2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（五）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（五）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与方法的说法，错误的是（）A.伽利略在研究自由落体运动时，采用了理想化实验和逻辑推理相结合的方法B.用比值法定义的物理量有电场强度E=F/q、磁感应强度B=F/IL，它们的大小与定义式中的物理量无关C.重心、合力与分力的概念，体现了等效替代的思想D.在研究加速度与力、质量的关系时，采用了控制变量法，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系2.质量为m的物体在三个共点力作用下处于静止状态，其中两个力的大小分别为F₁=4N、F₂=6N，下列说法正确的是（）A.第三个力的大小一定为10NB.第三个力的大小可能为11NC.若撤去F₁，物体所受合力大小一定为4ND.若同时撤去F₁和F₂，物体将保持静止状态3.关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（）A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，加速度随时间也均匀变化B.若加速度方向与速度方向相同，物体做匀加速直线运动，速度一定增大C.若加速度方向与速度方向相反，物体做匀减速直线运动，速度一定减小到零D.匀变速直线运动的位移与时间的平方一定成正比4.如图所示，带电小球在竖直方向的匀强电场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.小球带正电，电场方向竖直向上B.小球带负电，电场方向竖直向下C.电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力D.洛伦兹力与重力平衡，电场力提供向心力5.关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，与电容器的带电荷量和两极板间的电压有关B.电容器两极板间的电压越大，电容越大C.电容器的带电荷量越多，电容越大D.电容器的电容只与电容器本身的结构有关，与带电荷量和电压无关6.一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若轨道半径增大到原来的2倍，其他条件不变，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√2倍C.卫星的向心加速度增大到原来的2倍D.卫星的向心力增大到原来的2倍7.关于热力学定律与热现象，下列说法正确的是（）A.物体的温度越高，分子的平均动能越大，分子的势能也越大B.一定质量的理想气体，体积增大，对外做功，内能一定减小C.热量不可能从低温物体传递到高温物体D.做功和热传递都能改变物体的内能，且做功和热传递的效果是等效的8.关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波和电磁波都能在真空中传播B.机械波和电磁波的传播速度都与介质有关C.机械波是横波，电磁波是纵波D.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射和偏振现象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，开关S闭合后，电压表V₁测R₁两端电压，V₂测路端电压，电流表A测电路中的总电流。下列说法正确的是（）A.若R₁短路，电流表的示数减小B.若R₂断路，电压表V₁的示数为零C.若R₁增大，电压表V₂的示数增大D.若R₂增大，电源的输出功率一定增大10.关于光的传播与光学现象，下列说法正确的是（）A.光的反射定律和折射定律都适用于所有光的反射和折射现象B.光的色散现象说明白光是单色光C.光的干涉现象说明光具有粒子性D.光的衍射现象说明光具有波动性，且衍射现象越明显，光的波长越短二、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，测得第1个到第2个计数点的距离为2.2cm，第2个到第3个为2.6cm，第3个到第4个为3.0cm，第4个到第5个为3.4cm，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，某点的电场强度E=5×10³N/C，方向水平向右，将一个电荷量q=2×10⁻⁶C的带正电粒子放在该点，粒子受到的电场力大小为______N，方向______（选填“水平向右”或“水平向左”）；若将粒子的电荷量减半，该点的电场强度大小为______N/C。3.质量为4kg的物体，在水平恒力F=20N的作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，经过5s，物体的速度达到______m/s，位移为______m，恒力F做的功为______J。4.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度从0℃升高到100℃，若原来的体积为V₀，则变化后的体积为______V₀（结果保留两位小数）；若保持温度不变，将压强减小到原来的1/2，则体积变为原来的______倍。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，方向垂直纸面向里，一根长度L=0.4m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”）；若导线与磁场方向成60°角，安培力大小为______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=8m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，质量m=2kg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，重力和摩擦力做功的总功。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=0.15m，两极板间的电场强度E=2×10³N/C，方向竖直向上。一个质量m=3×10⁻⁵kg、电荷量q=1.5×10⁻⁷C的带负电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=6m/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加速度大小和方向；（2）若两极板长度L=0.6m，粒子能否从两极板右端射出？请说明理由；（3）粒子离开电场时的速度方向与水平方向的夹角（结果保留一位小数）。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，木板上表面左端放一质量为m=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。现给滑块一个水平向右的初速度v₀=10m/s，木板在水平方向不受其他外力，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。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平抛运动的规律，实验器材包括：斜槽、小球、白纸、复写纸、刻度尺、铁架台、重垂线等。实验步骤如下：A.将斜槽固定在铁架台上，调整斜槽末端切线水平；B.在竖直木板上铺上白纸，在白纸上铺上复写纸，用重垂线确定竖直方向，记下斜槽末端在白纸上的投影点O，作为坐标原点；C.将小球从斜槽的某一固定位置由静止释放，小球撞击复写纸，留下痕迹；D.改变小球释放的位置，重复步骤C，在白纸上留下多个痕迹；E.用刻度尺测量每个痕迹的坐标（x，y），根据数据探究平抛运动的规律。请回答下列问题：（1）（6分）步骤A中调整斜槽末端切线水平的目的是______；步骤C中每次将小球从同一固定位置由静止释放的目的是______。（2）（8分）某同学测量了三个痕迹的坐标，分别为A（0.24m，0.20m）、B（0.36m，0.45m）、C（0.48m，0.80m），已知重力加速度g=10m/s²，求小球平抛的初速度大小和运动到B点时的竖直分速度大小。（3）（8分）实验中，若斜槽末端切线不水平，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若小球的质量太小，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（五）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，伽利略研究自由落体运动时，采用理想化实验和逻辑推理结合的方法，正确；B项，比值法定义的物理量，大小与定义式中的物理量无关（如E=F/q，E与F、q无关），但磁感应强度B=F/IL，B与F、I、L无关，表述错误；C项，重心、合力与分力体现等效替代思想，正确；D项，探究加速度与力、质量的关系用控制变量法，正确。2.C解析：三个力平衡，第三个力F₃的范围为|F₂-F₁|≤F₃≤F₁+F₂，即2N≤F₃≤10N，A、B错误；撤去F₁，物体所受合力与F₁等大反向，大小为4N，C正确；同时撤去F₁和F₂，物体受第三个力，不会静止，D错误。3.B解析：A项，匀变速直线运动加速度恒定不变，速度随时间均匀变化；B项，加速度与速度同向，匀加速，速度增大，正确；C项，加速度与速度反向，匀减速，速度可能反向增大；D项，只有初速度为零的匀变速直线运动，位移才与时间平方成正比。4.C解析：小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，竖直方向受力平衡（电场力与重力平衡），洛伦兹力提供向心力，C正确；电场力与重力方向相反，但无法确定电场方向和小球电性（若电场向上，小球带负电；若电场向下，小球带正电），A、B错误；D项受力分析错误。5.D解析：电容是电容器本身的属性，只与极板正对面积、极板间距、电介质有关，与带电荷量和电压无关，A、B、C错误，D正确。6.B解析：由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r=m(4π²r)/T²=ma；r变为2倍，线速度v=√(GM/r)变为1/√2倍，周期T=2π√(r³/GM)变为2√2倍，向心加速度a=GM/r²变为1/4倍，向心力F=GMm/r²变为1/4倍，B正确。7.D解析：A项，分子平均动能与温度有关，分子势能与分子间距有关，温度高，分子势能不一定大；B项，体积增大对外做功，若吸收热量，内能可能增大；C项，热量可以从低温物体传递到高温物体，但需要外界做功；D项，做功和热传递都能改变内能，效果等效，正确。8.B解析：A项，机械波不能在真空中传播，电磁波可以；B项，机械波速度由介质决定，电磁波在介质中的速度由介质和频率决定，均与介质有关，正确；C项，机械波有横波和纵波，电磁波是横波；D项，机械波中的纵波不能发生偏振现象。9.C解析：A项，R₁短路，总电阻减小，总电流增大；B项，R₂断路，电路断路，电流表无示数，V₁测电源电动势，示数不为零；C项，R₁增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压U=E-Ir增大，V₂测路端电压，示数增大，正确；D项，电源输出功率与外电阻有关，R₂增大，外电阻变化，输出功率不一定增大。10.A解析：A项，光的反射定律和折射定律适用于所有光的反射和折射现象，正确；B项，光的色散说明白光是复色光；C项，干涉说明光具有波动性；D项，衍射现象越明显，波长越长。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.4；0.32解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.030+0.034-0.022-0.026)/(4×0.01)=0.4m/s²；v₄=(x₃+x₄)/(2T)=(0.030+0.034)/0.2=0.32m/s。2.0.01；水平向右；5×10³解析：F=qE=2×10⁻⁶×5×10³=0.01N，正电荷受力方向与电场方向相同，即水平向右；电场强度由电场本身决定，与电荷量无关，仍为5×10³N/C。3.25；62.5；1250解析：加速度a=F/m=20/4=5m/s²，速度v=at=5×5=25m/s；位移x=½at²=½×5×25=62.5m；拉力做功W=Fx=20×62.5=1250J。4.1.37；2解析：等压变化，T₁=273K，T₂=373K，由V₁/T₁=V₂/T₂，V₂=V₀×373/273≈1.37V₀；等温变化，p₁V₁=p₂V₂，p₂=p₁/2，故V₂=2V₁。5.0.96；垂直导线向上；0.83解析：垂直磁场时，F=BIL=0.3×8×0.4=0.96N，左手定则判断方向垂直导线向上；夹角60°时，F=BILsin60°=0.3×8×0.4×(√3/2)≈0.83N。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：2×10×0.6-0.25×2×10×0.8=2a解得a=4m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×4×8=64解得v=8m/s（2分）（3）重力做功W_G=mgLsinθ=2×10×8×0.6=96J（2分）摩擦力做功W_f=-μmgcosθ·L=-0.25×2×10×0.8×8=-32J总功W_总=W_G+W_f=96-32=64J（2分）2.（14分）解析：（1）粒子加速度a=qE/m（2分）代入数据：a=(1.5×10⁻⁷×2×10³)/(3×10⁻⁵)=10m/s²（2分）带负电粒子受力方向与电场方向相反，故加速度方向竖直向下（2分）（2）粒子能从右端射出（1分）理由：水平方向做匀速直线运动，运动时间t=L/v₀=0.6/6=0.1s（2分）竖直方向做匀加速直线运动，竖直位移y=½at²=½×10×(0.1)²=0.05m（2分）两极板中央到极板的距离为d/2=0.075m，y=0.05m<0.075m，故能射出（1分）（3）竖直分速度v_y=at=10×0.1=1m/s（2分）tanθ=v_y/v₀=1/6≈0.167，解得θ≈9.5°（2分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=μg=0.5×10=5m/s²（方向水平向左，减速）（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.5×1×10)/5=1m/s²（方向水平向右，加速）（2分）（2）设经过时间t共速，v₀-a₁t=a₂t（3分）代入数据：10-5t=t解得t=10/6≈1.67s（2分）共同速度v=a₂t=1