2025年高中物理比賽試題一、力學(xué)模塊（共60分）1.運(yùn)動學(xué)綜合題（15分）在傾角為30°的光滑斜面上，一物體從靜止開始下滑，同時另一物體從斜面底端以初速度v?=10m/s沿斜面向上運(yùn)動。已知兩物體的質(zhì)量均為m=1kg，斜面足夠長，重力加速度g=10m/s2。求：（1）兩物體相遇前的最大距離；（2）兩物體從開始運(yùn)動到相遇所經(jīng)歷的時間；（3）相遇時兩物體的速度大小及方向。2.動力學(xué)與能量綜合題（15分）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的木板靜止在光滑水平面上，木板左端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧右端與質(zhì)量為m=1kg的物塊相連?，F(xiàn)給物塊一個水平向右的初速度v?=6m/s，已知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：（1）彈簧的最大彈性勢能；（2）物塊相對木板滑行的最大距離；（3）整個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。3.動量與碰撞綜合題（15分）質(zhì)量為m?=0.5kg的小球A以v?=4m/s的速度與靜止的質(zhì)量為m?=1kg的小球B發(fā)生正碰，碰撞后小球A的速度大小變?yōu)?m/s，方向與原方向相反。已知兩小球與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1，重力加速度g=10m/s2。求：（1）碰撞后小球B的速度大?。唬?）兩小球碰撞過程中損失的機(jī)械能；（3）碰撞后兩小球在地面上滑行的距離之比。4.天體運(yùn)動與軌道力學(xué)題（15分）飛船在地月拉格朗日L2點(diǎn)進(jìn)行變軌，從橢圓軌道進(jìn)入圓軌道。已知地球質(zhì)量M=5.98×102?kg，月球質(zhì)量m=7.35×1022kg，地月距離d=3.84×10?m，引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2。推進(jìn)系統(tǒng)的燃料噴射速度v_e=3000m/s。求：（1）飛船在橢圓軌道近月點(diǎn)的速度大?。唬?）變軌所需的速度增量Δv；（3）若飛船初始總質(zhì)量m?=5000kg，求完成變軌所需的燃料質(zhì)量。二、電磁學(xué)模塊（共60分）5.靜電場綜合題（15分）真空中兩個點(diǎn)電荷Q?=+4×10??C和Q?=-1×10??C，相距r=0.3m。已知靜電力常量k=9×10?N·m2/C2。求：（1）兩點(diǎn)電荷之間的庫侖力大小及方向；（2）在兩點(diǎn)電荷連線上，電場強(qiáng)度為零的位置距Q?的距離；（3）將一電荷量q=1×10??C的試探電荷從Q?處移到Q?處，電場力所做的功。6.恒定電流綜合題（15分）如圖所示的電路中，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R?=3Ω，R?=6Ω，R?=4Ω，R?=12Ω，電容器的電容C=10μF。求：（1）開關(guān)S閉合后，電路中的總電流；（2）電阻R?兩端的電壓；（3）電容器所帶的電荷量。7.磁場與電磁感應(yīng)綜合題（15分）間距為L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌上端接有電阻R=2Ω，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2?，F(xiàn)給金屬棒一個沿斜面向上的初速度v?=8m/s，金屬棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。求：（1）金屬棒剛開始運(yùn)動時的加速度大??；（2）金屬棒向上運(yùn)動的最大距離；（3）金屬棒運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量。8.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動題（15分）帶電粒子以速度v進(jìn)入相互成θ角的電場（E）與磁場（B）區(qū)域，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m。求：（1）粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的臨界速度；（2）當(dāng)粒子速度為2v時，在磁場中做螺旋運(yùn)動的螺距；（3）若θ=60°，E=100V/m，B=0.1T，求臨界速度的大小。三、熱學(xué)模塊（共40分）9.氣體性質(zhì)綜合題（20分）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷A→B→C→A的循環(huán)過程，已知狀態(tài)A的溫度T?=300K，壓強(qiáng)p?=1×10?Pa，體積V?=1m3，狀態(tài)B的體積V?=3m3，狀態(tài)C的壓強(qiáng)p?=2×10?Pa。求：（1）狀態(tài)B的溫度T?和狀態(tài)C的溫度T?；（2）從A到B過程中氣體對外做的功；（3）整個循環(huán)過程中氣體吸收的總熱量。10.熱力學(xué)定律綜合題（20分）質(zhì)量為m=0.5kg的0℃的冰，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下吸收Q=2.1×10?J的熱量后變成100℃的水蒸氣。已知冰的熔化熱λ=3.36×10?J/kg，水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，水的汽化熱L=2.26×10?J/kg。求：（1）冰完全熔化需要吸收的熱量；（2）水從0℃升高到100℃需要吸收的熱量；（3）最終得到的水蒸氣的質(zhì)量。四、振動與波模塊（共20分）11.機(jī)械振動綜合題（10分）一個彈簧振子做簡諧運(yùn)動，其振動方程為x=0.1sin(2πt+π/3)m。求：（1）振子的振幅、周期和初相位；（2）振子在t=1s時的位移和速度；（3）振子在一個周期內(nèi)通過的路程。12.機(jī)械波綜合題（10分）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s，t=0時刻的波形圖中，波長λ=4m。求：（1）該波的頻率和周期；（2）平衡位置在x=10m處的質(zhì)點(diǎn)的振動方程；（3）t=0.5s時刻，平衡位置在x=5m處的質(zhì)點(diǎn)的位移和速度方向。五、光學(xué)與近代物理模塊（共20分）13.幾何光學(xué)綜合題（10分）一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角i=60°，折射角r=30°。已知光在真空中的傳播速度c=3×10?m/s。求：（1）該介質(zhì)的折射率；（2）光在該介質(zhì)中的傳播速度；（3）該單色光從該介質(zhì)射向空氣時的臨界角。14.電磁感應(yīng)與交變電流題（10分）一個邊長為L=0.2m的正方形線圈，匝數(shù)n=100，總電阻R=1Ω，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向垂直?，F(xiàn)使線圈繞垂直于磁場方向的對稱軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動。求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；（2）線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值；（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過線圈某一橫截面的電荷量。六、綜合應(yīng)用題（共20分）15.彈簧振子碰撞題（20分）質(zhì)量為m的絕緣