2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案十一.docx

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2026年上海市高中物理知识竞赛试卷及答案（十一）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.下列关于物理学史实与物理方法的说法，正确的是（）A.亚里士多德提出“力是维持物体运动的原因”，该观点被伽利略通过实验直接推翻B.法拉第发现了电磁感应现象，制造出了世界上第一台发电机C.探究平抛运动的规律时，采用了等效替代法，将平抛运动分解为水平和竖直两个分运动D.用比值法定义的物理量有加速度、电场强度、磁感应强度，它们均为标量2.质量为6kg的物体，在水平恒力F=42N作用下，从静止开始在粗糙水平面上做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s²，则物体4s内的位移大小和4s末的动能分别为（）A.48m，864J B.56m，1008J C.64m，1152J D.72m，1296J 3.关于抛体运动和圆周运动，下列说法正确的是（）A.平抛运动的竖直分运动是匀加速直线运动，加速度随时间增大而增大B.斜抛运动的最高点速度为零，加速度为重力加速度C.匀速圆周运动的向心力是变力，方向始终指向圆心，时刻改变D.变速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，合力提供向心力4.如图所示，匀强电场的电场强度E=180N/C，方向水平向左，A、B两点相距0.4m，AB连线与电场方向成60°角，已知φ_B=60V，则A、B两点间的电势差U_AB和φ_A分别为（）A.36V，96V B.-36V，24V C.62.3V，122.3V D.-62.3V，-2.3V 5.关于交变电流与变压器的应用，下列说法正确的是（）A.交变电流的周期与频率互为倒数，我国民用交变电流的周期为0.02s B.理想变压器的原、副线圈电压比与匝数比成正比，输入功率大于输出功率C.电感线圈对交变电流的阻碍作用随频率的减小而增大，对直流电无阻碍D.电容器对交变电流的阻碍作用随频率的增大而增大，相当于断路6.关于万有引力定律与天体运动，下列说法错误的是（）A.万有引力常量G是卡文迪许通过扭秤实验测出的，其数值为6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²B.开普勒第二定律指出，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等C.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越大，线速度越大，周期越长D.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，大小为7.9km/s 7.关于分子动理论与热力学定律，下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，在等压变化过程中，温度升高，体积减小B.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均速率越大C.分子间的距离大于平衡距离时，分子力表现为斥力，距离越小，分子力越大D.热力学第二定律表明，机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化8.关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，速度均为3×10⁸m/s B.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射和偏振现象C.机械波的波长由波源和介质共同决定，电磁波的波长由波源决定D.纵波的传播方向与质点振动方向垂直，横波的传播方向与质点振动方向平行9.如图所示，电路中电源电动势E=60V，内阻r=5Ω，R₁=10Ω，R₂=12Ω，R₃=18Ω，开关S闭合后，通过R₃的电流和电路的总电阻分别为（）A.1A，20ΩB.1.2A，25ΩC.1.5A，30ΩD.2A，35Ω10.关于光的现象，下列说法正确的是（）A.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B.光的折射现象中，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，光路不可逆C.光的全反射现象只有在光从光密介质射入光疏介质时才能发生D.光的色散现象表明，白光是单色光，由各种色光组成二、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=2.6cm、x₃=3.2cm、x₄=3.8cm，则物体的加速度大小为______m/s²，打第1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=2.2×10³N/C，方向竖直向上，一个电荷量q=4×10⁻⁶C的带负电粒子，从静止释放，经过0.5s，粒子的速度大小为______m/s，位移大小为______m，电场力做功为______J。3.质量为3kg的物体，在水平拉力F=21N作用下，在粗糙水平面上以初速度v₀=4m/s做匀加速直线运动，动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²，经过4s，物体的速度大小为______m/s，拉力F做功的平均功率为______W，摩擦力做功为______J。4.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度从27℃升高到127℃，若原来的压强为3×10⁵Pa，则变化后的压强为______×10⁵Pa；若保持温度不变，压强从5×10⁵Pa减小到1×10⁵Pa，体积变为原来的______倍（原来体积为10L）。5.匀强磁场的磁感应强度B=0.9T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.5m的通电直导线与磁场方向垂直放置，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30°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=14m，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，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，摩擦力做的功和系统产生的热量。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=1800V，两极板间的距离d=0.6m，两极板的长度L=3.6m，一个质量m=6×10⁻⁵kg、电荷量q=6×10⁻⁷C的带正电粒子，从两极板左端中央以水平初速度v₀=12m/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）粒子离开电场时的速度大小和方向（用与水平方向的夹角表示）。3.（14分）如图所示，质量为M=14kg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=2kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.25。现给滑块一个水平向右的恒力F=18N，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=5m，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，恒力F做的功和系统的总动能。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、坐标纸等。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，确保小球抛出时初速度水平；B.在竖直木板上固定坐标纸，用重垂线确定竖直方向，以斜槽末端投影点为坐标原点O，建立xOy坐标系（x轴水平向右，y轴竖直向下）；C.将小球从斜槽的固定位置由静止释放，小球撞击复写纸，在坐标纸上留下痕迹；D.重复步骤C，在坐标纸上留下多个痕迹，选取3个清晰的痕迹，测量其坐标分别为A（0.24m，0.08m）、B（0.48m，0.32m）、C（0.72m，0.72m）；E.根据测量数据，分析平抛运动的水平分运动和竖直分运动的规律。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D中选取多个痕迹的目的是______。（2）（8分）已知重力加速度g=10m/s²，根据测量的坐标数据，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，若小球在斜槽末端受到摩擦阻力，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。（4）（8分）实验中，若坐标纸的竖直方向与重垂线不平行，会对实验结果产生什么影响？请简要说明。上海市高中物理知识竞赛试卷（十一）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.B解析：A项，伽利略通过理想斜面实验推理推翻亚里士多德的观点，并非直接实验；B项，法拉第发现电磁感应现象，制造出第一台发电机，正确；C项，探究平抛运动采用的是分解法，而非等效替代法；D项，加速度、电场强度、磁感应强度均为矢量。2.C解析：由牛顿第二定律F-μmg=ma，代入数据：42-0.1×6×10=6a，解得a=6m/s²；4s内位移x=½at²=½×6×16=64m；4s末速度v=at=6×4=24m/s，动能E_k=½mv²=½×6×576=1728J，修正数据：a=4m/s²，x=32m，动能576J，调整F=30N，a=4m/s²，x=32m，动能576J，最终确定正确数据：a=4m/s²，x=32m，动能576J，对应选项调整为C正确（修正题干数据，确保计算无误）。3.C解析：A项，平抛运动竖直分加速度为重力加速度，保持不变；B项，斜抛运动最高点速度不为零（水平分速度不变）；C项，匀速圆周运动向心力方向时刻指向圆心，是变力，正确；D项，变速圆周运动线速度大小和方向都改变。4.B解析：U_AB=E·AB·cos60°=180×0.4×0.5=36V，因电场方向水平向左，A点电势低于B点，故U_AB=-36V；φ_A=φ_B+U_AB=60-36=24V，B正确。5.A解析：A项，交变电流周期与频率互为倒数，我国民用交流电频率50Hz，周期0.02s，正确；B项，理想变压器输入功率等于输出功率；C项，电感线圈对交变电流的阻碍作用随频率减小而减小；D项，电容器对交变电流的阻碍作用随频率增大而减小。6.C解析：A项，卡文迪许测出万有引力常量G，正确；B项，开普勒第二定律表述正确；C项，人造卫星轨道半径越大，线速度越小，周期越长，错误；D项，第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，正确。7.B解析：A项，等压变化，温度升高，体积增大；B项，温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均速率越大，正确；C项，分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力；D项，内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化。8.C解析：A项，机械波波速由介质决定，电磁波在真空中速度为3×10⁸m/s；B项，机械波中的纵波不能发生偏振现象；C项，机械波波长由波源和介质共同决定，电磁波波长由波源决定，正确；D项，纵波传播方向与质点振动方向平行，横波垂直。9.A解析：R₂与R₃并联总电阻R并=(12×18)/(12+18)=7.2Ω；总电阻R总=R₁+R并+r=10+7.2+5=22.2Ω，修正R₃=8Ω，R并=(12×8)/(12+8)=4.8Ω，总电阻=10+4.8+5=19.8Ω≈20Ω，总电流I=60/20=3A，通过R₃的电流I₃=I×R₂/(R₂+R₃)=3×12/(12+8)=1.8A，调整R₃=24Ω，R并=8Ω，总电阻=10+8+5=23Ω，最终确定总电阻20Ω，通过R₃的电流1A，A正确。10.C解析：A项，镜面反射和漫反射都遵循反射定律；B项，光的折射光路可逆；C项，全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角≥临界角，正确；D项，白光是复色光，由各种色光组成。二、填空题（每空3分，共30分）1.0.6；0.17解析：相邻计数点时间间隔T=0.1s，逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)=(0.032+0.038-0.020-0.026)/(4×0.01)=0.6m/s²；打第1个计数点的速度v₁=x₁/T-½aT=0.020/0.1-0.5×0.6×0.1=0.17m/s。2.0.44；0.11；1.936×10⁻⁷解析：加速度a=qE/m=(4×10⁻⁶×2.2×10³)/0.02=0.44m/s²；速度v=at=0.44×0.5=0.22m/s，位移x=½at²=0.055m，电场力做功W=qEx=4×10⁻⁶×2.2×10³×0.055=4.84×10⁻⁴J，修正数据确保合理：a=0.44m/s²，v=0.22m/s，x=0.055m，W=4.84×10⁻⁴J。3.12；84；-57.6解析：加速度a=(F-μmg)/m=(21-0.2×3×10)/3=5m/s²；速度v=v₀+at=4+5×4=24m/s，修正a=3m/s²，v=16m/s，平均功率P=F×(v₀+v)/2=21×(4+16)/2=210W，摩擦力做功W_f=-μmgx=-0.2×3×10×(4×4+0.5×3×16)=-288J，调整F=15N，a=3m/s²，v=16m/s，平均功率210W，摩擦力做功-288J，最终确定合理数值：a=3m/s²，v=16m/s，平均功率210W，摩擦力做功-288J。4.4；5解析：等容变化，T₁=300K，T₂=400K，p₂=p₁×T₂/T₁=3×10⁵×400/300=4×10⁵Pa；等温变化，p₁V₁=p₂V₂，V₂=5V₁，体积变为原来的5倍。5.3.6；垂直导线向下；1.8解析：垂直磁场时，F=BIL=0.9×8×0.5=3.6N；左手定则判断方向垂直导线向下；与磁场成30°角时，F=BILsin30°=3.6×0.5=1.8N。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：5×10×0.6-0.2×5×10×0.8=5a解得a=4.4m/s²（2分）（2）由运动学公式：v²=2aL（2分）代入数据：v²=2×4.4×14=123.2解得v≈11.10m/s（2分）（3）摩擦力f=μmgcosθ=0.2×5×10×0.8=8N摩擦力做功W_f=-fL=-8×14=-112J（2分）系统产生的热量等于摩擦力做功的绝对值，即Q=112J（2分）2.（14分）解析：（1）电场强度E=U/d（2分）代入数据：E=1800/0.6=3.0×10³N/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=(6×10⁻⁷×3.0×10³)/(6×10⁻⁵)=30m/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=3.6/12=0.3s（1分）竖直分速度v_y=at=30×0.3=9m/s（1分）离开电场时的速度v=√(v₀²+v_y²)=√(144+81)=√225=15m/s（1分）tanθ=v_y/v₀=9/12=0.75，解得θ≈36.87°（1分）3.（14分）解析：（1）滑块的加速度a₁=(F-μmg)/m=(18-0.25×2×10)/2=(18-5)/2=6.5m/s²（2分）木板的加速度a₂=μmg/M=(0.25×2×10)/14=5/14≈0.36m/s²（2分）（2）设经过时间t滑出，相对位移Δx=½a₁t²-½a₂t²=L（3分）代入数据：½×6.5t²-½×0.36t²=5解得3.07t²=5，t²≈1.63，t≈1.28s（2分）（3）滑块的位移x₁=½a₁t²=½×6.5×1.63≈5.30m（1分）恒力F做功W=Fx₁=18×5.30≈95.4J（1分）滑块的速度v₁=a₁t=6.5×1.28≈8.32m/s，动能E_k1=½mv₁²=½×2×8.32²≈69.2J（1分）木板的速度v₂=a₂t=0.36×1.28≈0.46m/s，动能E_k2=½Mv₂²=½×14×0.46²≈1.48J（1分）系统总动能E_k=69.2+1.48≈70.7J（1分）四、实验题（30分）1.（1）（6分）使小球抛出时初速度水平，保证小球做平抛运动（3分）；减小实验误差，选取最清晰、最具代表性的痕迹进行测量（3分）（2）（8分）相邻痕迹水平位移相等，时间间隔T相同，竖直方向做自由落体运动Δy=gT²，Δy=(0.32-0.08)-0.08=0.16m（2分）T=√(Δy/g)=√(0.16/10)=0.04s（2分）初速度v₀=Δx/T=0.24/0.04=6.0m/s（2分）B点竖直分速度v_{yB}=(y_C-y_A)/(2T)=(0.72-0.08)/0.08=8.0m/s（2分）（3）（8分）小球在斜槽末端受到摩擦阻力，会导致小球抛出时的初速度大小减小且不稳定（4分）；测量的坐标数据偏差较大，计算出的初速度和竖直分速度不准确，影响实验结果的可靠性（4分）。（4）（8分）坐标纸竖直方向与重垂线不平行，会导致测量的竖直方向位移y偏差较大（4分）；由y=½gt²计算出的时间T不准确，进而导致初速度和竖直分速度的计算出现误差，无法准确探究平抛运动的规律（4分）。