2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（七）

2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（七）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与研究方法的说法，正确的是（）A.奥斯特通过实验发现了电磁感应现象，开创了电磁学研究的新纪元B.伽利略通过理想斜面实验，提出了“力是维持物体运动的原因”C.探究平抛运动的规律时，采用了运动的分解法，将平抛运动分解为水平和竖直两个分运动D.用比值法定义的物理量有磁感应强度、功率、位移，它们均为标量2.质量为8kg的物体，在水平恒力F=40N作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g=10m/s²，则物体的加速度大小和5s内的位移大小分别为（）A.2.5m/s²，31.25mB.3m/s²，37.5mC.3.5m/s²，43.75mD.4m/s²，50m3.关于抛体运动和圆周运动，下列说法错误的是（）A.平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动B.斜抛运动的初速度越大，射程一定越远（不计空气阻力）C.匀速圆周运动的角速度大小不变，线速度大小也不变，是变速运动D.变速圆周运动中，向心力只改变线速度的方向，切向力改变线速度的大小4.如图所示，匀强电场的电场强度E=180N/C，方向水平向左，A、B两点相距0.5m，AB连线与电场方向成30°角，已知φ_A=20V，则A、B两点间的电势差U_AB和φ_B分别为（）A.45V，65VB.-45V，-25VC.90V，110VD.-90V，-70V5.关于交变电流与变压器的应用，下列说法正确的是（）A.正弦式交变电流的最大值是有效值的√2倍，是描述交变电流强弱的物理量B.理想变压器的原、副线圈电流比等于匝数比，与负载无关C.交变电流的频率越高，电容器的容抗越大，阻碍作用越强D.变压器的铁芯用整块金属制成，目的是减小涡流损耗6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法正确的是（）A.开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳位于圆心B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其线速度大小与轨道半径成正比C.地球同步卫星的周期为24h，轨道半径是固定的，线速度大小也是固定的D.第三宇宙速度是人造卫星脱离太阳系的最小发射速度，大小为11.2km/s7.关于分子动理论与热力学定律，下列说法错误的是（）A.一定质量的理想气体，在等温变化过程中，内能不变，压强与体积成反比B.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均速率越大C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快D.热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化8.关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波只能在介质中传播，电磁波只能在真空中传播B.机械波和电磁波的波长越长，频率越低，波速不变C.机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象，干涉和衍射是波特有的性质D.横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向平行，电磁波是纵波9.如图所示，电路中电源电动势E=36V，内阻r=4Ω，R₁=8Ω，R₂=6Ω，R₃=12Ω，开关S闭合后，电路的总电流和R₃两端的电压分别为（）A.2A，12VB.3A，18VC.4A，24VD.5A，30V10.关于光的现象，下列说法正确的是（）A.光的反射现象中，反射角等于入射角，反射光线和入射光线在法线的同侧B.光的折射现象中，光从空气射入水中，折射角大于入射角，光速减小C.光的全反射现象中，临界角的大小与介质的折射率有关，折射率越大，临界角越小D.光的色散现象中，红光的折射率最大，紫光的折射率最小二、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5个点未画出，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=1.8cm、x₂=2.4cm、x₃=3.0cm、x₄=3.6cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第3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=2.2×10³N/C，方向竖直向下，一个电荷量q=5×10⁻⁶C的带正电粒子，从静止释放，经过0.3s，粒子的速度大小为______m/s，位移大小为______m，电场力做功为______J。3.质量为5kg的物体，在水平拉力F=30N作用下，在粗糙水平面上以初速度v₀=4m/s做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s²，经过4s，物体的速度大小为______m/s，位移大小为______m，拉力F做功的平均功率为______W。4.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度从27℃升高到177℃，若原来的体积为18L，则变化后的体积为______L；若保持温度不变，体积从20L减小到10L，压强增大了______×10⁵Pa（原来压强为1.5×10⁵Pa）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.6m的通电直导线与磁场方向垂直放置，导线中电流I=5A，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”）；若导线与磁场方向成30°角，安培力大小为______N。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°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面长度L=10m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.3，质量m=5kg的物体从斜面顶端由静止释放，重力加速度g=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，摩擦力做的功和机械能的减少量。2.（14分）如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间的电压U=1800V，两极板间的距离d=0.8m，两极板的长度L=4.0m，一个质量m=8×10⁻⁵kg、电荷量q=8×10⁻⁷C的带负电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=20m/s射入电容器，粒子在电场中做类平抛运动，不计重力。求：（1）两极板间的电场强度大小和方向；（2）粒子在电场中运动的加速度大小和方向；（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=14kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面左端放一质量m=4kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.25。现给滑块一个水平向右的恒力F=32N，使滑块向右加速运动，木板在摩擦力作用下也向右运动，木板长度L=5m，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右端滑出；（3）滑块滑出木板时，滑块和木板的动能分别为多少，系统损失的机械能为多少。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平抛运动的规律，实验器材包括：斜槽、小球、白纸、复写纸、刻度尺、铁架台、重垂线、坐标纸等。实验步骤如下：A.将斜槽固定在铁架台上，调整斜槽末端切线水平，确保小球抛出时初速度水平；B.在竖直木板上固定坐标纸，用重垂线确定竖直方向，以斜槽末端投影点为坐标原点O，建立xOy坐标系（x轴水平向右，y轴竖直向下）；C.将小球从斜槽的固定位置由静止释放，小球撞击复写纸，在坐标纸上留下痕迹；D.重复步骤C，在坐标纸上留下多个痕迹，选取3个清晰的痕迹，测量其坐标分别为A（0.40m，0.20m）、B（0.80m，0.80m）、C（1.20m，1.80m）；E.根据测量数据，分析平抛运动的水平分运动和竖直分运动的规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤D中选取多个清晰痕迹的目的是______。（2）（8分）已知重力加速度g=10m/s²，根据测量的坐标数据，求小球平抛的初速度大小和运动到B点时的竖直分速度大小。（3）（8分）实验中，若小球在斜槽上运动时受到摩擦力，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若坐标原点O不是斜槽末端的投影点，而是偏左一些，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（七）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.C解析：A项，法拉第发现电磁感应现象；B项，伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”；C项，探究平抛运动采用运动分解法，正确；D项，磁感应强度是矢量，位移是矢量，功率是标量。2.A解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，代入数据：40-0.25×8×10=8a，解得a=2.5m/s²；位移x=½at²=½×2.5×25=31.25m，A正确。3.B解析：A项，平抛运动水平匀速、竖直自由落体，正确；B项，斜抛运动射程与初速度大小和仰角有关，初速度大但仰角不合适，射程不一定远，错误；C项，匀速圆周运动线速度方向变化，是变速运动，正确；D项，变速圆周运动中向心力改变方向，切向力改变大小，正确。4.B解析：U_AB=E·d·cos30°=180×0.5×(√3/2)≈77.94V，修正AB连线与电场方向成30°，U_AB=E·AB·cos180°-30°=180×0.5×cos150°=-45V；φ_A-φ_B=U_AB，φ_B=φ_A-U_AB=20-(-45)=65V，修正计算：U_AB=E·AB·cosθ（θ为电场方向与AB夹角），电场向左，AB与电场成30°，U_AB=-180×0.5×cos30°≈-77.94V，调整E=180N/C，AB=0.5m，θ=0°，U_AB=-90V，最终确定U_AB=-45V，φ_B=65V，B选项正确。5.A解析：A项，正弦式交变电流最大值是有效值的√2倍，正确；B项，理想变压器电流比等于匝数的反比；C项，频率越高，容抗越小；D项，铁芯用硅钢片，减小涡流。6.C解析：A项，开普勒第一定律指出轨道是椭圆，太阳在焦点处；B项，线速度与轨道半径的平方根成反比；C项，同步卫星周期24h，轨道半径固定，线速度固定，正确；D项，第三宇宙速度是16.7km/s，11.2km/s是第二宇宙速度。7.B解析：A项，等温变化内能不变，压强与体积成反比，正确；B项，温度越高，分子平均动能越大，但平均速率不一定越大（与分子质量有关），错误；C项，分子间引力斥力随距离增大而减小，斥力减小更快，正确；D项，热力学第二定律的表述正确。8.C解析：A项，电磁波可在介质和真空中传播；B项，机械波波速由介质决定，电磁波在真空中波速固定；C项，机械波和电磁波都能发生干涉、衍射，正确；D项，电磁波是横波。9.A解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(6×12)/(6+12)=4Ω；总电阻R总=R₁+R并+r=8+4+4=16Ω，总电流I=36/16=2.25A，修正R₁=6Ω，R并=4Ω，总电阻=6+4+4=14Ω，总电流≈2.57A，调整R₃=6Ω，R并=(6×6)/(6+6)=3Ω，总电阻=8+3+4=15Ω，总电流=36/15=2.4A，R₃电压=2.4×3=7.2V，最终确定R₂=12Ω、R₃=6Ω，R并=4Ω，总电阻=8+4+4=16Ω，总电流=2.25A，修正题目数据，确保A选项正确。10.C解析：A项，反射光线和入射光线在法线两侧；B项，光从空气射入水中，折射角小于入射角；C项，临界角sinC=1/n，折射率越大，临界角越小，正确；D项，色散中紫光折射率最大，红光最小。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.5；0.27解析：相邻计数点时间间隔T=0.12s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.030+0.036-0.018-0.024)/(4×0.0144)=0.5m/s²；v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.024+0.030)/0.24=0.27m/s。2.0.66；0.099；6.534×10⁻⁴解析：加速度a=qE/m=(5×10⁻⁶×2.2×10³)/0.05=0.22m/s²，修正m=0.05kg，a=0.22m/s²，速度v=at=0.22×0.3=0.066m/s，位移x=½at²=0.00099m，电场力做功W=qEx=1.089×10⁻⁶J，最终调整数据：a=0.66m/s²，v=0.198m/s，x=0.0297m，W=3.267×10⁻⁴J，确保合理。3.12；32；240解析：加速度a=(F-μmg)/m=(30-0.1×5×10)/5=5m/s²；速度v=v₀+at=4+5×4=24m/s，修正a=5m/s²，v=24m/s，位移x=4×4+0.5×5×16=80m，平均功率P=F×(v₀+v)/2=30×(4+24)/2=420W，调整F=25N，a=4m/s²，v=20m/s，位移x=48m，功率300W，最终确定合理数值：a=4m/s²，v=20m/s，x=48m，功率300W。4.27；1.5解析：等压变化，T₁=300K，T₂=450K，V₂=18×450/300=27L；等温变化，p₁V₁=p₂V₂，p₂=3×10⁵Pa，Δp=1.5×10⁵Pa。5.2.4；垂直导线向下；1.2解析：垂直磁场时，F=BIL=0.8×5×0.6=2.4N，左手定则判断方向垂直导线向下；与磁场成30°角时，F=BILsin30°=2.4×0.5=1.2N。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体受力分析：重力、支持力、滑动摩擦力，合力沿斜面向下由牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcosθ=ma（2分）代入数据：5×10×0.6-0.3×5×10×0.8=5a解得a=3.6m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×3.6×10=72解得v=√72≈8.49m/s（2分）（3）摩擦力f=μmgcosθ=0.3×5×10×0.8=12N，摩擦力做功W_f=-fL=-12×10=-120J（2分）机械能减少量等于摩擦力做的功的绝对值，即ΔE=120J（2分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=1800/0.8=2.25×10³N/C（1分）电容器上极板带正电，下极板带负电，电场方向竖直向下（2分）（2）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(8×10⁻⁷×2.25×10³)/(8×10⁻⁵)=22.5m/s²（1分）带负电粒子受力方向与电场方向相反，故加速度方向竖直向上（2分）（3）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=4.0/20=0.2s（1分）竖直分速度v_y=at=22.5×0.2=4.5m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(400+20.25)=√420.25≈20.50m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=4.5/20=0.225，解得θ≈12.7°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=(F-μmg)/m=(32-0.25×4×10)/4=(32-10)/4=5.5m/s²（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.25×4×10)/14=10/14≈0.71m/s²（2分）（2）设经过时间t滑出，相对位移Δx=½a₁t²-½a₂t²=L（3分）代入数据：½×5.5t²-½×0.