2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十一）

2026年全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷及答案（十一）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，推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点C.库仑发现了电荷之间的相互作用规律，并提出了电场的概念D.爱因斯坦提出了相对论，否定了经典力学的全部内容2.如图所示，一轻弹簧上端固定，下端系一质量为m的物体，物体在竖直方向做简谐运动，振幅为A。当物体运动到最低点时，弹簧的弹力大小为2mg，则物体运动到最高点时，弹簧的弹力大小为（）A.0B.mgC.2mgD.3mg3.关于机械波和电磁波，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.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质C.机械波和电磁波的传播速度都等于光速D.机械波和电磁波都是横波4.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）A.电路中的总电流增大B.R1两端的电压增大C.R2两端的电压减小D.滑动变阻器R消耗的功率一定增大5.一质量为m的物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t后，物体的速度方向与水平方向的夹角为θ，则tanθ等于（）A.gtv0B.v0gtC.gt2v0D.2v0gt6.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的曲线D.电场和磁场都是客观存在的物质，都能对放入其中的电荷产生力的作用7.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，下列说法正确的是（）A.气体的压强与温度成正比B.气体的压强与热力学温度成正比C.气体的温度升高，内能一定减小D.气体的温度升高，压强一定减小8.如图所示，光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体，m1>m2，它们以大小相等的初速度v0相向运动，碰撞后粘在一起，则碰撞后它们的速度大小为（）A.m1−m2m1+m2v0B.m2−m1m1+m2v0C.m1+m2m1−m2v0D.09.关于光的现象，下列说法正确的是（）A.光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性B.光的偏振现象说明光是横波C.光电效应现象说明光具有波动性D.光的折射现象说明光具有粒子性10.一个带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，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.减小为原来的1/4二、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测量物体的加速度，打出的纸带如图所示，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=3.00cm、x3=4.00cm、x4=5.00cm，则物体的加速度a=______m/s²，打第三个计数点时物体的瞬时速度v3=______m/s（电源频率为50Hz）。2.一个质量为2kg的物体在水平拉力F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0.2，加速度大小为2m/s²，则水平拉力F的大小为______N（g取10m/s²）。3.如图所示，一个电容器的电容为C，充电后与电源断开，此时电容器所带电荷量为Q，若将电容器的极板间距增大为原来的2倍，则电容器的电容变为______，电容器两端的电压变为______。4.一太阳能热水器，水箱内装有质量为100kg的水，温度从20℃升高到70℃，水吸收的热量为______J，若这些热量由燃烧焦炭来提供，不计热量损失，需要燃烧焦炭______kg（水的比热容c水=4.2×10³J/(kg·℃)，焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg）。5.一个单摆的摆长为L，摆球的质量为m，当单摆做简谐运动时，其周期T=______，若将单摆从地球移到月球上（月球表面的重力加速度为地球表面的1/6），则单摆的周期变为______。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，斜面的长度L=5m，一个质量为m=1kg的物体从斜面顶端由静止释放，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，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）物体下滑过程中克服摩擦力做的功。2.（18分）如图所示，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。求：（1）当滑动变阻器R的滑片P滑到最左端时，电路中的总电流和R1两端的电压；（2）当滑动变阻器R的滑片P滑到最右端时，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，极板间距d=0.1m，极板间的电场强度E=1.0×10³N/C，方向竖直向下。一个质量m=1.0×10⁻³kg、电荷量q=1.0×10⁻⁵C的带正电粒子，从电容器左端以初速度v0=10m/s水平射入，不计粒子重力，求：（1）粒子在电容器中运动的时间；（2）粒子在竖直方向上的位移；（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=0.5m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。一个质量为m=0.1kg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）小球能否从C点水平抛出？若能，求出抛出后落地点到B点的水平距离；若不能，请说明理由。全国高中物理应用知识竞赛模拟考试卷（十一）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 B A B C A A B A B B选择题解析1.A项：牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出引力常量G；C项：库仑发现电荷相互作用规律，法拉第提出电场概念；D项：相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在低速、宏观条件下的近似。故选B。2.最低点时，F弹-mg=ma，由题意F弹=2mg，得a=g；最高点与最低点加速度大小相等、方向相反，故最高点时mg-F弹'=ma=mg，解得F弹'=0。故选A。3.A项：机械波不能在真空中传播；C项：机械波传播速度由介质决定，远小于光速；D项：机械波有横波和纵波，电磁波是横波。故选B。4.滑片P向右移动，R增大，总电阻增大，总电流减小（A错）；R1两端电压U1=IR1，I减小，U1减小（B错）；R2两端电压U2=E-I(R1+r)，I减小，U2增大（C对）；R消耗的功率与R的阻值有关，不一定增大（D错）。故选C。5.水平速度vx=v0，竖直速度vy=gt，tanθ=vy/vx=gt/v0。故选A。6.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：磁场对静止电荷没有力的作用。故选A。7.等容变化中，由查理定律知，压强与热力学温度成正比（A错、B对）；温度升高，理想气体内能增大（C错）；温度升高，压强增大（D错）。故选B。8.由动量守恒定律：m1v0-m2v0=(m1+m2)v，解得v=(m1-m2)v0/(m1+m2)。故选A。9.A、C项：干涉、衍射、光电效应分别说明光的波动性、粒子性；D项：折射不能说明光的粒子性。故选B。10.动能不变，速度v不变，由洛伦兹力提供向心力：qvB=mv²/r，得r=mv/(qB)，B变为2倍，r变为1/2。故选B。二、填空题（每小题6分，共30分）1.1.0；0.35（解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，由Δx=aT²得a=Δx/T²=0.01/0.01=1.0m/s²；v3=(x3+x4)/(2T)=0.09/0.2=0.35m/s）2.8（解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，得F=μmg+ma=0.2×2×10+2×2=8N）3.C/2；2Q/C（解析：电容C∝εS/d，d变为2倍，C变为C/2；充电后Q不变，U=Q/C，故U变为2Q/C）4.2.1×10⁷；0.7（解析：Q吸=c水mΔt=4.2×10³×100×50=2.1×10⁷J；m焦炭=Q吸/q=2.1×10⁷/(3.0×10⁷)=0.7kg）5.2π√(L/g)；2π√(6L/g)（解析：单摆周期公式T=2π√(L/g)；月球g'=g/6，故T'=2π√(L/g')=2π√(6L/g)）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=10×0.6-0.2×10×0.8=6-1.6=4.4m/s²（2分）（2）由运动学公式v²=2aL（2分）代入数据：v=√(2×4.4×5)=√44≈6.63m/s（2分）（3）克服摩擦力做功Wf=fL=μmgcosθ·L（2分）代入数据：Wf=0.2×1×10×0.8×5=8J（2分）（答案：（1）4.4m/s²；（2）≈6.63m/s；（3）8J）2.（18分）（1）滑片滑到最左端，R=0，R2与R3并联后与R1、r串联（2分）并联电阻R并=R2R3/(R2+R3)=3×6/(3+6)=2Ω（2分）总电阻R总=R1+R并+r=2+2+1=5Ω（1分）总电流I总=E/R总=12/5=2.4A（2分）R1两端电压U1=I总R1=2.4×2=4.8V（1分）（2）滑片滑到最右端，R=10Ω，R与R3并联后与R2、R1、r串联（2分）并联电阻R并'=RR3/(R+R3)=10×6/(10+6)=3.75Ω（2分）总电阻R总'=R1+R2+R并'+r=2+3+3.75+1=9.75Ω（1分）路端电压U=E-I总'r，I总'=E/R总'=12/9.75≈1.23A（1分）U≈12-1.23×1≈10.77V（1分）（3）将R1、R2、r看作等效内阻r'=R1+R2+r=6Ω，等效电源电动势E=12V（2分）当R=R并''=r'=6Ω时，R消耗功率最大（1分）最大功率Pmax=E²/(4r')=12²/(4×6)=6W（1分）（答案：（1）2.4A，4.8V；（2）9.75Ω，≈10.77V；（3）6W）3.（18分）（1）粒子在水平方向做匀速直线运动，设电容器极板长度为L（题目隐含L=v0t，此处需补充：假设极板长度L=0.1m，结合v0=10m/s，得t=L/v0=0.1/10=0.01s）（4分）（2）竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=qE/m（2分）a=1.0×10⁻⁵×1.0×10³/(1.0×10⁻³)=10m/s²（2分）竖直位移y=½at²=½×10×(0.01)²=5×10⁻⁴m（2分）（3）竖直速度vy=at=10×0.01=0.1m/s（2分）合速度v=√(v0²+vy²)=√(10²+0.1²)≈10.0005m/s（2分）速度方向与水