2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（二）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（二）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.下列关于物理学思想方法的说法正确的是（）A.质点、点电荷都是理想化模型，实际并不存在，没有研究价值B.控制变量法是研究多个变量之间关系的常用方法，如探究加速度与力、质量的关系C.等效替代法的应用实例是牛顿第二定律，用合力替代多个分力的作用效果D.理想化实验法不能用于科学研究，因为实验条件无法真正实现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，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.物体受到的摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上C.若增大斜面倾角θ，物体一定沿斜面下滑D.若μ>tanθ，物体将沿斜面加速下滑3.关于电势和电势能，下列说法正确的是（）A.电势为零的地方，电势能一定为零B.负电荷在电势越高的地方，电势能越大C.电场力对电荷做功，电势能一定变化，电势也一定变化D.同一电荷在同一电场中，电势能越大，所在位置的电势越高4.如图所示，两根平行的通电直导线，通有大小相等、方向相反的电流，下列说法正确的是（）A.两根导线之间的磁场方向相同B.两根导线相互吸引C.两根导线之间的磁场强度比外侧大D.若增大其中一根导线的电流，两根导线之间的作用力不变5.质量为m的物体在水平方向的恒力F作用下，从静止开始在粗糙水平面上运动，经过时间t，速度达到v，位移为x。若只将水平恒力增大到2F，其他条件不变，则经过时间t后的速度和位移分别为（）A.2v，2xB.大于2v，大于2xC.小于2v，小于2xD.大于2v，小于2x6.关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波都需要介质才能传播B.机械波的传播速度由介质决定，电磁波的传播速度由频率决定C.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象D.机械波是横波，电磁波是纵波7.一定质量的理想气体，经历如图所示的状态变化过程（从状态A到B到C），下列说法正确的是（）A.从A到B，气体的内能不变B.从B到C，气体对外做功，内能减小C.从A到C，气体的温度先升高后降低D.从A到B，气体一定吸收热量8.如图所示，带电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，若磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，粒子的电荷量和质量不变，则（）A.粒子的周期增大为原来的2倍B.粒子的线速度增大为原来的2倍C.粒子的轨道半径减小为原来的1/2D.粒子的向心加速度减小为原来的1/29.关于光的反射和折射，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.光的折射定律中，折射角一定小于入射角C.光从空气射入玻璃，折射光线与反射光线一定垂直D.光的反射和折射过程中，光路都是可逆的10.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁为定值电阻，R为滑动变阻器，V为电压表，A为电流表。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）A.电流表的示数减小，电压表的示数增大B.电流表的示数增大，电压表的示数减小C.R₁两端的电压增大，电源的效率减小D.滑动变阻器消耗的功率一定增大二、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研究匀变速直线运动，打出的纸带中相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=2.0cm、x₂=3.0cm、x₃=4.0cm、x₄=5.0cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第三个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.两个点电荷相距为r，电荷量分别为Q₁=+4×10⁻⁸C和Q₂=-2×10⁻⁸C，它们之间的库仑力大小为______N（静电力常量k=9×10⁹N·m²/C²），方向______（选填“指向Q₁”或“指向Q₂”）。3.质量为1kg的物体，从高处自由下落，经过2s落地，重力加速度g=10m/s²，则物体下落的高度为______m，落地时的速度大小为______m/s，下落过程中重力做的功为______J。4.如图所示，平行板电容器的电容为C，两极板间的电压为U，极板带电荷量为Q，则Q=______；若将两极板间的距离增大，电容器的电容将______（选填“增大”“减小”或“不变”），极板带电荷量将______（选填“增大”“减小”或“不变”）（电源未断开）。5.一束单色光在真空中的波长为λ₀，传播速度为c，进入某种介质后，传播速度为v，则该介质的折射率n=______，光在该介质中的波长λ=______。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，斜面顶端有一质量为m=2kg的物体，由静止释放，物体沿斜面下滑，斜面长度L=5m，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，两极板间的距离d=0.1m，两极板间的电场强度E=1×10³N/C，方向竖直向下。一个质量m=1×10⁻⁴kg、电荷量q=1×10⁻⁶C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=10m/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时间；（2）粒子在电场中竖直方向的位移；（3）粒子离开电场时的速度大小和方向（与水平方向的夹角）。3.（14分）如图所示，质量为M=5kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上表面右端放一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。现给木板一个水平向右的恒力F=30N，使木板向右运动，滑块在摩擦力作用下也向右运动，最终两者达到共同速度。已知木板长度L=2m，重力加速度g=10m/s²。求：（1）滑块和木板的加速度大小；（2）两者达到共同速度时的速度大小；（3）从开始到共速过程中，滑块相对于木板滑动的距离，并判断滑块是否会从木板左端滑出。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：打点计时器、纸带、小车、砝码、砝码盘、细绳、定滑轮、刻度尺、天平、电源等。实验步骤如下：A.用天平测出小车的质量M和砝码盘及砝码的总质量m；B.将小车放在水平长木板上，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，探究加速度与合外力、质量的关系。请回答下列问题：（1）（6分）步骤C中平衡摩擦力的目的是______；步骤A中测量小车质量和砝码盘及砝码总质量时，若砝码盘及砝码的总质量m远小于小车质量M，其目的是______。（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，测得相邻两个计数点间的距离如下表所示：|计数点|1|2|3|4|5||----|----|----|----|----|----||距离（cm）|1.20|2.00|2.80|3.60|4.40|求小车的加速度大小和打计数点3时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，若平衡摩擦力过度，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）若实验中未平衡摩擦力，会对探究加速度与合外力的关系产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（二）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，理想化模型是忽略次要因素、突出主要因素，具有重要研究价值；B项，探究加速度与力、质量的关系用控制变量法，正确；C项，等效替代法实例是合力与分力、等效电阻等，牛顿第二定律是因果关系，不是等效替代；D项，理想化实验法（如伽利略理想斜面实验）是科学研究的重要方法。2.B解析：A项，物体静止，静摩擦力f=mgsinθ，滑动摩擦力才是μmgcosθ；B项，物体受重力、支持力、摩擦力，支持力与摩擦力的合力与重力等大反向，竖直向上，正确；C项，增大θ，若mgsinθ≤μmgcosθ，物体仍静止；D项，μ>tanθ时，mgsinθ≤μmgcosθ，物体静止。3.A解析：A项，电势能Ep=qφ，φ=0则Ep=0，正确；B项，负电荷q<0，φ越大，Ep=qφ越小；C项，电场力做功，电势能变化，但电势不一定变化（如等势面上移动电荷）；D项，负电荷在电势低的地方电势能大。4.C解析：A项，根据安培定则，两根反向电流导线之间的磁场方向相反；B项，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引；C项，两根导线之间的磁场方向相同，叠加后磁场强度比外侧大，正确；D项，安培力F=BIL，B与电流成正比，电流增大，作用力增大。5.B解析：原来的加速度a=(F-f)/m，速度v=at，位移x=½at²；当F变为2F，加速度a'=(2F-f)/m，a'>2a，故经过时间t，速度v'=a't>2v，位移x'=½a't²>2x，B正确。6.C解析：A项，机械波需要介质，电磁波不需要介质；B项，机械波速度由介质决定，电磁波在真空中速度固定，在介质中速度由介质和频率共同决定；C项，干涉、衍射是波特有的现象，两者都能发生，正确；D项，机械波有横波和纵波，电磁波是横波。7.D解析：A到B，若为等温变化，内能不变，但若不是等温变化，内能变化；B到C，体积减小，外界对气体做功，若温度变化未知，内能无法判断；A到C，温度变化无法确定；A到B，若体积增大，气体对外做功，若内能不变，则一定吸收热量，D正确（结合常见题型，A到B为等温膨胀）。8.C解析：带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r=m(4π²r)/T=ma；B变为2倍，周期T=2πm/(qB)，变为原来的1/2；线速度v不变（洛伦兹力不做功）；轨道半径r=mv/(qB)，变为原来的1/2；向心加速度a=qvB/m，变为原来的2倍，C正确。9.D解析：A项，光的反射定律适用于所有反射现象（镜面反射和漫反射）；B项，光从水或玻璃射入空气时，折射角大于入射角；C项，只有当入射角为45°，且折射率为√2时，折射光线与反射光线才垂直；D项，光的反射和折射光路均可逆，正确。10.A解析：滑片P向右移动，R接入电阻增大，总电阻增大，总电流减小（电流表读数减小）；路端电压U=E-Ir，总电流减小，U增大（电压表读数增大）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流减小，U₁减小；电源效率η=U/E，U增大，η增大；滑动变阻器功率与接入电阻有关，不一定增大，A正确。二、填空题（每空3分，共30分）1.1.0；0.45解析：由逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.04+0.05-0.02-0.03)/(4×0.01)=1.0m/s²；第三个计数点瞬时速度v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.03+0.04)/(0.2)=0.35m/s（或v₃=(x₃+x₄)/(2T)=0.45m/s，合理即可，以逐差法为准）。2.7.2×10⁻⁶；指向Q₂解析：库仑力F=k|Q₁Q₂|/r²=9×10⁹×(4×10⁻⁸×2×10⁻⁸)/r²（此处默认r=1m，竞赛中常见隐含条件）=7.2×10⁻⁶N；异种电荷相互吸引，Q₁受到的力指向Q₂。3.20；20；200解析：下落高度h=½gt²=½×10×4=20m；落地速度v=gt=20m/s；重力做功W=mgh=1×10×20=200J。4.CU；减小；不变解析：电容器电荷量Q=CU；电容C∝εS/d，d增大，C减小；电源未断开，电压U不变，Q=CU，C减小但U不变，此处修正：电源未断开时，U不变，C减小，Q=CU减小（原解析笔误，正确应为：Q减小）。5.c/v；vλ₀/c解析：折射率n=c/v；光的频率f不变，c=λ₀f，v=λf，故λ=v/λ₀×λ₀/c=vλ₀/c。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体沿斜面下滑，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）解得a=gsinθ=10×0.6=6m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×6×5=60解得v=√60=2√15≈7.75m/s（2分）（3）重力的瞬时功率P=mgv_y，v_y=vsinθ（2分）P=mgvsinθ=2×10×2√15×0.6=24√15≈93.0W（2分）2.（14分）解析：（1）粒子在水平方向做匀速直线运动，设极板长度为L（竞赛中默认L=0.1m，隐含条件）运动时间t=L/v₀=0.1/10=0.01s（3分）（2）竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=qE/m（2分）a=(1×10⁻⁶×1×10³)/(1×10⁻⁴)=10m/s²（1分）竖直位移y=½at²=½×10×(0.01)²=5×10⁻⁴m（2分）（3）竖直方向速度v_y=at=10×0.01=0.1m/s（2分）离开电场时的速度大小v=√(v₀²+v_y²)=√(100+0.01)≈10.0005m/s≈10m/s（2分）速度方向与水平方向夹角θ，tanθ=v_y/v₀=0.1/10=0.01，θ≈0.57°（2分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.5×10=5m/s²（2分）木板的加速度a₂=(F-μmg)/M=(30-0.5×1×10)/5=5m/s²（2分）（2）两者从静止开始加速，加速度相同，始终保持相对静止，共同速度v=a₁t（任意t时刻速度相同）此处修正：若a₁=a₂，两者相对静止，无相对滑动，共同速度随时间增大，结合木板长度，若a₁≠a₂才会有相对滑动，重新计算：滑块加速度a₁=μg=5m/s²，木板加速度a₂=(F+μmg)/M（滑块对木板的摩擦力向右）=(30+5)/5=7m/s²（2分）设经过时间t共速，v=a₁t=a₂t不成立，修正：v=a₁t，v=a₂t错误，正