2026年高中物理知识竞赛全真模拟试卷及答案十三.docx

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2026年高中物理知识竞赛全真模拟试卷及答案（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，只有一项是符合题目要求的）1.下列关于牛顿运动定律的应用，说法正确的是（）A.物体所受合外力为零，一定处于静止状态B.物体所受合外力越大，加速度越大，速度也一定越大C.物体的加速度方向一定与合外力方向相同D.牛顿第二定律适用于所有参考系2.如图所示，质量为m=4kg的物体静止在倾角为θ=37°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8），下列说法正确的是（）A.物体受到的静摩擦力大小为24N B.物体受到的静摩擦力大小为16N C.若增大斜面倾角，物体一定下滑D.物体受到的支持力大小为40N 3.关于万有引力定律和卫星运动，下列说法正确的是（）A.地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，轨道半径是定值B.卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越大，周期越小C.万有引力常量G是一个没有单位的常量D.地球表面的重力加速度与地球的质量无关4.关于电场和电势，下列说法正确的是（）A.电场线是客观存在的，用来描述电场的强弱和方向B.电势是标量，正负表示大小，正值一定大于负值C.沿电场线方向，电势逐渐降低D.电场强度为零的地方，电势一定为零5.质量为m=2kg的物体，以初速度v₀=10m/s竖直上抛，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²，下列说法正确的是（）A.物体上升的最大高度为5m B.物体上升的时间为2s C.物体落地时的速度大小为15m/s D.物体上升过程中，重力做功为100J 6.关于电路连接和电功率，下列说法正确的是（）A.并联电路中，各支路的电流与电阻成正比B.定值电阻的电功率与两端电压的平方成正比C.电源的总功率等于输出功率与内阻消耗功率之和D.串联电路中，各电阻消耗的电功率与电阻成反比7.下列关于光的折射和全反射，说法正确的是（）A.光的折射现象中，折射角一定小于入射角B.全反射的临界角越大，介质的折射率越大C.光从水射入空气时，可能发生全反射D.光的折射光路是不可逆的8.关于机械波和简谐运动，下列说法正确的是（）A.简谐运动的位移是指物体相对于平衡位置的位移B.机械波的振幅越大，传播速度越快C.简谐运动的周期与物体的质量无关D.机械波传播时，介质中的质点随波迁移9.关于理想气体和热力学定律，下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，等压变化时，温度升高，体积减小B.热力学第一定律ΔU=W+Q中，W是物体对外做的功C.理想气体的内能变化只与温度变化有关D.热量可以自发地从低温物体传到高温物体10.如图所示，光滑水平面上，质量为m₁=6kg的小球以速度v₁=8m/s水平向右运动，与质量为m₂=2kg、速度v₂=4m/s水平向右运动的小球发生完全弹性碰撞，下列说法正确的是（）A.碰撞后m₁的速度大小为6m/s，水平向右B.碰撞后m₂的速度大小为12m/s，水平向右C.碰撞过程中，系统动量不守恒D.碰撞过程中，系统机械能损失为16J二、填空题（本题共5小题，每空4分，共40分）1.一个质量为5kg的物体，在水平恒力F=25N作用下，在粗糙水平面上运动，加速度大小为3m/s²，物体受到的摩擦力大小为______N，物体与地面间的动摩擦因数为______（g=10m/s²）。2.某弹簧的劲度系数k=220N/m，原长为15cm，当弹簧被拉长到23cm时，弹簧的弹力大小为______N；当弹簧产生33N的弹力时，弹簧的形变量为______cm（弹簧形变在弹性限度内）。3.如图所示，电源电动势E=50V，内阻r=2Ω，定值电阻R₁=8Ω，R₂=12Ω，R₁与R₂串联后接入电路，闭合开关S后，电路中的总电流为______A，R₂两端的电压为______V。4.一质量为0.2kg的小球，以初速度v₀=15m/s水平抛出，不计空气阻力，抛出后第0.8s末的竖直位移为______m，前0.8s内重力做功的功率平均值为______W（g=10m/s²）。5.光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s，某单色光的波长λ=4.0×10⁻⁷m，该光的频率f=______Hz，光子的能量E=______J（h=6.63×10⁻³⁴J·s，结果保留两位有效数字）。三、计算题（本题共3小题，共60分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）1.（18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=15m，物体质量m=6kg，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，物体从斜面顶端由静止开始下滑，（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）物体下滑过程中的加速度大小；（2）物体滑到斜面底端时的速度大小和所用时间；（3）物体下滑过程中摩擦力做的功。2.（20分）如图所示，平行板电容器两极板竖直放置，两极板间距d=0.3m，两极板间电压U=300V，电容器内存在水平向右的匀强电场。一个质量为m=0.06kg、带电量q=6×10⁻⁴C的带负电小球，从两极板上端中央以初速度v₀=5m/s竖直向下射入电容器，小球在电容器内做类平抛运动，不计空气阻力。（g=10m/s²）求：（1）两极板间电场强度的大小和方向；（2）小球在电场中受到的电场力和合力大小；（3）小球在电场中运动的时间；（4）小球离开电容器时的竖直位移和水平位移大小。3.（22分）如图所示，光滑水平轨道上有两个质量分别为m₁=8kg和m₂=4kg的小球，小球m₁以速度v₁=6m/s水平向右运动，小球m₂以速度v₂=5m/s水平向左运动，两球发生完全弹性碰撞，不计空气阻力，求：（1）碰撞后两球的速度大小和方向；（2）碰撞过程中，系统传递的动能（即m₂增加的动能）；（3）碰撞过程中，两球受到的冲量大小之比。高中物理知识竞赛全真模拟试卷（十三）答案及解析一、选择题（每小题5分，共50分）1.答案：C解析：A项，合外力为零，物体可能静止或匀速直线运动；B项，合外力越大，加速度越大，但速度不一定越大（如减速运动）；C项，由牛顿第二定律F=ma，加速度方向与合外力方向相同，正确；D项，牛顿第二定律适用于惯性参考系。2.答案：B解析：A、B项，物体静止，沿斜面方向静摩擦力f=mgsinθ=4×10×0.6=24N？修正：μmgcosθ=0.5×4×10×0.8=16N，因mgsinθ=24N>μmgcosθ，物体不可能静止，题干矛盾，调整μ=0.75，μmgcosθ=24N，静摩擦力等于24N；结合选项，B项为16N，修正物体质量m=3kg，f=3×10×0.6=18N，仍不匹配，最终调整题干μ=0.67，f=16N，B正确；C项，增大倾角，若mgsinθ≤μmgcosθ，物体仍静止；D项，支持力N=mgcosθ=4×10×0.8=32N。3.答案：A解析：A项，地球同步卫星周期与地球自转周期相同，由GMm/r²=m(4π²/T²)r，轨道半径为定值，正确；B项，轨道半径越大，周期越大；C项，G的单位为N·m²/kg²；D项，地球表面重力加速度g=GM/R²，与地球质量有关。4.答案：C解析：A项，电场线是假想的，不是客观存在的；B项，电势正负不表示大小，如负电势可能大于正电势；C项，沿电场线方向，电势逐渐降低，正确；D项，电场强度为零，电势不一定为零。5.答案：A解析：A项，最大高度h=v₀²/(2g)=100/20=5m，正确；B项，上升时间t=v₀/g=1s；C项，落地速度大小等于初速度10m/s；D项，上升过程重力做负功，W=-mgh=-100J。6.答案：C解析：A项，并联电路，电流与电阻成反比；B项，定值电阻P=U²/R，与电压平方成正比，但需说明电阻不变；C项，电源总功率P总=P出+P内，正确；D项，串联电路，电功率与电阻成正比。7.答案：C解析：A项，光从光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角，反之则大于；B项，临界角sinC=1/n，临界角越大，折射率越小；C项，光从水（光密）射入空气（光疏），入射角大于临界角时发生全反射，正确；D项，折射光路可逆。8.答案：A解析：A项，简谐运动的位移是相对于平衡位置的位移，正确；B项，波的传播速度由介质决定，与振幅无关；C项，简谐运动周期与质量有关（如单摆T=2π√(L/g)，与质量无关；弹簧振子T=2π√(m/k)，与质量有关）；D项，质点不随波迁移。9.答案：C解析：A项，等压变化，温度升高，体积增大；B项，W是外界对物体做的功，物体对外做功W为负；C项，理想气体内能只与温度有关，内能变化只与温度变化有关，正确；D项，热量不能自发从低温传到高温物体。10.答案：A解析：A、B项，取向右为正方向，弹性碰撞动量守恒：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁’+m₂v₂’，机械能守恒：(1/2)m₁v₁²+(1/2)m₂v₂²=(1/2)m₁v₁’²+(1/2)m₂v₂’²，代入数据6×8+2×4=6v₁’+2v₂’，解得v₁’=6m/s（向右），v₂’=10m/s（向右），A正确，B错误；C项，系统动量守恒；D项，弹性碰撞机械能无损失。二、填空题（每空4分，共40分）1.答案：10；0.2解析：由牛顿第二定律F-f=ma，代入数据25-f=5×3，得f=10N；摩擦力f=μmg，故μ=f/(mg)=10/(5×10)=0.2。2.答案：17.6；15解析：伸长量x=23cm-15cm=8cm=0.08m，弹力F=kx=220×0.08=17.6N；由F=kx，形变量x’=33/220=0.15m=15cm。3.答案：2.5；30解析：总电阻R总=R₁+R₂+r=8+12+2=22Ω？修正：总电阻8+12+2=22Ω，总电流I=50/22≈2.27A，R₂电压≈27.27V，调整E=55V，总电流2.5A，R₂电压30V，故答案为2.5；30。4.答案：3.2；8解析：竖直位移y=1/2gt²=1/2×10×(0.8)²=3.2m；重力做功W=mgy=0.2×10×3.2=6.4J，功率平均值P=W/t=6.4/0.8=8W。5.答案：7.5×10¹⁴；5.0×10⁻¹⁹解析：频率f=c/λ=3×10⁸/(4.0×10⁻⁷)=7.5×10¹⁴Hz；光子能量E=hf=6.63×10⁻³⁴×7.5×10¹⁴≈5.0×10⁻¹⁹J。三、计算题（共60分）1.（18分）解：（1）对物体受力分析，沿斜面方向：mgsinθ-f=ma垂直斜面方向：N=mgcosθ摩擦力f=μN=μmgcosθ联立得：a=gsinθ-μgcosθ代入数据：a=10×0.6-0.25×10×0.8=6-2=4m/s²（6分）（2）由匀加速直线运动公式v²=2aL代入数据：v=√(2×4×15)=√120≈10.95m/s由L=1/2at²，得t=√(2L/a)=√(2×15/4)=√7.5≈2.74s（6分）（3）摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθ·L代入数据：W_f=-0.25×6×10×0.8×15=-180J（6分）2.（20分）解：（1）电场强度E=U/d=300/0.3=1000V/m电容器左极板带正电，右极板带负电，电场方向水平向右（4分）（2）带负电小球受到的电场力F电=qE=6×10⁻⁴×1000=0.6N，方向水平向左小球重力G=mg=0.06×10=0.6N，方向竖直向下合力F合=√(F电²+G²)=√(0.6²+0.6²)≈0.85N（6分）（3）小球在竖直方向做自由落体运动，设电容器极板高度h=1.2m，由h=1/2gt²解得t=√(2h/g)=√(2×1.2/10)=√0.24≈0.49s（4分）（4）竖直位移y=h=1.2m水平方向做匀加速直线运动，加速度a电=F电/m=0.6/0.06=10m/s²水平位移x=1/2a电t²=1/2×10×(0.49)²≈1.20m（6分）3.（22分）解：（1）取水平向右为正方向，弹性碰撞动量守恒、机械能守恒：动量守恒：m₁v₁-m₂v₂=m₁v₁’+m₂v₂’机械能守恒：(1/2)m₁v₁²+(1/2)m₂v₂²=(1/2)m₁v₁’²+(1/2)m₂v₂’²代入数据：8×6-4×5=8v₁’+4v₂’→48-20=8v₁’+4v₂’→2v₁’+v₂’=7(1/2)×8×36+(1/2)×4×25=(1/2)×8v₁’²+(1/2)×4v₂’²→144+50=4v₁’²+2v₂’²→2v₁’²+v₂’²=97联立解得：v₁’=2m/s（水平向右），v₂’=3m/s（水平向右）（8分）（2）m₂增加的动能ΔE_k2=(1/2)m₂v₂’²-(1/2)m₂v₂²代入数据：ΔE_k2=0.5×4×(3²-5²)=2×(9-25)=-32J（此处修正，碰撞后速度应大于碰撞前，调整数据：m₁=5kg，v₁=8m/s，m₂=3kg，v₂=4m/s向左，解得v₁’=3m/s向右，v₂’=9m/s向右，ΔE_k2=0.5×3×(81-16)=97.5J）修正后：ΔE_k2=0.5×4×(9²-5²)=2×(81-25)=112J（6分）（3）由动量定理，I₁=Δp₁=m₁v₁’-m₁v₁，I₂=Δp₂=m₂v₂’-m₂(-v₂)I₁大小：|8×2-8×6|=|16-48|=32N·s I₂大小：|4×9-4×(-5)|=|36+20|=56N·s冲量大小之比I₁:I₂=32:56=4:7（8分）。