2025年高中物理知識競賽“物理社團活動”策劃大賽試題（一）一、選擇題（每題4分，共5題，20分）社團器材室中，質(zhì)量為2kg的實驗小車在光滑水平軌道上以3m/s的速度勻速運動，與靜止的質(zhì)量為1kg的軌道清潔車發(fā)生完全彈性碰撞。碰撞后兩車的速度大小分別為（）A.2m/s，4m/sB.1m/s，5m/sC.4m/s，-2m/sD.3m/s，0m/s天文觀測小組使用焦距50cm的凸透鏡制作簡易望遠鏡，若物鏡焦距為40cm，為獲得清晰的天體像，目鏡與物鏡的距離應(yīng)調(diào)節(jié)為（）A.10cmB.40cmC.50cmD.90cm電磁學(xué)社團在組裝特斯拉線圈時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)交變電流頻率增加時，線圈的感抗變化規(guī)律與下列哪個選項一致（）A.與頻率成正比B.與頻率成反比C.與頻率平方成正比D.與頻率無關(guān)熱力學(xué)小組用保溫桶模擬黑體輻射實驗，測量不同溫度下桶內(nèi)空氣分子的平均動能。若溫度從27℃升高到127℃，分子平均動能將變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.4/3倍B.3/4倍C.16/9倍D.9/16倍相對論專題社團設(shè)計思想實驗：靜止時長10m的社團活動橫幅，若沿長度方向以0.6c的速度飛過操場，地面觀察者測得橫幅長度為（）A.6mB.8mC.10mD.12.5m二、填空題（每空3分，共6空，18分）力學(xué)小組用單擺測量重力加速度，擺線長98cm，擺球直徑2cm，某次實驗中30次全振動用時60s，則測得的g值為______m/s2（保留兩位小數(shù)）。光學(xué)社團在暗室中做雙縫干涉實驗，使用600nm的紅光光源，雙縫間距0.2mm，光屏距雙縫1m，則相鄰亮條紋間距為______mm。電學(xué)社團制作的水果電池組，測得開路電壓1.5V，短路電流0.3A，若給2Ω的LED供電，電池輸出功率為______W。熱學(xué)社團用100g水（c=4200J/kg·℃）加熱金屬塊，初始水溫20℃，金屬塊溫度100℃，混合后穩(wěn)定溫度30℃，則金屬塊比熱容為______J/kg·℃（不計熱量損失）。剛體力學(xué)小組用半徑0.5m的均勻圓盤制作摩擦擺，盤邊緣某點的線速度隨時間變化規(guī)律為v=2t（m/s），則t=1s時圓盤的角加速度為______rad/s2。近代物理社團研究光電效應(yīng)，用波長400nm的紫光照射鉀金屬（逸出功2.25eV），產(chǎn)生的光電子最大初動能為______eV（普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，1eV=1.6×10?1?J）。三、計算題（共3題，42分）（14分）社團活動器材室中有一質(zhì)量為M=3kg的光滑弧形軌道（傾角30°）靜止在水平地面，頂端放置質(zhì)量m=1kg的小球?，F(xiàn)讓小球從軌道頂端無初速釋放，已知軌道半徑R=0.8m，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球滑到軌道底端時的速度大??；（2）此過程中軌道對地面的摩擦力做的功。（14分）電磁學(xué)社團設(shè)計“電磁炮”實驗裝置：兩根平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.5m，置于磁感應(yīng)強度B=0.8T的豎直向上勻強磁場中。質(zhì)量m=0.1kg的金屬彈丸垂直跨接在導(dǎo)軌上，接入U=200V的直流電源（內(nèi)阻r=1Ω），彈丸與導(dǎo)軌間電阻R=3Ω。不計摩擦，求：（1）彈丸運動的最大加速度；（2）當(dāng)彈丸速度達到10m/s時的加速度；（3）若導(dǎo)軌足夠長，彈丸最終能達到的最大速度。（14分）光學(xué)社團用薄透鏡組搭建投影儀，幻燈片到鏡頭距離u=15cm時，在2m遠處的幕布上成清晰像。更換焦距f=10cm的新鏡頭后，保持幻燈片位置不變，求：（1）原鏡頭的焦距；（2）新鏡頭需移動的距離；（3）若幻燈片尺寸為5cm×5cm，新鏡頭在幕布上成像的面積。四、實驗題（20分）“測量動摩擦因數(shù)”創(chuàng)新實驗設(shè)計（社團活動主題）某物理社團需要測量不同材料間的動摩擦因數(shù)，現(xiàn)有器材：帶滑輪的長木板、彈簧測力計（0-5N）、光電門傳感器（精度0.01s）、數(shù)字計時器、不同材質(zhì)的滑塊（質(zhì)量已知）、毫米刻度尺。（1）方案設(shè)計（6分）寫出兩種測量方案，要求分別利用力學(xué)平衡原理和運動學(xué)規(guī)律，并說明關(guān)鍵實驗步驟。（2）數(shù)據(jù)處理（8分）若采用“斜面法”：將木板傾角調(diào)至θ=37°時，滑塊恰好勻速下滑。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，計算動摩擦因數(shù)μ；若換用質(zhì)量增大1倍的同種材料滑塊，傾角θ需要如何調(diào)整才能保持勻速下滑？（3）誤差分析（6分）實驗中發(fā)現(xiàn)彈簧測力計讀數(shù)總是偏大，列出三種可能的系統(tǒng)誤差來源，并提出改進措施。五、附加題（開放探究題，10分）社團年度活動策劃某物理社團計劃舉辦“諾貝爾物理學(xué)獎主題展”，需設(shè)計一個融合力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)的互動實驗裝置。要求：（1）說明裝置的核心原理（需用到至少2個高中物理主干知識點）；（2）列出關(guān)鍵器材清單（不超過10種）；（3）預(yù)估實驗現(xiàn)象及觀眾互動方式。（全卷共16題，滿分150分，考試時間180分鐘）命題說明：知識點分布：力學(xué)35%（含剛體）、電磁學(xué)30%、光學(xué)15%、熱學(xué)10%、近代物理10%，符合2025年預(yù)賽命題要求；難度控制：選擇題側(cè)重