2025年英國(guó)物理思維挑戰(zhàn)賽（BPHO）模擬試卷（力學(xué)與電磁學(xué)創(chuàng)新思維）一、單選題要求：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇正確答案。1.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向左的摩擦力f作用，物體保持靜止。下列說(shuō)法正確的是：A.力F大于摩擦力fB.力F小于摩擦力fC.力F等于摩擦力fD.無(wú)法確定2.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)斜向上的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向下的重力mg作用，物體保持靜止。下列說(shuō)法正確的是：A.力F大于重力mgB.力F小于重力mgC.力F等于重力mgD.無(wú)法確定二、填空題要求：根據(jù)題目給出的條件，填寫正確的答案。3.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向左的摩擦力f作用，物體保持靜止。若力F的大小為5N，摩擦力f的大小為3N，則物體所受的合外力大小為_(kāi)___N。4.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)斜向上的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向下的重力mg作用，物體保持靜止。若力F的大小為10N，重力mg的大小為20N，則物體所受的合外力大小為_(kāi)___N。三、計(jì)算題要求：根據(jù)題目給出的條件，進(jìn)行計(jì)算并得出答案。5.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向左的摩擦力f作用，物體保持靜止。已知力F的大小為7N，摩擦系數(shù)為0.2，求物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)。6.一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)斜向上的力F作用，同時(shí)受到一個(gè)向下的重力mg作用，物體保持靜止。已知力F的大小為15N，重力mg的大小為25N，求物體所受的合外力大小。四、簡(jiǎn)答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，無(wú)需計(jì)算。7.描述牛頓第一定律的內(nèi)容，并說(shuō)明該定律在日常生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。8.解釋摩擦力的產(chǎn)生原因，并說(shuō)明摩擦力在物體運(yùn)動(dòng)中的重要作用。五、應(yīng)用題要求：根據(jù)題目給出的條件，分析并回答問(wèn)題。9.一個(gè)物體從靜止開(kāi)始沿斜面向上滑動(dòng)，斜面與水平面的夾角為30°，物體的質(zhì)量為2kg，斜面的摩擦系數(shù)為0.3。求物體滑上斜面時(shí)受到的摩擦力大小。10.一個(gè)物體從高度h處自由落下，落地后彈起的高度為h/2。求物體落地前的速度和落地后的速度。六、論述題要求：根據(jù)題目要求，進(jìn)行論述。11.論述動(dòng)能定理的內(nèi)容，并說(shuō)明如何通過(guò)動(dòng)能定理求解物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能變化。本次試卷答案如下：一、單選題1.B.力F小于摩擦力f解析：物體保持靜止，說(shuō)明物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零。因此，向右的力F必須小于向左的摩擦力f。2.C.力F等于重力mg解析：物體保持靜止，說(shuō)明物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零。由于力F斜向上，其垂直分量必須與重力mg相等，以保持平衡。二、填空題3.2N解析：物體保持靜止，合外力為零。因此，向右的力F和向左的摩擦力f大小相等，合外力大小為F-f=5N-3N=2N。4.10N解析：物體保持靜止，合外力為零。力F和重力mg的合力必須為零，因此合外力大小為F-mg=10N-20N=-10N，取絕對(duì)值為10N。三、計(jì)算題5.動(dòng)摩擦因數(shù)=0.357解析：動(dòng)摩擦力f=動(dòng)摩擦因數(shù)μ*正壓力N，正壓力N=Fcosθ。由于物體靜止，F(xiàn)=f，因此動(dòng)摩擦因數(shù)μ=f/N=F/(μN(yùn))=7N/(0.2*7N)=0.357。6.合外力大小為10N解析：物體保持靜止，合外力為零。由于力F和重力mg的合力必須為零，合外力大小為F-mg=15N-25N=-10N，取絕對(duì)值為10N。四、簡(jiǎn)答題7.牛頓第一定律：如果一個(gè)物體不受外力作用，或者受到的外力相互平衡，那么該物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。應(yīng)用：在日常生活中，當(dāng)汽車突然剎車時(shí)，乘客會(huì)因?yàn)閼T性繼續(xù)向前移動(dòng)；在科學(xué)研究中，牛頓第一定律是理解物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。8.摩擦力產(chǎn)生原因：當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)，由于表面粗糙度，分子間的吸引力導(dǎo)致物體表面產(chǎn)生阻力。重要作用：摩擦力在物體運(yùn)動(dòng)中阻止或減緩物體運(yùn)動(dòng)，是使物體停止或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要因素。五、應(yīng)用題9.受到的摩擦力大小為5.88N解析：摩擦力f=動(dòng)摩擦因數(shù)μ*正壓力N，正壓力N=物體重力mg*cosθ+物體重力mg*sinθ，其中θ為斜面角度。代入數(shù)值得到f=0.3*2kg*9.8m/s2*(cos30°+sin30°)≈5.88N。10.落地前速度為√(2gh)，落地后速度為√(gh)解析：使用能量守恒定律，初始勢(shì)能轉(zhuǎn)化為最終動(dòng)能。落地前速度v=√(2gh)，落地后彈起的高度為h/2，因此最終勢(shì)能為mgh/2，動(dòng)能也為mgh/2，最終速度v'=√(gh)。六、論述題11.動(dòng)能定理