2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（一）

2026年高中物理知识竞赛试卷及答案（一）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.下列关于物理学史的说法正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的数值B.伽利略通过理想斜面实验，提出了“力是维持物体运动的原因”C.库仑通过扭秤实验，得出了库仑定律，并测定了元电荷的电荷量D.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电与磁之间的相互联系2.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的长木板，木板左端放一质量为m的小滑块，现给滑块一个水平向右的初速度v₀，滑块与木板间存在摩擦力，最终两者共速。下列说法正确的是（）A.滑块与木板组成的系统动量守恒，机械能也守恒B.滑块克服摩擦力做的功等于木板获得的动能C.摩擦力对滑块做的功与对木板做的功之和等于系统动能的减少量D.若增大滑块的初速度v₀，两者共速时的速度也会增大3.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.磁感线是闭合曲线，电场线也是闭合曲线C.通电导线在磁场中受到的安培力方向一定垂直于电流方向和磁场方向D.带电粒子在电场中一定受到电场力，在磁场中一定受到洛伦兹力4.一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，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1/2倍5.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体相连，物体放在光滑水平面上，现用水平力F拉物体，使弹簧伸长x后处于静止状态。若突然撤去F，物体将在弹簧的作用下做简谐运动，下列说法正确的是（）A.物体的最大速度出现在弹簧恢复原长时B.物体的振幅为x/2C.物体运动过程中，弹簧的弹性势能始终等于物体的动能D.物体的加速度最大值出现在弹簧伸长量最大的位置，大小为kx/m6.关于热学知识，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.一定质量的理想气体，体积不变时，温度升高，压强一定增大C.物体的内能增加，一定是吸收了热量D.热量不可能从低温物体传递到高温物体7.一束单色光从空气射入水中，下列说法正确的是（）A.光的频率不变，波长变长B.光的频率变大，波长不变C.光的传播速度变小，折射角小于入射角D.光的传播速度变大，折射角大于入射角8.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。当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法正确的是（）A.电流表的示数增大B.电压表的示数减小C.R₁两端的电压增大D.电源的输出功率一定增大9.质量为m的物体从高处由静止释放，下落过程中受到空气阻力的作用，阻力大小与速度成正比，即f=kv（k为常量）。下列说法正确的是（）A.物体做匀加速直线运动B.物体的加速度随速度的增大而增大C.物体最终将做匀速直线运动，速度大小为mg/kD.物体下落过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量10.关于动量和冲量，下列说法正确的是（）A.动量是矢量，冲量是标量B.物体的动量变化量等于合外力的冲量C.物体的动量越大，惯性越大D.冲量的方向一定与物体的动量方向相同二、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测量物体的加速度，打出的纸带如图所示（每相邻两个计数点间有4个点未画出），已知打点计时器的打点周期为0.02s，则相邻两个计数点间的时间间隔为______s，根据纸带数据计算出物体的加速度大小为______m/s²（结果保留两位有效数字）。2.一个电荷量为q=+2×10⁻⁶C的点电荷，在电场中某点受到的电场力大小为F=4×10⁻³N，方向水平向右，则该点的电场强度大小为______N/C，方向______。3.质量为2kg的物体，在水平拉力F=10N的作用下，在粗糙水平面上做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s²，则物体受到的摩擦力大小为______N，动摩擦因数为______（g取10m/s²）。4.一定质量的理想气体，在温度为27℃时，体积为V₁=2L，压强为p₁=1×10⁵Pa。若保持压强不变，将温度升高到127℃，则气体的体积变为______L；若保持体积不变，将温度升高到127℃，则气体的压强变为______×10⁵Pa。5.一束光从空气射入某种介质，入射角为60°，折射角为30°，则该介质的折射率为______，光在该介质中的传播速度为______m/s（光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s）。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，质量为M=4kg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=0.2。现给滑块一个水平向右的初速度v₀=10m/s，求：（1）滑块与木板达到共同速度时的速度大小；（2）从开始到共速过程中，木板滑行的距离；（3）从开始到共速过程中，系统产生的热量。（g取10m/s²）2.（14分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直平面内，轨道的最低点与光滑水平轨道相切于A点，水平轨道上有一质量为m的小球，以初速度v₀从A点滑入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点B。求：（1）小球通过最高点B时的速度大小；（2）小球的初速度v₀的大小；（3）小球从B点落回水平轨道时的落点到A点的距离。（g取10m/s²）3.（14分）如图所示，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R₁=3Ω，R₂=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。求：（1）当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，电路中的总电流和R₁两端的电压；（2）当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，电源的输出功率；（3）滑动变阻器R接入电路的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率为多少？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平抛运动的规律，实验步骤如下：A.将斜槽固定在实验台上，调整斜槽末端切线水平；B.将小球从斜槽的某一固定位置由静止释放，记录小球经过斜槽末端时的位置O（作为平抛运动的起点）；C.在水平地面上铺上白纸，在白纸上画出过O点的水平线和竖直线，作为x轴和y轴；D.每次将小球从同一位置由静止释放，在小球运动轨迹上选取多个点，记录各点的x、y坐标；E.根据记录的坐标数据，探究平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。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D中，每次将小球从同一位置由静止释放的目的是______。（2）（8分）某同学记录了平抛运动轨迹上的三个点，坐标分别为A（10.0cm，5.0cm）、B（20.0cm，20.0cm）、C（30.0cm，45.0cm），已知重力加速度g=10m/s²，求小球平抛的初速度大小和抛出点到O点的距离（O点为斜槽末端，即记录的起点）。（3）（8分）若实验中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）若实验中存在空气阻力，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（一）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.D解析：A项，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出引力常量G；B项，伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”；C项，密立根测定元电荷电荷量；D项正确。2.C解析：A项，系统动量守恒，但摩擦力做功，机械能不守恒；B项，滑块克服摩擦力做功等于木板动能增加量与系统内能之和；C项，摩擦力对两者做功之和等于系统动能减少量（转化为内能）；D项，共速速度v=mv₀/(M+m)，与v₀成正比，但并非随v₀增大而增大（公式固定），D错误。3.C解析：A项，电场强度为零，电势不一定为零（如等量同种电荷中点）；B项，电场线不闭合，磁感线闭合；C项，安培力方向垂直于电流和磁场方向（左手定则）；D项，带电粒子静止在磁场中不受洛伦兹力。4.B解析：由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r=m(4π²r)/T²=ma，解得v=√(GM/r)，T=2π√(r³/GM)，a=GM/r²。r变为2r时，v变为原来的1/√2，T变为原来的2√2，a变为原来的1/4，向心力变为原来的1/4，B正确。5.A解析：A项，弹簧恢复原长时弹性势能为零，动能最大，速度最大；B项，振幅为x；C项，只有在平衡位置（原长），弹性势能为零，动能最大，其他位置两者之和为定值；D项，加速度最大值出现在最大位移处，大小为kx/m，A正确。6.B解析：A项，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映液体分子无规则运动；B项，理想气体体积不变，温度升高，压强增大（查理定律）；C项，内能增加可能是做功或吸热；D项，外界做功时，热量可从低温物体传到高温物体（如冰箱）。7.C解析：光从空气射入水中，频率不变，传播速度v=c/n（n>1），速度变小；由折射定律n=sinθ₁/sinθ₂，θ₁为入射角，θ₂为折射角，θ₂<θ₁，波长λ=v/f，波长变短，C正确。8.A解析：滑片P向下移动，R接入电阻减小，总电阻减小，总电流增大（电流表读数增大）；路端电压U=E-Ir，总电流增大，U增大（电压表读数增大）；R₁两端电压U₁=IR₁，总电流增大，U₁增大；电源输出功率与外电阻和内阻关系有关，不一定增大，A正确。9.C解析：由牛顿第二定律mg-kv=ma，v增大，a减小，物体做加速度减小的加速运动；当mg=kv时，a=0，做匀速直线运动，速度v=mg/k；重力势能减少量等于动能增加量与克服阻力做功之和，C正确。10.B解析：A项，动量和冲量都是矢量；B项，动量定理：合外力冲量等于动量变化量；C项，惯性由质量决定，与动量无关；D项，冲量方向与合外力方向相同，不一定与动量方向相同。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.1；0.80（或0.8）解析：相邻计数点时间间隔T=0.02×5=0.1s；由逐差法计算加速度（结合纸带数据，合理即可）。2.2×10³；水平向右解析：E=F/q=4×10⁻³/(2×10⁻⁶)=2×10³N/C，正电荷受力方向与电场强度方向相同。3.6；0.3解析：由牛顿第二定律F-f=ma，f=F-ma=10-2×2=6N；f=μmg，μ=f/(mg)=6/(2×10)=0.3。4.8/3（或2.67）；4/3（或1.33）解析：等压变化，V₁/T₁=V₂/T₂，T₁=300K，T₂=400K，V₂=V₁T₂/T₁=2×400/300=8/3L；等容变化，p₁/T₁=p₂/T₂，p₂=p₁T₂/T₁=1×400/300=4/3×10⁵Pa。5.√3；√3×10⁸解析：n=sin60°/sin30°=√3；v=c/n=3×10⁸/√3=√3×10⁸m/s。三、计算题（共40分）1.（12分）解析：（1）滑块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向mv₀=(M+m)v（2分）代入数据：1×10=(4+1)v解得v=2m/s（2分）（2）木板的加速度a₁=μmg/M=0.2×1×10/4=0.5m/s²（2分）由v²=2a₁x₁解得x₁=v²/(2a₁)=2²/(2×0.5)=4m（2分）（3）系统产生的热量Q=μmgΔx，Δx为滑块与木板的相对位移滑块的位移x₂=(v₀²-v²)/(2a₂)，a₂=μg=2m/s²，x₂=(100-4)/(2×2)=24m（2分）Δx=x₂-x₁=24-4=20m，Q=0.2×1×10×20=40J（2分）2.（14分）解析：（1）小球恰好通过最高点B，重力提供向心力mg=mv_B²/R（3分）解得v_B=√(gR)（2分）（2）从A到B，由机械能守恒定律1/2mv₀²=1/2mv_B²+mg·2R（3分）代入v_B=√(gR)，解得v₀=√(5gR)（2分）（3）小球从B点落回水平轨道，做平抛运动竖直方向：2R=1/2gt²解得t=√(4R/g)=2√(R/g)（2分）水平方向：x=v_Bt=√(gR)×2√(R/g)=2R（2分）3.（14分）解析：（1）滑片滑到最左端，R接入电阻为0，R₁与R₂并联外电路总电阻R外=R₁R₂/(R₁+R₂)=3×6/(3+6)=2Ω（2分）总电流I总=E/(R外+r)=12/(2+1)=4A（2分）R₁两端电压U₁=E-I总r=12-4×1=8V（2分）（2）滑片滑到最右端，R接入电阻为10Ω，R与R₂并联后再与R₁串联R并=RR₂/(R+R₂)=10×6/(10+6)=3.75Ω（1分）总电阻R总=R并+R₁+r=3.75+3+1=7.75Ω（1分）总电流I=E/R总=12/7.75≈1.55A（1分）输出功率P出=I²R外=I²(R并+R₁)≈(1.55)²×6.75≈16.2W（1分）（3）将R₁与电源内阻