2025年下學(xué)期高中物理知識競賽試卷一、選擇題（共10題，每題5分，共50分。每題只有一個正確答案）關(guān)于近代物理的表述，下列說法正確的是（）A.湯姆孫通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C.氫原子從高能級向低能級躍遷時，會輻射特定頻率的光子D.核反應(yīng)方程(^2_1\text{H}+^3_1\text{H}\rightarrow^4_2\text{He}+^1_0\text{n})屬于α衰變?nèi)鐖D所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為M的長木板，木板左端放置一質(zhì)量為m的物塊（m<M）?，F(xiàn)對物塊施加水平向右的恒力F，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊與木板最終達(dá)到共同速度。則在此過程中，木板的加速度大小為（）A.(\frac{F}{M+m})B.(\frac{\mumg}{M})C.(\frac{F-\mumg}{m})D.(\frac{F}{M})一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，原線圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流電源上，副線圈接有一個R=11Ω的電阻和一個理想二極管（正向電阻為0，反向電阻無窮大）。則副線圈電阻R消耗的電功率為（）A.22WB.44WC.88WD.176W某行星繞恒星做勻速圓周運動，軌道半徑為r，周期為T。若該行星的軌道半徑變?yōu)?r，且仍做勻速圓周運動，則其周期變?yōu)椋ǎ〢.√2TB.2TC.2√2TD.4T如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC，A點與圓心O等高，C點為軌道最低點，B點為軌道最高點。一質(zhì)量為m的小球從A點由靜止釋放，沿軌道滑至C點。則小球在C點對軌道的壓力大小為（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是（）A.波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)B.橫波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行C.波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點隨波遷移D.波長越長，波的傳播速度越大空間存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子從坐標(biāo)原點O由靜止釋放，同時在粒子運動的空間疊加一個垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若粒子在運動過程中速度方向始終沿x軸正方向，則粒子的加速度大小為（）A.(\frac{qE}{m})B.(\frac{qBv}{m})C.(\frac{qE-qBv}{m})D.0一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x隨時間t的變化關(guān)系為x=10sin(πt+π/3)cm。則該質(zhì)點在t=1s時的速度方向和加速度方向分別為（）A.沿x軸正方向，沿x軸正方向B.沿x軸正方向，沿x軸負(fù)方向C.沿x軸負(fù)方向，沿x軸正方向D.沿x軸負(fù)方向，沿x軸負(fù)方向如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，當(dāng)R3的滑片P向右滑動時，下列說法正確的是（）A.電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)減小B.電流表A的示數(shù)增大，電源的輸出功率一定增大C.R1消耗的功率減小，R2消耗的功率增大D.電源的效率η=（E-Ir）/E，隨電流I的增大而增大質(zhì)量為2kg的物體在水平面上做直線運動，其v-t圖像如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g=10m/s2。則0~6s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為（）A.48JB.60JC.72JD.96J二、多項選擇題（共5題，每題6分，共30分。每題有多個正確答案，全部選對得6分，選對但不全得3分，選錯或不答得0分）下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說法正確的是（）A.第一類永動機(jī)不可能制成，因為它違反了能量守恒定律B.第二類永動機(jī)不可能制成，因為它違反了熱力學(xué)第二定律C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹時，內(nèi)能一定增加D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體如圖所示，在x軸上有兩個點電荷Q1和Q2，其中Q1位于x=0處，Q2位于x=L處。已知x=L/3處的電場強(qiáng)度為0，則下列判斷正確的是（）A.Q1和Q2一定為異種電荷B.Q1和Q2的電荷量之比為Q1:Q2=1:4C.x=L/2處的電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向D.在x<0的區(qū)域，電場強(qiáng)度方向一定沿x軸負(fù)方向一物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點和最低點時的速度大小分別為v1和v2。已知軌道半徑為R，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A.若物體做勻速圓周運動，則v1=v2B.若物體通過最高點時對軌道的壓力為0，則v1=√(gR)C.若物體通過最低點時對軌道的壓力為6mg，則v2=√(5gR)D.無論物體做何種圓周運動，v2一定大于v1如圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢e隨時間t的變化規(guī)律為e=220√2sin100πt（V）。則下列說法正確的是（）A.該交變電流的頻率為50HzB.t=0時刻，線圈平面與磁場方向垂直C.電動勢的有效值為220VD.若線圈轉(zhuǎn)速增大一倍，電動勢的最大值變?yōu)?40√2V質(zhì)量為m的小球A以速度v0與靜止的質(zhì)量為2m的小球B發(fā)生正碰，碰撞后A球的速度大小為v0/3，方向與原方向相反。則下列說法正確的是（）A.碰撞后B球的速度大小為2v0/3B.碰撞過程中A球?qū)球做的功為2mv02/9C.碰撞過程中損失的機(jī)械能為mv02/9D.該碰撞為彈性碰撞三、實驗題（共2題，共24分）（12分）某實驗小組用如圖甲所示裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。實驗中，小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點計時器所接電源頻率為50Hz。（1）實驗前，需要平衡小車所受的摩擦力。具體操作是：將長木板的一端墊高，輕推小車，使小車在不掛砝碼盤的情況下能沿木板做________運動。（2）實驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力近似等于砝碼及砝碼盤的總重力，需要滿足的條件是________（填“m<<M”或“m>>M”）。（3）某次實驗中，打點計時器打出的一條紙帶如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出（計數(shù)點用A、B、C、D、E表示）。已知相鄰計數(shù)點間的距離分別為xAB=1.50cm，xBC=2.90cm，xCD=4.30cm，xDE=5.70cm。則小車的加速度大小a=m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）保持小車質(zhì)量M不變，改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m，測得多組加速度a與拉力F（F=mg）的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖像。若圖像不過原點，可能的原因是。（12分）某同學(xué)用伏安法測量一個未知電阻Rx的阻值（約為10Ω），實驗室提供的器材有：電源E：電動勢3V，內(nèi)阻不計電流表A1：量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω電流表A2：量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約3kΩ電壓表V2：量程15V，內(nèi)阻約15kΩ滑動變阻器R：最大阻值20Ω，額定電流1A開關(guān)S、導(dǎo)線若干（1）為了減小實驗誤差，電流表應(yīng)選擇________（填“A1”或“A2”），電壓表應(yīng)選擇________（填“V1”或“V2”）。（2）該同學(xué)采用電流表外接法測量Rx，其測量值________真實值（填“大于”“小于”或“等于”）。（3）請在圖丙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。（4）某次測量中，電壓表的示數(shù)為2.40V，電流表的示數(shù)為0.24A，則Rx的測量值為________Ω。四、計算題（共4題，共46分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分）（10分）如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。現(xiàn)對物體施加一個與水平方向成θ=37°角的斜向上的拉力F，使物體在水平地面上做勻加速直線運動，加速度a=2m/s2。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：（1）拉力F的大??；（2）物體運動5s內(nèi)的位移大小。（12分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一與磁場方向垂直的矩形線圈abcd，線圈的匝數(shù)為n，邊長ab=L1，bc=L2，總電阻為R。線圈繞垂直于磁場的軸OO'以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，軸OO'平分ad和bc邊。求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；（2）線圈從圖示位置（線圈平面與磁場方向平行）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過線圈某一橫截面的電荷量；（3）線圈轉(zhuǎn)動過程中的發(fā)熱功率。（12分）如圖所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道平滑連接，半圓軌道的最低點為A，最高點為B。一質(zhì)量為m的小球在水平軌道上以速度v0向右運動，進(jìn)入半圓軌道后恰好能通過最高點B。已知重力加速度為g。求：（1）小球通過B點時的速度大小vB；（2）小球在水平軌道上的初速度v0；（3）小球通過A點時對半圓軌道的壓力大小。（12分）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E；第四象限內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點O以速度v0沿x軸正方向射入電場。粒子離開電場后進(jìn)入磁場，最終從x軸上的P點（圖中未畫出）射出磁場。不計粒子重力。求：（1）粒子在電場中運動的時間t；（2）粒子進(jìn)入磁場時的速度大小和方向；（3）P點的坐標(biāo)。五、選做題（共2題，每題10分，考生可任選一題作答）【選修3-3】（10分）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B→C→A循環(huán)過程，其中A→B為等壓過程，B→C為等容過程，C→A為等溫過程。已知氣體在狀態(tài)A時的溫度TA=300K，體積VA=2L，壓強(qiáng)pA=1×10^5Pa。（1）求氣體在狀態(tài)B時的溫度TB；（2）求氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中放出的熱量Q。【選修3-4】（10分）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形圖如圖所示，此時質(zhì)點P位于x=2m處，速度方向沿y軸正方向。已知該波的傳播速度v=