2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（六）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（六）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的说法，正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量B.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁生电的规律C.库仑提出了库仑定律，并最早测出了元电荷的电荷量D.爱因斯坦提出了相对论，否定了牛顿经典力学2.质量为m的物体在水平地面上，在大小为F、与水平方向成θ角斜向上的拉力作用下做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A.物体受到的支持力大小为mgB.物体受到的摩擦力大小为FcosθC.若增大拉力F，物体一定做加速直线运动D.若减小θ角，物体受到的摩擦力会减小3.关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（）A.合运动的速度一定大于分运动的速度B.合运动的时间一定等于分运动的时间C.两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动D.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动4.如图所示，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为r，若粒子的质量增大到原来的2倍，电荷量和速度不变，磁感应强度减小到原来的1/2，则轨迹半径变为（）A.r/4B.r/2C.2rD.4r5.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场和磁场都是客观存在的物质，都能对放入其中的电荷产生力的作用B.电场线和磁感线都是闭合曲线C.电场强度和磁感应强度的方向都是正电荷在其中受力的方向D.电场和磁场都具有能量，且都能在真空中传播6.一颗近地卫星绕地球做匀速圆周运动，若地球质量增大到原来的2倍，卫星轨道半径不变，则下列说法正确的是（）A.卫星的线速度增大到原来的√2倍B.卫星的周期增大到原来的√2倍C.卫星的向心加速度减小到原来的1/2D.卫星的向心力不变7.关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）A.物体的内能是物体所有分子动能和分子势能的总和B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.一定质量的理想气体，温度升高，压强一定增大D.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体8.关于机械波的传播，下列说法正确的是（）A.机械波传播的是质点，质点随波迁移B.机械波的传播速度由波源决定，与介质无关C.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D.机械波在传播过程中，振幅不断减小，频率不断增大9.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂为定值电阻，R为滑动变阻器，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）A.电路的总电阻增大B.电流表的示数增大C.R₁两端的电压减小D.电源的内电压增大10.关于光的本性和光学现象，下列说法正确的是（）A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光电效应现象说明光具有波动性C.光的偏振现象说明光是纵波D.光的折射现象说明光的传播速度与介质无关二、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，测得相邻两个计数点间的距离分别为x₁=1.8cm、x₂=2.2cm、x₃=2.6cm、x₄=3.0cm，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。2.两个带异种电荷的点电荷，电荷量分别为Q₁=+3×10⁻⁶C和Q₂=-6×10⁻⁶C，相距r=0.2m，静电力常量k=9×10⁹N·m²/C²，则它们之间的库仑力大小为______N，方向______（选填“相互吸引”或“相互排斥”）；若将它们的距离减半，库仑力大小变为______N。3.质量为3kg的物体，从高度h=10m的地方由静止释放，下落过程中不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²，则物体落地时的速度大小为______m/s，下落时间为______s，重力做功的功率为______W（落地瞬间）。4.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强从1×10⁵Pa增大到3×10⁵Pa，若原来的体积为30L，则变化后的体积为______L；若保持压强不变，将体积增大到原来的2倍，则温度变为原来的______倍（热力学温度）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.3m的通电直导线垂直磁场放置，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”）；若导线中电流方向反向，安培力方向______。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，斜面顶端距地面高度h=6m，质量m=1kg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）物体下滑过程中重力的功率平均值（平均功率等于总功除以总时间）。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=300V，两极板间的距离d=0.2m，一个质量m=4×10⁻⁵kg、电荷量q=2×10⁻⁷C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=4m/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）若粒子恰好从两极板右端边缘射出，求两极板的长度L和粒子离开电场时的速度大小。3.（14分）如图所示，质量为M=6kg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=2kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.3。现给木板一个水平向右的恒力F=24N，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，滑块和木板的动能分别为多少。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-F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______；若平衡摩擦力过度，会导致绘制的a-F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，测得各计数点到第一个计数点的距离如下表所示：|计数点|1|2|3|4|5||----|----|----|----|----|----||距离（cm）|0|1.20|4.80|10.80|19.20|求小车的加速度大小和打第4个计数点时的瞬时速度大小。（3）（8分）实验中，为什么要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。（4）（8分）实验中，若打点计时器的打点频率偏高，会对加速度的计算产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（六）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出万有引力常量；B项，法拉第发现电磁感应现象，正确；C项，库仑提出库仑定律，密立根最早测出元电荷电荷量；D项，相对论没有否定牛顿经典力学，而是在宏观低速下的近似。2.B解析：A项，支持力N=mg-Fsinθ，小于mg；B项，物体匀速，摩擦力f=Fcosθ，正确；C项，增大F，若拉力方向不变，摩擦力变化，合力不一定向右，不一定加速；D项，减小θ角，Fcosθ增大，支持力增大，摩擦力增大。3.B解析：A项，合速度可能小于分速度（如两个反向的分运动）；B项，合运动与分运动同时发生，时间相等，正确；C项，两个匀速直线运动的合运动可能是静止（分速度大小相等、方向相反）；D项，两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动（合加速度与合速度不共线）。4.D解析：带电粒子在磁场中做圆周运动，半径r=mv/(qB)；m变为2倍，B变为1/2，r=2mv/(q×(B/2))=4mv/(qB)=4r，D正确。5.A解析：A项，电场和磁场都是客观存在的物质，电场对电荷有力的作用，磁场对运动电荷有力的作用，正确；B项，电场线不闭合，磁感线闭合；C项，磁感应强度方向是小磁针N极受力方向，不是正电荷受力方向；D项，电场不能在真空中传播，磁场可以。6.A解析：由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r=m(4π²r)/T²=ma；M变为2倍，r不变，线速度v=√(GM/r)变为√2倍，周期T=2π√(r³/GM)变为1/√2倍，向心加速度a=GM/r²变为2倍，向心力F=GMm/r²变为2倍，A正确。7.A解析：A项，物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和，正确；B项，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映液体分子的无规则运动；C项，温度升高，体积增大时，压强可能减小；D项，热量从温度高的物体传递到温度低的物体，与内能大小无关。8.C解析：A项，机械波传播的是振动形式和能量，质点不随波迁移；B项，机械波速度由介质决定，与波源无关；C项，横波传播方向与质点振动方向垂直，纵波平行，正确；D项，机械波传播中，振幅减小，频率不变。9.A解析：滑片P向右移动，R接入电阻增大，总电阻增大（A正确）；总电流减小，电流表读数减小（B错误）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流减小，U₁减小（C错误）；内电压U内=Ir，总电流减小，U内减小（D错误）。10.A解析：A项，干涉和衍射是波特有的现象，说明光具有波动性，正确；B项，光电效应说明光具有粒子性；C项，偏振现象说明光是横波；D项，折射现象说明光的传播速度与介质有关。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.4；0.28解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.026+0.030-0.018-0.022)/(4×0.01)=0.4m/s²；v₃=(x₂+x₃)/(2T)=(0.022+0.026)/0.2=0.28m/s。2.0.405；相互吸引；1.62解析：库仑力F=k|Q₁Q₂|/r²=9×10⁹×(3×10⁻⁶×6×10⁻⁶)/0.04=0.405N；异种电荷相互吸引；距离减半，F'=k|Q₁Q₂|/(r/2)²=4F=1.62N。3.10√2；√2；300√2解析：速度v=√(2gh)=√(2×10×10)=10√2m/s；时间t=√(2h/g)=√2s；落地瞬间功率P=mgv=3×10×10√2=300√2W。4.10；2解析：等温变化，p₁V₁=p₂V₂，V₂=p₁V₁/p₂=1×30/3=10L；等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，V₂=2V₁，故T₂=2T₁。5.0.9；垂直导线向下；垂直导线向上解析：垂直磁场时，F=BIL=0.5×6×0.3=0.9N，左手定则判断方向垂直导线向下；电流反向，安培力方向反向，变为垂直导线向上。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）斜面长度L=h/sinθ=6/0.6=10m（1分）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×6×10=120解得v=2√30≈10.95m/s（1分）（3）下滑时间t=v/a=2√30/6=√30/3≈1.83s（2分）重力做功W_G=mgh=1×10×6=60J（1分）平均功率P=W_G/t=60/(√30/3)=6√30≈32.86W（1分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=300/0.2=1.5×10³N/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=(2×10⁻⁷×1.5×10³)/(4×10⁻⁵)=7.5m/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）（3）粒子从中央射入，恰好从边缘射出，竖直位移y=d/2=0.1m（1分）竖直方向：y=½at²解得t=√(2y/a)=√(2×0.1/7.5)=√(0.2/7.5)=√(1/37.5)≈0.163s（1分）极板长度L=v₀t=4×0.163≈0.65m（1分）竖直分速度v_y=at=7.5×0.163≈1.22m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(16+1.49)≈4.18m/s（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.3×10=3m/s²（2分）木板的加速度a₂=(F-μmg)/M=(24-0.3×2×10)/6=(24-6)/6=3m/s²（2分）（2）两者加速度相同，始终相对静止，不会发生相对滑动，滑块不会从木板左端滑出（3分）（修正调整：将F改为30N，重新