（2分）总电阻R总'=R1+R并'+r=3+3.33+1=7.33Ω（1分）路端电压U=E-I总'r，I总'=E/R总'≈16/7.33≈2.18A（1分）U≈16-2.18×1≈13.82V（1分）（3）将R1、r看作等效内阻r'=R1+r=4Ω，等效电源电动势E=16V（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')=16²/(4×4)=16W（1分）（答案：（1）≈5.57A，≈10.43V；（2）≈7.33Ω，≈13.82V；（3）16W）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=0.25/5=0.05s（4分）（2）水平方向做匀加速直线运动，加速度a=qE/m（2分）a=1.0×10⁻⁴×3.0×10²/(1.5×10⁻³)=20m/s²（2分）水平位移x=½at²=½×20×(0.05)²=0.025m（2分）（3）水平速度vx=at=20×0.05=1m/s（2分）合速度v=√(v0²+vx²)=