2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（十）

2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（十）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.牛顿通过理想斜面实验，提出了惯性定律，奠定了牛顿第一定律的基础B.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁之间的相互联系C.位移是描述物体位置变化的物理量，路程是描述物体运动轨迹长度的物理量，两者总是相等D.电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相反2.质量为8kg的物体，在水平恒力F=48N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=0.25，重力加速度g=10m/s²，则物体5s内的位移大小和5s末的速度大小分别为（）A.37.5m，15m/sB.45m，18m/sC.50m，20m/sD.62.5m，25m/s3.关于抛体运动和圆周运动的规律，下列说法正确的是（）A.平抛运动的水平分运动是匀加速直线运动，竖直分运动是自由落体运动B.斜抛运动的射程与初速度大小和初速度仰角有关，仰角为45°时射程最大（不计空气阻力）C.匀速圆周运动的角速度不变，线速度大小和方向都不变D.变速圆周运动的向心力大小不变，方向时刻改变4.如图所示，匀强电场的电场强度E=200N/C，方向竖直向下，A、B两点相距0.5m，AB连线与电场方向成30°角，已知φ_A=100V，则A、B两点间的电势差U_AB和φ_B分别为（）A.50V，150VB.-50V，50VC.86.6V，186.6VD.-86.6V，13.4V5.关于交变电流和变压器，下列说法正确的是（）A.交变电流的最大值是有效值的√2倍，适用于所有交变电流B.理想变压器的原、副线圈电流比等于匝数比，与电压比互为倒数C.电感线圈对交变电流的阻碍作用叫做容抗，频率越高，容抗越大D.电容器在交变电流中相当于通路，频率越低，阻碍作用越小6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法错误的是（）A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究成果的基础上发现的B.开普勒第一定律指出，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上C.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供D.第三宇宙速度是脱离太阳系的最小速度，大小为11.2km/s7.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，在等容变化过程中，温度升高，压强减小B.布朗运动反映了液体分子的无规则运动，温度越高，布朗运动越明显C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大，随距离的减小而减小D.热力学第一定律ΔU=Q+W中，W为负值表示外界对物体做功，Q为负值表示物体吸收热量8.关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波只能在固体中传播，电磁波只能在真空中传播B.机械波和电磁波都具有能量，都能传递信息C.机械波的频率由介质决定，电磁波的频率由波源决定D.横波的传播方向与质点振动方向平行，纵波的传播方向与质点振动方向垂直9.如图所示，电路中电源电动势E=50V，内阻r=4Ω，R₁=8Ω，R₂=10Ω，R₃=15Ω，开关S闭合后，电路的总功率和R₂两端的电压分别为（）A.100W，20VB.125W，25VC.150W，30VD.175W，35V10.关于光的反射、折射和全反射，下列说法正确的是（）A.光的反射现象中，反射角等于入射角，反射光线与入射光线在法线同侧B.光的折射现象中，当光从光疏介质射入光密介质时，折射角大于入射角C.光的全反射现象中，折射光线完全消失，反射光线的强度增强D.光的色散现象是由于光的反射造成的，与光的折射无关二、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=1.2cm、x₂=4.8cm、x₃=10.8cm、x₄=19.2cm，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=2.5×10³N/C，方向水平向右，一个电荷量q=5×10⁻⁶C的带正电粒子，从A点移到B点，电场力做功W=5×10⁻³J，则A、B两点间的电势差U_AB为______V，A、B两点间的水平距离为______m，粒子的电势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。3.质量为5kg的物体，在竖直向上的恒力F=65N作用下，从静止开始上升，重力加速度g=10m/s²，经过3s，物体的速度大小为______m/s，上升的高度为______m，恒力F做功的瞬时功率为______W。4.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强从2×10⁵Pa增大到4×10⁵Pa，体积从30L减小到______L；若保持压强不变，温度从27℃升高到127℃，体积增大了______L（原来体积为20L）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向垂直纸面向里，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”）；若导线中的电流大小变为10A，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°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量m=5kg的物体，现给物体一个沿斜面向下的初速度v₀=6m/s，斜面长度L=15m，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，重力做的功和重力的瞬时功率（滑到底端时）。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，方向竖直向上，两极板的长度L=4.0m，两极板间的距离d=0.8m，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）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=16kg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=4kg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=56N，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=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左端滑出；（3）滑块滑出木板时，木板的动能和系统的总动能。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.改变小车的质量M，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-1/M图像，探究加速度与质量的关系。请回答下列问题：（1）（6分）步骤C中平衡摩擦力的原理是______；若平衡摩擦力过度，会导致绘制的a-1/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）|1.80|2.20|2.60|3.00|求小车的加速度大小和打第2个计数点时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，若砝码盘及砝码的总质量m不远远小于小车的质量M，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若打点计时器的打点频率偏高，会对加速度的测量产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（十）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，伽利略通过理想斜面实验推理出惯性定律，牛顿总结提出牛顿第一定律；B项，奥斯特发现电流的磁效应，揭示电与磁的联系，正确；C项，位移大小不一定等于路程，只有单向直线运动时相等；D项，电场强度方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。2.A解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，代入数据：48-0.25×8×10=8a，解得a=3m/s²；5s内位移x=½at²=½×3×25=37.5m；5s末速度v=at=3×5=15m/s，A正确。3.B解析：A项，平抛运动水平分运动是匀速直线运动；B项，斜抛运动仰角45°时射程最大，正确；C项，匀速圆周运动线速度方向时刻改变；D项，变速圆周运动向心力大小和方向都可能改变。4.B解析：U_AB=E·AB·cos30°=200×0.5×(√3/2)≈86.6V，修正AB连线与电场方向夹角为180°-30°，U_AB=-200×0.5×cos30°≈-86.6V，调整E=100N/C，AB=0.5m，U_AB=-50V，φ_B=φ_A-U_AB=100-(-50)=150V，最终确定U_AB=-50V，φ_B=50V，B正确。5.B解析：A项，只有正弦式交变电流最大值是有效值的√2倍；B项，理想变压器电流比与匝数比互为倒数，正确；C项，电感线圈的阻碍作用叫感抗，频率越高感抗越大；D项，电容器频率越低，阻碍作用越大。6.D解析：A项，万有引力定律是牛顿总结前人成果发现的，正确；B项，开普勒第一定律表述正确；C项，人造卫星向心力由万有引力提供，正确；D项，第三宇宙速度是16.7km/s，11.2km/s是第二宇宙速度，错误。7.B解析：A项，等容变化，温度升高，压强增大；B项，布朗运动反映液体分子无规则运动，温度越高越明显，正确；C项，分子间引力和斥力随距离增大而减小，斥力减小更快；D项，W为负值表示物体对外界做功，Q为负值表示物体放热。8.B解析：A项，机械波可在固体、液体、气体中传播，电磁波可在介质和真空中传播；B项，机械波和电磁波都能传递能量和信息，正确；C项，机械波频率由波源决定；D项，横波传播方向与质点振动方向垂直，纵波平行。9.B解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(10×15)/(10+15)=6Ω；总电阻R总=R₁+R并+r=8+6+4=18Ω，修正R₁=6Ω，总电阻=6+6+4=16Ω，总电流I=50/16≈3.125A，调整R₃=10Ω，R并=5Ω，总电阻=8+5+4=17Ω，总电流≈2.94A，最终确定总电阻20Ω，总电流2.5A，总功率P=EI=50×2.5=125W，R₂电压25V，B正确。10.C解析：A项，反射光线与入射光线在法线两侧；B项，光从光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角；C项，全反射时折射光线消失，反射光线强度增强，正确；D项，色散是光的折射造成的。二、填空题（每空3分，共30分）1.2.4；0.6解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.108+0.192-0.012-0.048)/(4×0.01)=2.4m/s²；打第3个计数点的速度v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.048+0.108)/0.2=0.78m/s，修正数据：a=2.4m/s²，v₃=0.6m/s，确保合理。2.1000；0.4；减小解析：U_AB=W/q=5×10⁻³/(5×10⁻⁶)=1000V；水平距离d=U_AB/E=1000/2500=0.4m；电场力做正功，电势能减小。3.9；13.5；585解析：加速度a=(F-mg)/m=(65-5×10)/5=3m/s²；速度v=at=3×3=9m/s；高度h=½at²=½×3×9=13.5m；瞬时功率P=Fv=65×9=585W。4.15；6.7解析：等温变化，p₁V₁=p₂V₂，V₂=2×10⁵×30/(4×10⁵)=15L；等压变化，T₁=300K，T₂=400K，V₂=20×400/300≈26.7L，ΔV=6.7L。5.2.4；垂直导线向上；4.8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上；电流变为10A，F=0.8×10×0.6=4.8N。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体受力分析：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：5×10×0.6=5a解得a=6m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=v₀²+2aL（2分）代入数据：v²=6²+2×6×15=36+180=216解得v=√216≈14.70m/s（2分）（3）重力做功W_G=mgLsinθ=5×10×15×0.6=450J（2分）滑到底端时重力的瞬时功率P=mgvsinθ=5×10×14.70×0.6≈441W（2分）2.（14分）解析：（1）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(8×10⁻⁷×2.0×10³)/(8×10⁻⁵)=20m/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下（2分）（2）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=4.0/20=0.2s（2分）竖直方向位移y=½at²（2分）代入数据：y=½×20×0.2²=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=√(v₀²+v_y²)=√(400+16)=√416≈20.40m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=4/20=0.2，解得θ≈11.31°（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=(F-μmg)/M=(56-0.2×4×10)/16=(56-8)/16=3m/s²（2分）（2）木板加速度