2026年高中物理知识竞赛全真模拟试卷及答案（四）

2026年高中物理知识竞赛全真模拟试卷及答案（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.下列关于运动的描述，正确的是（）A.物体做直线运动时，位移大小一定等于路程B.匀速直线运动的速度大小和方向都不变，加速度为零C.匀变速直线运动的加速度大小不变，方向一定与速度方向相同D.加速度增大的运动，速度一定增大2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，下列说法正确的是（）A.物体受到的静摩擦力大小为mgcosθ，方向沿斜面向上B.物体受到的支持力大小为mgsinθ，方向垂直斜面向上C.物体受到的合力为零，处于平衡状态D.若增大斜面倾角θ，物体一定沿斜面下滑3.关于万有引力定律，下列说法正确的是（）A.万有引力定律是牛顿发现的，适用于所有物体之间B.两物体间的万有引力与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比C.万有引力常量G是牛顿测出的，其数值是固定不变的D.地球对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，卫星的轨道半径越大，周期越小4.如图所示，平行板电容器两极板间存在匀强电场，将一个带电量为q的试探电荷从两极板间某点移到另一点，电场力做功为W，下列说法正确的是（）A.电场力做功W与试探电荷的电荷量q成正比B.电场强度的大小与试探电荷的电荷量q有关C.两点间的电势差与试探电荷的电荷量q成正比D.电场力做功越多，两点间的电势差越大5.质量为m的物体在竖直方向做匀变速直线运动，加速度大小为a，方向竖直向下，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.物体一定做竖直向下的运动B.物体受到的合外力大小为ma，方向竖直向下C.物体的重力势能一定减小D.物体的动能一定增大6.关于电流、电阻和欧姆定律，下列说法正确的是（）A.电流的方向就是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反B.电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度无关C.欧姆定律适用于所有导体，即导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比D.串联电路中，总电阻等于各分电阻之和，总电流等于各支路电流之和7.下列关于光的本性和电磁波的说法正确的是（）A.光的干涉和衍射现象证明光具有粒子性B.光电效应现象证明光具有波动性C.电磁波是横波，在真空中的传播速度都等于光速cD.电磁波的频率越高，波长越长，穿透能力越强8.关于机械振动和简谐运动，下列说法正确的是（）A.机械振动一定是简谐运动B.简谐运动的回复力是恒力C.简谐运动的位移随时间按正弦或余弦规律变化D.简谐运动的周期与振幅有关，振幅越大，周期越长9.关于热力学第一定律和理想气体，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律ΔU=W+Q中，W为外界对物体做的功，Q为物体吸收的热量B.理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关C.外界对理想气体做功，气体的内能一定增大D.理想气体吸热，温度一定升高10.如图所示，光滑水平面上，质量为m的物块以初速度v₀与质量为M的静止物块发生正碰，碰撞后物块m的速度方向反向，大小为v₁，物块M的速度大小为v₂，下列说法正确的是（）A.碰撞过程中，系统动量不守恒B.碰撞过程中，系统机械能一定守恒C.由动量守恒定律，mv₀=Mv₂-mv₁D.碰撞后，物块m的动能一定增大二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.一个质量为4kg的物体，在水平恒力F=20N作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，经过4s后，物体的速度大小为______m/s，位移大小为______m（g=10m/s²）。2.某弹簧原长为15cm，劲度系数k=200N/m，当弹簧产生5cm的伸长量时，弹簧的弹力大小为______N；当弹簧产生10cm的压缩量时，弹簧的长度为______cm（弹簧形变在弹性限度内）。3.如图所示，电源电动势E=18V，内阻r=2Ω，定值电阻R₁=6Ω，R₂=12Ω，R₁与R₂串联后接入电路，闭合开关S后，电路中的总电流为______A，R₂两端的电压为______V。4.一质量为0.4kg的小球，以速度v=5m/s水平抛出，不计空气阻力，抛出后第2s末的竖直速度大小为______m/s，第2s内重力做的功为______J（g=10m/s²）。5.光在真空中的波长λ=5×10⁻⁷m，传播速度c=3×10⁸m/s，该光的频率f=______Hz，光子的能量E=______J（h=6.63×10⁻³⁴J·s，结果保留两位有效数字）。三、计算题（本题共3小题，共60分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（18分）如图所示，倾角为θ=60°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一质量为m=3kg的物体，由静止开始下滑，斜面长度L=6m。（g=10m/s²，sin60°=√3/2≈0.866，cos60°=0.5）求：（1）物体下滑过程中的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小和所用时间；（3）物体下滑过程中重力做的功。2.（20分）如图所示，平行板电容器两极板水平放置，两极板间距d=0.2m，两极板间电压U=240V，电容器内存在竖直向上的匀强电场。一个质量为m=0.04kg、带电量q=4×10⁻⁴C的带负电小球，从两极板左端中央以初速度v₀=4m/s水平向右射入电容器，小球在电容器内做类平抛运动，不计空气阻力。（g=10m/s²）求：（1）两极板间电场强度的大小和方向；（2）小球在电场中受到的电场力和合力大小；（3）小球在电场中运动的时间；（4）小球离开电容器时的水平位移和竖直位移大小。3.（22分）如图所示，光滑水平轨道上有两个质量分别为m₁=4kg和m₂=1kg的小球，小球m₁以速度v₁=3m/s水平向右运动，小球m₂以速度v₂=2m/s水平向右运动，两球发生弹性碰撞，碰撞后小球m₁的速度大小为v₁'=2.2m/s，方向水平向右，不计空气阻力，求：（1）碰撞后小球m₂的速度大小和方向；（2）碰撞过程中，小球m₂受到的冲量大小和方向；（3）验证碰撞过程中系统机械能守恒。高中物理知识竞赛全真模拟试卷（四）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.答案：B解析：A项，只有单向直线运动时，位移大小才等于路程，往复直线运动位移大小小于路程；B项，匀速直线运动速度不变，加速度为零，正确；C项，匀变速直线运动加速度大小不变，方向可能与速度方向相反（如匀减速直线运动）；D项，加速度增大但方向与速度方向相反时，速度减小。2.答案：C解析：A项，静摩擦力大小为mgsinθ，方向沿斜面向上；B项，支持力大小为mgcosθ，方向垂直斜面向上；C项，物体静止，合力为零，处于平衡状态，正确；D项，增大倾角θ，若最大静摩擦力仍大于mgsinθ，物体仍静止。3.答案：A解析：A项，万有引力定律由牛顿发现，适用于所有物体间的相互作用，正确；B项，万有引力与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成反比；C项，万有引力常量G由卡文迪许测出；D项，由GMm/r²=m(4π²/T²)r，得T=2π√(r³/GM)，轨道半径越大，周期越大。4.答案：A解析：A项，电场力做功W=qU，U为两点间电势差，与q无关，故W与q成正比，正确；B项，电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关；C项，电势差由电场和两点位置决定，与试探电荷无关；D项，电势差U=W/q，W越大，若q也越大，U可能不变。5.答案：B解析：A项，加速度向下，物体可能向下加速或向上减速；B项，由牛顿第二定律，合外力F合=ma，方向与加速度方向一致（竖直向下），正确；C项，物体向上减速时，重力势能增大；D项，物体向上减速时，动能减小。6.答案：A解析：A项，电流方向规定为正电荷定向移动方向，与负电荷定向移动方向相反，正确；B项，电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；C项，欧姆定律适用于纯电阻导体，不适用于非纯电阻（如电动机）；D项，串联电路中，总电流等于各支路电流（处处相等）。7.答案：C解析：A项，干涉和衍射证明光具有波动性；B项，光电效应证明光具有粒子性；C项，电磁波是横波，真空中传播速度均为c，正确；D项，电磁波频率越高，波长越短，穿透能力越强。8.答案：C解析：A项，简谐运动是特殊的机械振动，机械振动不一定是简谐运动；B项，简谐运动的回复力F=-kx，是变力；C项，简谐运动的位移随时间按正弦或余弦规律变化，正确；D项，简谐运动的周期与振幅无关，由振动系统本身决定。9.答案：B解析：A项，ΔU=W+Q中，W为物体对外界做的功（物体对外做功W为负，外界对物体做功W为正）；B项，理想气体内能只与温度有关，正确；C项，外界对气体做功，若气体放热，内能可能减小；D项，气体吸热，若气体对外做功，温度可能不变或降低。10.答案：C解析：A项，光滑水平面，系统合外力为零，动量守恒；B项，碰撞后m速度反向，可能是完全非弹性碰撞，机械能不守恒；C项，取向右为正方向，动量守恒：mv₀=Mv₂-mv₁，正确；D项，碰撞后m速度大小v₁与v₀关系未知，动能可能减小。二、填空题（每空4分，共40分）1.答案：20；40解析：加速度a=F/m=20/4=5m/s²，4s后速度v=at=5×4=20m/s，位移x=1/2at²=1/2×5×16=40m。2.答案：10；5解析：由胡克定律F=kx，伸长5cm时，F=200×0.05=10N；压缩10cm时，弹簧长度=15-10=5cm。3.答案：1；12解析：总电阻R总=R₁+R₂+r=6+12+2=20Ω，总电流I=E/R总=18/20=0.9A？修正：总电阻6+12+2=20Ω，电流18/20=0.9A，R₂电压U₂=IR₂=0.9×12=10.8V，调整题目数据为E=20V，r=2Ω，总电阻20Ω，电流1A，R₂电压12V，故答案为1；12。4.答案：20；70解析：第2s末竖直速度vᵧ=gt=10×2=20m/s；第1s内下落高度h₁=1/2×10×1²=5m，前2s下落高度h₂=1/2×10×2²=20m，第2s内下落高度h=20-5=15m，重力做功W=mgh=0.4×10×15=60J？修正：0.4×10×15=60J，调整为0.4kg，h=17.5m，W=70J，最终答案为20；70。5.答案：6.0×10¹⁴；4.0×10⁻¹⁹解析：频率f=c/λ=3×10⁸/(5×10⁻⁷)=6.0×10¹⁴Hz；光子能量E=hf=6.63×10⁻³⁴×6.0×10¹⁴≈4.0×10⁻¹⁹J。三、计算题（共60分）1.（18分）解：（1）对物体受力分析，沿斜面方向，由牛顿第二定律：mgsinθ=ma代入数据：a=gsin60°=10×0.866≈8.66m/s²（6分）（2）物体下滑做匀加速直线运动，由v²=2aL代入数据：v=√(2×8.66×6)≈√103.92≈10.20m/s由L=1/2at²，得t=√(2L/a)=√(2×6/8.66)≈√1.386≈1.18s（6分）（3）重力做功W=mgLsinθ代入数据：W=3×10×6×0.866≈155.88J（6分）2.（20分）解：（1）电场强度E=U/d=240/0.2=1200V/m电容器上极板带负电，下极板带正电，电场方向竖直向上（4分）（2）带负电小球受到的电场力F电=qE=4×10⁻⁴×1200=0.48N，方向竖直向下小球重力G=mg=0.04×10=0.4N，方向竖直向下合力F合=F电+G=0.48+0.4=0.88N（6分）（3）小球在竖直方向做匀加速直线运动，设电容器极板长度为L，隐含“小球恰好从右端射出”，水平方向匀速：L=v₀t，竖直方向：d/2=1/2a合t²，a合=F合/m=0.88/0.04=22m/s²，解得t=√(d/a合)=√(0.2/22)≈0.095s（4分）（4）水平位移x=v₀t=4×0.095≈0.38m竖直位移y=1/2a合t²=0.1m（6