2025年高中物理知識(shí)競(jìng)賽巔峰對(duì)決試題（一）一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度一定不為零B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量保持不變C.若質(zhì)點(diǎn)速度為零，則加速度一定為零D.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其任意時(shí)刻的速度方向與加速度方向垂直如圖所示，質(zhì)量為m的物塊靜止在傾角為θ的固定斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向右的恒力F，物塊仍保持靜止。則物塊所受摩擦力的大小為（）A.mgsinθB.FcosθC.√[(mgsinθ)2+(Fcosθ)2]D.mgsinθ+Fcosθ關(guān)于機(jī)械波的傳播特性，下列說(shuō)法正確的是（）A.波源停止振動(dòng)后，機(jī)械波立即停止傳播B.橫波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移C.波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)D.波速由介質(zhì)決定，與波的頻率無(wú)關(guān)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程（A→B→C→A），其中A→B為等壓過(guò)程，B→C為等容過(guò)程，C→A為等溫過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是（）A.A→B過(guò)程中，氣體內(nèi)能增加B.B→C過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功C.C→A過(guò)程中，氣體放出熱量D.整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，氣體內(nèi)能增加如圖所示，半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q，球心為O。則距離球心r處（r<R）的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A.(E=\frac{kQ}{r^2})B.(E=\frac{kQr}{R^3})C.(E=0)D.(E=\frac{kQ}{R^2})矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為e=E?sinωt。若將線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，其他條件不變，則交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式變?yōu)椋ǎ〢.e=E?sin2ωtB.e=2E?sinωtC.e=2E?sin2ωtD.e=4E?sinωt一束單色光從空氣斜射入水中，下列說(shuō)法正確的是（）A.光的頻率變大B.光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)C.光的傳播速度變小D.折射角大于入射角氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到n=1的基態(tài)，釋放的光子能量為（）A.12.09eVB.10.2eVC.1.89eVD.0.66eV二、填空題（本題共4小題，每小題6分，共24分）質(zhì)量為2kg的物體在水平拉力F的作用下，從靜止開(kāi)始在粗糙水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2s末的速度為4m/s。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則拉力F的大小為_(kāi)_______N（g取10m/s2）。一個(gè)單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，周期為T。若將擺長(zhǎng)縮短為原來(lái)的1/4，則單擺的周期變?yōu)開(kāi)_______。如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，電阻R?=4Ω，R?=6Ω。閉合開(kāi)關(guān)S后，電阻R?兩端的電壓為_(kāi)_______V。一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度為27℃時(shí)的體積為V?。若保持壓強(qiáng)不變，當(dāng)溫度升高到127℃時(shí)，氣體的體積為_(kāi)_______V?。三、計(jì)算題（本題共4小題，共128分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不得分）（20分）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8m的輕繩懸掛于O點(diǎn)。現(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)，由靜止釋放。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速度大??；（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)，輕繩對(duì)小球的拉力大小。（25分）如圖所示，水平面上有一質(zhì)量為M=4kg的木板，木板上靜置一質(zhì)量為m=1kg的物塊。物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?=0.2，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?=0.1?，F(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的恒力F=14N，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度g=10m/s2，求：（1）物塊和木板的加速度大?。唬?）經(jīng)過(guò)2s，物塊相對(duì)木板的位移大小。（35分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=100V/m，方向沿y軸正方向。一質(zhì)量為m=2×10?3kg、電荷量為q=+1×10??C的帶電小球，從原點(diǎn)O以初速度v?=10m/s沿x軸正方向拋出。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大小和方向；（2）小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)x軸上方最大高度處；（3）小球在x軸上方最大高度處的坐標(biāo)（x，y）。（48分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m，左端連接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻。整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T。一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2?，F(xiàn)對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的恒力F=1.2N，使金屬棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，重力加速度g=10m/s2。求：（1）金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；（2）金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度大??；（3）當(dāng)金屬棒的速度達(dá)到最大速度的一半時(shí)，電阻R消耗的電功率；（4）從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到最大速度的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。四、分析與論述題（本題共2小題，共24分）（12分）簡(jiǎn)述牛頓第一定律的內(nèi)容，并說(shuō)明其物理意義。（12分）結(jié)合熱力學(xué)第一定律，分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。參考答案及評(píng)分標(biāo)