2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（四）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（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，只有一项符合题目要求）1.下列关于物理学概念和规律的说法正确的是（）A.物体的惯性大小只与质量有关，与速度无关B.匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变，速度也保持不变C.平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度随时间变化D.匀速圆周运动的线速度大小不变，加速度也保持不变2.如图所示，质量为m的物体在水平拉力F的作用下，在粗糙水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A.拉力F与摩擦力是一对平衡力，大小相等、方向相反B.拉力F增大，物体的加速度一定增大，速度一定增大C.若撤去拉力F，物体将立即停止运动D.物体受到的支持力与重力是一对作用力与反作用力3.关于电场强度和电势差，下列说法正确的是（）A.电场强度越大，电势差一定越大B.沿电场线方向，电势差逐渐增大C.电场强度与电势差无关，电势差与电场强度和沿电场线的距离有关D.电场强度的方向就是电势升高最快的方向4.如图所示，通电螺线管内部有一点P，外部有一点Q，下列说法正确的是（）A.螺线管内部的磁场方向从N极指向S极B.点P的磁感应强度大于点Q的磁感应强度C.若增大螺线管中的电流，点Q的磁感应强度不变D.螺线管外部的磁场与条形磁铁外部的磁场方向相反5.质量为m的物体从高度为h的地方由静止释放，下落过程中不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.物体下落的时间与质量有关B.物体落地时的速度与高度h成正比C.物体下落过程中，重力做功的功率随时间均匀增大D.物体下落过程中，机械能不守恒6.关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（）A.只有频率相同的机械波才能发生干涉现象B.机械波的衍射现象说明波可以绕过障碍物继续传播，且衍射现象越明显，波长越短C.干涉和衍射现象是机械波特有的现象，电磁波不能发生D.两列频率相同的机械波发生干涉时，振动加强点的位移始终最大7.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度从27℃升高到127℃，下列说法正确的是（）A.气体的压强增大到原来的4/3倍B.气体的内能减小C.气体分子的平均动能不变D.气体吸收热量，内能不变8.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，若粒子的电荷量增大到原来的2倍，其他条件不变，则（）A.粒子的轨道半径增大到原来的2倍B.粒子的周期减小到原来的1/2C.粒子的线速度增大到原来的2倍D.粒子的向心加速度减小到原来的1/29.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，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（）A.电路的总电阻减小B.电源的总电流减小C.R₁两端的电压减小D.滑动变阻器消耗的功率一定减小10.关于光的折射和全反射，下列说法正确的是（）A.光从光密介质射入光疏介质时，一定发生全反射B.全反射现象中，反射光的强度等于入射光的强度，没有折射光C.光的折射定律只适用于单色光，不适用于复色光D.全反射的临界角与介质的折射率有关，折射率越大，临界角越小二、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=1.0cm、x₂=3.0cm、x₃=5.0cm、x₄=7.0cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第2个计数点时的瞬时速度大小为______m/s。2.两个带同种电荷的点电荷，电荷量分别为Q₁=+5×10⁻⁷C和Q₂=+2×10⁻⁷C，相距r=0.1m，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”）。3.质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力F=25N的作用下，从静止开始向上运动，经过2s，物体的速度达到______m/s，位移为______m，拉力F做的功为______J（g取10m/s²）。4.平行板电容器的电容C=100μF，两极板间的电压U=20V，则极板带电荷量Q=______C；若将两极板的正对面积增大，电容器的电容将______（选填“增大”“减小”或“不变”）；若断开电源，将两极板间距离减小，极板带电荷量将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。5.一束单色光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s，频率f=5×10¹⁴Hz，则该光的波长λ=______m；若该光射入某种介质后，频率不变，传播速度变为2×10⁸m/s，则该介质的折射率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，斜面顶端与水平桌面平齐，质量m=0.5kg的物体从桌面边缘以水平初速度v₀=4m/s滑上斜面，斜面长度L=5m，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体沿斜面向上运动的最大距离；（3）物体从滑上斜面到返回桌面边缘所用的总时间。2.（14分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.5m的通电直导线垂直磁场放置，导线中电流I=5A，导线与水平方向成37°角，重力不计。求：（1）导线受到的安培力大小和方向；（2）若将导线电流增大到10A，安培力大小变为多少？方向是否改变？（3）若将导线绕一端顺时针转动90°，使导线与磁场平行，此时导线受到的安培力大小为多少？请说明理由。3.（14分）如图所示，质量为M=4kg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=0.4。现给木板一个水平向右的恒力F=20N，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=3m，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，滑块和木板的速度大小分别为多少。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，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|1.50|5.99|13.49|23.98|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不满足远小于小车质量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（四）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.A解析：A项，惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与速度无关，正确；B项，匀变速直线运动加速度不变，速度随时间均匀变化；C项，平抛运动加速度为重力加速度，恒定不变；D项，匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心，时刻变化。2.A解析：A项，物体匀速直线运动，拉力F与滑动摩擦力平衡，大小相等、方向相反，正确；B项，拉力增大，加速度增大，但速度可能减小（若拉力与运动方向相反）；C项，撤去拉力，物体因惯性继续运动，逐渐减速停止；D项，支持力与重力是一对平衡力，作用力与反作用力作用在两个物体上。3.C解析：A项，电场强度与电势差无必然联系，如匀强电场中，电势差与电场强度和沿电场线距离有关；B项，沿电场线方向，电势逐渐降低，电势差与两点间距离有关；C项，正确；D项，电场强度方向是电势降低最快的方向。4.B解析：A项，螺线管内部磁场方向从S极指向N极，外部从N极指向S极；B项，螺线管内部磁场集中，磁感应强度大于外部，正确；C项，电流增大，螺线管周围磁感应强度均增大；D项，螺线管外部磁场与条形磁铁外部磁场方向相同。5.C解析：A项，自由落体运动时间t=√(2h/g)，与质量无关；B项，落地速度v=√(2gh)，与√h成正比；C项，重力功率P=mgv=mgt，随时间均匀增大，正确；D项，不计空气阻力，机械能守恒。6.A解析：A项，干涉的条件是两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定，正确；B项，波长越长，衍射现象越明显；C项，电磁波也能发生干涉和衍射现象；D项，振动加强点的位移在0到最大值之间周期性变化。7.A解析：体积不变，由查理定律p₁/T₁=p₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，p₂=p₁×400/300=4p₁/3，A正确；温度升高，理想气体内能增大，分子平均动能增大；内能增大，体积不变，气体吸收热量，B、C、D错误。8.B解析：带电粒子在磁场中做圆周运动，qvB=mv²/r=m(4π²r)/T=ma；电荷量q变为2倍，轨道半径r=mv/(qB)变为1/2，周期T=2πm/(qB)变为1/2，线速度v不变，向心加速度a=qvB/m变为2倍，B正确。9.B解析：滑片P向左移动，R接入电阻增大，总电阻增大，总电流减小（B正确）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流减小，U₁减小（C错误）；滑动变阻器功率与接入电阻有关，不一定减小（D错误），A错误。10.D解析：A项，光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时才发生全反射；B项，全反射时，反射光强度接近入射光强度，仍有微弱折射光；C项，光的折射定律适用于所有光；D项，临界角sinC=1/n，折射率越大，临界角越小，正确。二、填空题（每空3分，共30分）1.2.0；0.20解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.05+0.07-0.01-0.03)/(4×0.01)=2.0m/s²；v₂=(x₁+x₂)/(2T)=(0.01+0.03)/0.2=0.20m/s。2.0.09；相互排斥解析：库仑力F=kQ₁Q₂/r²=9×10⁹×(5×10⁻⁷×2×10⁻⁷)/0.01=0.09N；同种电荷相互排斥。3.5；5；125解析：加速度a=(F-mg)/m=(25-20)/2=2.5m/s²，速度v=at=5m/s；位移x=½at²=5m；拉力做功W=Fx=25×5=125J。4.0.002；增大；不变解析：Q=CU=100×10⁻⁶×20=0.002C；电容C∝εS/d，正对面积增大，C增大；断开电源，电荷量Q不变。5.6×10⁻⁷；1.5解析：波长λ=c/f=3×10⁸/(5×10¹⁴)=6×10⁻⁷m；折射率n=c/v=3×10⁸/(2×10⁸)=1.5。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）物体沿斜面向上运动，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）物体沿斜面向上做匀减速直线运动，末速度为0，由v²-v₀²=-2ax（2分）代入数据：0-4²=-2×6x解得x=16/12≈1.33m（2分）（3）向上运动时间t₁=v₀/a=4/6≈0.67s（1分）向下运动时，加速度仍为a=6m/s²，由x=½at₂²解得t₂=√(2x/a)=√(2×1.33/6)≈0.67s（2分）总时间t=t₁+t₂≈1.34s（1分）2.（14分）解析：（1）安培力F=BIL（2分）代入数据：F=0.4×5×0.5=1.0N（2分）由左手定则判断，安培力方向垂直于导线向上（2分）（2）电流增大到10A，F'=BI'L=0.4×10×0.5=2.0N（3分）电流方向不变，磁场方向不变，安培力方向不变（2分）（3）安培力大小为0（2分）理由：安培力产生的条件是导线与磁场不平行，导线与磁场平行时，电流方向与磁场方向夹角为0°，安培力F=BILsin0°=0（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.4×10=4m/s²（2分）木板的加速度a₂=(F-μmg)/M=(20-0.4×1×10)/4=16/4=4m/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）