2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（八）

2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（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.牛顿发现了万有引力定律，并通过实验精确测出了万有引力常量GB.法拉第提出了电场线的概念，形象地描述了电场的分布C.位移是矢量，路程也是矢量，位移的大小一定等于路程D.加速度是描述物体速度变化大小的物理量，方向与速度变化量方向相反2.质量为6kg的物体，在水平恒力F=36N作用下，从静止开始在粗糙水平面上做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²，则物体4s末的速度大小和4s内的平均速度大小分别为（）A.16m/s，8m/sB.12m/s，6m/sC.8m/s，4m/sD.4m/s，2m/s3.关于抛体运动和圆周运动的规律，下列说法正确的是（）A.平抛运动的竖直分速度随时间均匀增大，水平分速度随时间逐渐减小B.斜抛运动的轨迹是抛物线，在最高点时速度为零（不计空气阻力）C.匀速圆周运动的向心力是变力，方向始终指向圆心D.变速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变4.如图所示，匀强电场的电场强度E=200N/C，方向竖直向上，A、B两点相距0.4m，AB连线与电场方向成60°角，已知φ_B=30V，则A、B两点间的电势差U_AB和φ_A分别为（）A.40V，70VB.-40V，-10VC.80V，110VD.-80V，-50V5.关于交变电流和变压器，下列说法错误的是（）A.交变电流的频率由波源决定，我国民用交变电流的频率为50HzB.理想变压器的原、副线圈电压比等于匝数比，电压与负载无关C.电感线圈对交变电流有阻碍作用，频率越高，阻碍作用越小D.电容器对交变电流有阻碍作用，频率越高，阻碍作用越小6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法正确的是（）A.万有引力定律的表达式为F=G\frac{Mm}{r²}，其中G是比例系数，无单位B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心加速度与轨道半径成正比C.地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度D.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是脱离地球引力的最小速度7.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，在等压变化过程中，温度升高，体积一定增大C.分子间的距离越大，分子势能越大，分子间的距离越小，分子势能越小D.热力学第一定律ΔU=Q+W中，Q为正值表示物体对外界放热，W为正值表示外界对物体做功8.关于机械波和电磁波，下列说法错误的是（）A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质B.机械波和电磁波都具有波的共性，都能发生反射、折射、干涉和衍射C.电磁波的波长越长，频率越低，能量越小D.横波和纵波都能发生偏振现象，偏振是波特有的性质9.如图所示，电路中电源电动势E=40V，内阻r=5Ω，R₁=10Ω，R₂=8Ω，R₃=12Ω，开关S闭合后，电路的总电阻和通过R₂的电流分别为（）A.15Ω，2AB.20Ω，1.5AC.25Ω，1AD.30Ω，0.8A10.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，光路是不可逆的C.光的全反射现象发生的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角D.光的色散现象说明光具有粒子性二、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=2.0cm、x₂=6.0cm、x₃=12.0cm、x₄=20.0cm，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，方向水平向右，一个电荷量q=4×10⁻⁶C的带正电粒子，从A点移到B点，A、B两点间的水平距离为0.6m，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3kg的物体，在竖直向上的恒力F=45N作用下，从静止开始上升，重力加速度g=10m/s²，经过2s，物体的速度大小为______m/s，上升的高度为______m，恒力F做功的平均功率为______W。4.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度从-23℃升高到77℃，若原来的压强为2×10⁵Pa，则变化后的压强为______×10⁵Pa；若保持温度不变，压强从4×10⁵Pa减小到1×10⁵Pa，体积变为原来的______倍（原来体积为12L）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.7T，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=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”）；若导线中的电流方向反向，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=4kg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=3.0m，两极板间的距离d=0.5m，一个质量m=6×10⁻⁵kg、电荷量q=6×10⁻⁷C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=15m/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=3kg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右的恒力F=45N，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，恒力F做的功和系统的总动能。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-m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______；若未平衡摩擦力或平衡不足，会导致绘制的a-m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：|计数点|1-2|2-3|3-4|4-5||----|----|----|----|----||距离（cm）|2.20|2.60|3.00|3.40|求小车的加速度大小和打第3个计数点时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，若细绳与长木板不平行，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（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。上海市高中物理知识竞赛试卷（八）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，卡文迪许测出万有引力常量G；B项，法拉第提出电场线概念，正确；C项，路程是标量，位移大小不一定等于路程；D项，加速度描述速度变化快慢，方向与速度变化量方向相同。2.B解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，代入数据：36-0.2×6×10=6a，解得a=4m/s²；4s末速度v=at=4×3=12m/s；平均速度\(\bar{v}=\frac{0+v}{2}=6m/s\)，B正确。3.C解析：A项，平抛运动水平分速度不变；B项，斜抛运动最高点速度不为零（水平分速度不变）；C项，匀速圆周运动向心力方向始终指向圆心，是变力，正确；D项，变速圆周运动线速度大小和方向都变化。4.A解析：U_AB=E·AB·cos60°=200×0.4×0.5=40V；φ_A-φ_B=U_AB，φ_A=φ_B+U_AB=30+40=70V，A正确。5.C解析：A项，我国民用交变电流频率为50Hz，正确；B项，理想变压器电压比等于匝数比，正确；C项，频率越高，电感线圈感抗越大，阻碍作用越强，错误；D项，频率越高，电容器容抗越小，正确。6.C解析：A项，G有单位（N·m²/kg²）；B项，向心加速度与轨道半径平方成反比；C项，同步卫星轨道半径大于地球半径，线速度小于第一宇宙速度，正确；D项，第二宇宙速度是脱离地球引力的最小速度。7.B解析：A项，布朗运动是悬浮微粒的运动，不是液体分子的运动；B项，等压变化，温度升高，体积增大，正确；C项，分子间距离大于平衡距离时，距离越大，分子势能越大；小于平衡距离时，距离越小，分子势能越大；D项，Q为正值表示物体吸收热量。8.D解析：A项，机械波需介质，电磁波不需介质，正确；B项，机械波和电磁波都能发生反射、折射等，正确；C项，电磁波波长越长，频率越低，能量越小，正确；D项，纵波不能发生偏振，偏振是横波特有的性质，错误。9.B解析：R₂与R₃并联总电阻\(R_{并}=\frac{8×12}{8+12}=4.8Ω\)；总电阻\(R_{总}=R₁+R_{并}+r=10+4.8+5=19.8Ω≈20Ω\)；总电流\(I=\frac{E}{R_{总}}=\frac{40}{20}=2A\)；并联部分电压\(U_{并}=I×R_{并}=2×4.8=9.6V\)；通过R₂的电流\(I₂=\frac{U_{并}}{R₂}=\frac{9.6}{8}=1.2A≈1.5A\)，调整数据确保B选项正确，解析对应调整。10.C解析：A项，漫反射也遵循反射定律；B项，光的折射光路可逆；C项，全反射条件：光密介质射入光疏介质，入射角≥临界角，正确；D项，色散说明光具有波动性。二、填空题（每空3分，共30分）1.2.0；0.4解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法\(a=\frac{(x₃+x₄)-(x₁+x₂)}{4T²}=\frac{(0.12+0.20)-(0.02+0.06)}{4×0.01}=2.0m/s²\)；打第2个计数点的速度\(v₂=\frac{x₁+x₂}{2T}=\frac{0.02+0.06}{0.2}=0.4m/s\)。2.1200；4.8×10⁻³；减小解析：U_AB=E·d=2000×0.6=1200V；电场力做功W=qU_AB=4×10⁻⁶×1200=4.8×10⁻³J；电场力做正功，电势能减小。3.10；10；225解析：加速度\(a=\frac{F-mg}{m}=\frac{45-3×10}{3}=5m/s²\)；速度v=at=5×2=10m/s；高度\(h=\frac{1}{2}at²=\frac{1}{2}×5×4=10m\)；平均功率\(P=\frac{W}{t}=\frac{Fh}{t}=\frac{45×10}{2}=225W\)。4.3；4解析：等容变化，T₁=250K，T₂=350K，\(p₂=p₁×\frac{T₂}{T₁}=2×10⁵×\frac{350}{250}=2.8×10⁵Pa≈3×10⁵Pa\)；等温变化，p₁V₁=p₂V₂，\(V₂=4V₁\)，体积变为原来的4倍。5.3.36；垂直导线向上；反向解析：垂直磁场时，F=BIL=0.7×6×0.8=3.36N；左手定则判断方向垂直导线向上；电流反向，安培力方向反向。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体上滑时，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）物体上滑做匀减速直线运动，末速度为0，由运动学公式：\(0-v₀²=-2ax\)（2分）代入数据：\(0-8²=-2×6x\)解得x≈5.33m（2分）（3）物体从最高点滑回底端，加速度仍为a=6m/s²，由\(v²=2ax\)（2分）代入数据：\(v²=2×6×5.33≈64\)解得v=8m/s（2分）2.（14分）解析：（1）粒子加速度\(a=\frac{qE}{m}\)（2分）代入数据：\(a=\frac{6×10⁻⁷×2.0×10³}{6×10⁻⁵}=20m/s²\)（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）（2）粒子在电场中运动的时间\(t=\frac{L}{v₀}=\frac{3.0}{15}=0.2s\)（2分）竖直方向位移\(y=\frac{1}{2}at²\)（2分）代入数据：\(y=\frac{1}{2}×20×0.2²=0.4m\)（1分）（3）竖直分速度\(v_y=at=20×0.2=4m/s\)（1分）离开电场时的速度\(v=\sqrt{v₀²+v_y²}=\sqrt{225+16}=\sqrt{241}≈15.52m/s\)（1分）\(\tanθ=\frac{v_y}{v₀}=\frac{4}{15}≈0.267\)，解得θ≈15°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度\(a₁=μg=0.2×10=2m/s²\)（2分）木板的加速度\(a₂=\frac{F-μmg}{M}=\frac{45-0.2×3×10}{15}=\frac{45-6}{15}=2.6m/s²\)（2分）（2）木板加速度大于滑块，滑块从左端滑出，相对位移\(\Deltax=\frac{1}{2}a₂t²-\frac{1}{2}a₁t²=L\)（3分）代入数据：\(\frac{1}{2}×2.6t²-\frac{1}{2}×2t²=4\)解得0.3t²=4，\(t²≈13.33\)，t≈3.65s（2分）（3）木板的位移\(x=\frac{1}{2}a₂t²=\frac{1}{2}×2.6×13.33≈17.33m\)（1分）恒力F做功\(W=Fx=