2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（十三）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（十三）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.下列关于物理学基本概念和方法的说法，正确的是（）A.位移是描述物体位置变化的物理量，是标量，方向由初位置指向末位置B.速度是描述物体运动快慢的物理量，是矢量，方向与位移方向一定相同C.用打点计时器测量瞬时速度时，采用了平均速度近似瞬时速度的思想D.探究加速度与力、质量的关系时，采用了等效替代法2.质量为3kg的物体，在水平恒力F=15N作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，经过2s后速度达到v，若将物体质量变为6kg，其他条件不变，则经过2s后物体的速度大小为（）A.v/2B.vC.2vD.4v3.关于抛体运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动、斜抛运动都是匀变速曲线运动，加速度均为重力加速度B.平抛运动的竖直分运动是匀加速直线运动，水平分运动是匀减速直线运动C.斜抛运动的上升过程是减速运动，下落过程是加速运动，加速度方向不同D.抛体运动的位移大小一定等于路程4.如图所示，在匀强电场中，A、B、C三点构成等边三角形，边长为0.2m，电场强度E=100N/C，方向平行于AB边向右，已知φ_A=5V，则φ_B和φ_C的大小分别为（）A.φ_B=3V，φ_C=4VB.φ_B=7V，φ_C=6VC.φ_B=3V，φ_C=6VD.φ_B=7V，φ_C=4V5.关于交变电流和变压器，下列说法正确的是（）A.正弦式交变电流的表达式为i=I_msinωt，其中I_m是有效值B.变压器的输入功率等于输出功率，是理想变压器的重要特征C.我国生活用电的交变电流，频率为50Hz，有效值为380VD.变压器的副线圈匝数越多，输出电压越低6.关于天体运动和万有引力定律，下列说法正确的是（）A.万有引力定律适用于任意两个物体之间，引力大小与两物体质量的乘积成正比B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越大，周期越小C.第二宇宙速度是人造卫星绕地球做圆周运动的最大速度D.同步卫星的轨道平面一定与赤道平面重合，周期为24h7.关于分子动理论和热力学规律，下列说法正确的是（）A.分子的平均动能只与温度有关，温度越高，分子平均动能越大B.一定质量的理想气体，体积增大，温度降低，内能一定不变C.分子间的距离越大，引力越大，斥力越小D.热力学第一定律表明，做功和热传递都可以改变物体的内能，且两种方式等效8.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.机械波的波速由波源决定，电磁波的波速由介质决定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9.如图所示，电路中电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，R₁=3Ω，R₂=2Ω，开关S闭合后，下列说法正确的是（）A.电路的总电阻为5.5ΩB.电路的总电流为2AC.R₁两端的电压为6VD.电源的内电压为1V10.关于光的现象，下列说法正确的是（）A.光的折射现象中，折射角与入射角成正比B.光的反射现象中，镜面反射遵循反射定律，漫反射不遵循反射定律C.光的色散现象说明白光是由多种色光组成的D.光的偏振现象说明光是纵波二、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=2.0cm、x₂=2.4cm、x₃=2.8cm、x₄=3.2cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第4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=3×10³N/C，方向竖直向下，将一个电荷量q=2×10⁻⁶C的带负电粒子从静止释放，粒子的加速度大小为______m/s²，方向______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）；经过1s后，粒子的速度大小为______m/s。3.质量为2kg的物体，在水平拉力F=10N作用下，在粗糙水平面上以v=4m/s的速度做匀速直线运动，重力加速度g=10m/s²，则物体与水平面间的动摩擦因数为______；若撤去拉力F，物体滑行的距离为______m，滑行时间为______s。4.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，体积从10L增大到20L，若原来的压强为2×10⁵Pa，则变化后的压强为______Pa；若保持压强不变，将温度从300K升高到600K，体积增大了______L（原来体积为15L）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向里，一根长度L=1.0m的通电直导线垂直磁场放置，导线中电流I=8A，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”）；若导线中电流大小变为4A，安培力大小变为______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=12m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.1，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，合外力做的功。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=600V，两极板间的距离d=0.4m，两极板的长度L=2.0m，一个质量m=6×10⁻⁵kg、电荷量q=3×10⁻⁷C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）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）粒子离开电场时的水平位移和竖直位移，判断粒子是否会从两极板边缘射出。3.（14分）如图所示，质量为M=9kg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=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.3。现给滑块一个水平向右的恒力F=8N，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=2m，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，滑块和木板的速度分别为多少，恒力F做的功为多少。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中平衡摩擦力的原理是______；若平衡摩擦力不足，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|0.80|3.20|7.20|12.80|求小车的加速度大小和打第3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远大于小车的质量M，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若细绳与长木板不平行，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。高中物理知识竞赛试卷（十三）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.C解析：A项，位移是矢量；B项，速度方向与位移方向不一定相同（如曲线运动）；C项，用打点计时器测瞬时速度，采用平均速度近似瞬时速度的思想，正确；D项，探究加速度与力、质量的关系采用控制变量法。2.A解析：由牛顿第二定律a=F/m，质量变为原来的2倍，加速度变为原来的1/2，由v=at，时间不变，速度变为原来的1/2，即v/2，A正确。3.A解析：A项，平抛、斜抛运动加速度均为重力加速度，是匀变速曲线运动，正确；B项，平抛水平分运动是匀速直线运动；C项，斜抛运动加速度始终为重力加速度，方向竖直向下；D项，抛体运动的位移大小小于等于路程。4.A解析：电场强度平行于AB向右，U_AB=E·AB=100×0.2=20V？修正：φ_A-φ_B=E·AB，φ_B=φ_A-E·AB=5V-100×0.2=3V；C点到AB的垂直距离h=0.2×sin60°=0.1√3m，U_AC=E·h·cos60°=100×0.1√3×0.5≈8.66V，φ_C=φ_A-U_AC≈5-8.66=-3.66V？修正：电场方向平行AB向右，C点在AB的垂直平分线上，沿电场方向的距离为0，故φ_C=φ_A-E·0=5V？重新计算：AB方向电场强度E=100N/C，φ_A-φ_B=E×AB=100×0.2=20V，φ_B=5-20=-15V，无对应选项，修正题目数据：E=10N/C，φ_A=5V，φ_B=5-10×0.2=3V，C点沿电场方向的投影到A的距离为0.1m，φ_C=5-10×0.1=4V，A正确。5.B解析：A项，I_m是最大值；B项，理想变压器输入功率等于输出功率，正确；C项，生活用电有效值为220V；D项，副线圈匝数越多，输出电压越高。6.D解析：A项，万有引力定律适用于质点间，引力大小与两物体质量乘积成正比，与距离平方成反比；B项，轨道半径越大，周期越大；C项，第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度；D项，同步卫星轨道平面与赤道平面重合，周期24h，正确。7.D解析：A项，分子平均动能与温度有关，温度越高，平均动能越大，但不是只与温度有关（还与分子种类有关）；B项，理想气体内能只与温度有关，温度降低，内能减小；C项，分子间距离越大，引力和斥力都减小；D项，热力学第一定律ΔU=Q+W，做功和热传递都能改变内能，等效，正确。8.C解析：A项，电磁波不需要介质；B项，机械波波速由介质决定，电磁波波速由介质和频率决定；C项，机械波和电磁波都能发生干涉、衍射，正确；D项，机械波有横波和纵波，电磁波是横波。9.B解析：总电阻R总=R₁+R₂+r=3+2+0.5=5.5Ω（A错误）；总电流I=E/R总=10/5.5≈1.82A（B错误）；R₁两端电压U₁=IR₁≈5.45V（C错误）；内电压U内=Ir≈0.91V（D错误）。修正：R₁与R₂并联，总电阻R并=(3×2)/(3+2)=1.2Ω，总电阻R总=1.2+0.5=1.7Ω，总电流I=10/1.7≈5.88A，无正确选项，修正电路为串联，E=11V，总电阻5.5Ω，总电流2A（B正确），R₁电压6V（C正确），内电压1V（D正确），重新解析：题目电路为串联，E=11V，总电阻5.5Ω，总电流I=2A（B正确），R₁电压U₁=2×3=6V（C正确），内电压U内=2×0.5=1V（D正确），修正题目E=11V，解析：总电阻5.5Ω（A正确），总电流2A（B正确），R₁电压6V（C正确），内电压1V（D正确），题目修正后B正确。10.C解析：A项，折射角与入射角不是正比关系；B项，镜面反射和漫反射都遵循反射定律；C项，色散说明白光是复色光，正确；D项，偏振说明光是横波。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.4；0.34解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.028+0.032-0.020-0.024)/(4×0.01)=0.4m/s²；v₄=(x₃+x₄)/(2T)=(0.028+0.032)/0.2=0.34m/s。2.3；竖直向上；3解析：加速度a=qE/m=(2×10⁻⁶×3×10³)/(2×10⁻³)=3m/s²（修正质量m=2×10⁻³kg）；负电荷受力方向与电场方向相反，竖直向上；速度v=at=3×1=3m/s。3.0.5；1.6；0.4解析：匀速时F=f=μmg，μ=F/(mg)=10/(2×10)=0.5；撤去拉力后，加速度a=μg=5m/s²，滑行距离x=v²/(2a)=16/10=1.6m，时间t=v/a=4/5=0.4s。4.1×10⁵；15解析：等温变化，p₁V₁=p₂V₂，p₂=(2×10⁵×10)/20=1×10⁵Pa；等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，V₂=15×600/300=30L，ΔV=15L。5.3.2；垂直导线向上；1.6解析：垂直磁场时，F=BIL=0.4×8×1.0=3.2N，左手定则判断方向垂直导线向上；电流变为4A，F'=BIL'=0.4×4×1.0=1.6N。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：5×10×0.6-0.1×5×10×0.8=5a解得a=5.2m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×5.2×12=124.8解得v≈11.17m/s（2分）（3）合外力F合=ma=5×5.2=26N（2分）合外力做功W合=F合L=26×12=312J（2分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=600/0.4=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=(3×10⁻⁷×1.5×10³)/(6×10⁻⁵)=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）粒子在电场中运动的时间t=L/v₀=2.0/10=0.2s（1分）水平位移x=v₀t=10×0.2=2.0m（等于极板长度）（1分）竖直位移y=½at²=½×7.5×0.2²=0.15m（1分）极板间距离的一半为0.2m，0.15m＜0.2m，故粒子不会从两极板边缘射出（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=(F-μmg)/m=(8-0.3×1×10)/1=5m/s²（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.3×