2025年高中物理競賽全真模擬卷六一、力學(xué)（40分）1.復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)分析（15分）在光滑水平面上，質(zhì)量為M=2kg的直角三角形滑塊ABC（∠C=90°，AC=0.6m，BC=0.8m）靜止放置。質(zhì)量為m=1kg的小物塊從A點靜止釋放，沿AC邊下滑至C點后，繼續(xù)沿CB邊滑行。已知物塊與AC邊的動摩擦因數(shù)μ?=0.1，與CB邊的動摩擦因數(shù)μ?=0.2，重力加速度g=10m/s2。（1）求物塊到達(dá)C點時的速度大??；（2）若滑塊與地面間的摩擦可忽略，求物塊滑到C點時滑塊的速度；（3）物塊從C點滑到B點的過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少？2.天體運(yùn)動與相對論效應(yīng)（15分）某中子星的質(zhì)量與太陽質(zhì)量M=2×103?kg相等，半徑R=10km，引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2，光速c=3×10?m/s。（1）求中子星表面的重力加速度；（2）若一衛(wèi)星在中子星表面附近做勻速圓周運(yùn)動，求其運(yùn)行周期；（3）根據(jù)狹義相對論，衛(wèi)星上的時鐘會比地面時鐘慢，計算衛(wèi)星運(yùn)行一周的時間內(nèi)，時鐘的時間差Δt（保留兩位有效數(shù)字）。3.流體力學(xué)綜合（10分）一水平放置的粗細(xì)均勻U形管，左側(cè)管上端封閉，右側(cè)管上端開口，管內(nèi)裝有密度ρ=1.0×103kg/m3的水銀。當(dāng)溫度T?=300K時，兩側(cè)水銀面高度差h=10cm，封閉氣柱長度L=20cm，大氣壓強(qiáng)p?=76cmHg。（1）求封閉氣體的壓強(qiáng)；（2）若將U形管溫度升高到T?，兩側(cè)水銀面等高，求T?的值；（3）在（2）的狀態(tài)下，若右側(cè)管緩慢加入水銀，使封閉氣柱長度恢復(fù)為L，求此時兩側(cè)水銀面的高度差。二、電磁學(xué)（40分）4.電磁感應(yīng)與電路（15分）如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.5m，與水平面夾角θ=30°，導(dǎo)軌上端接有R=2Ω的電阻。勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。質(zhì)量m=0.1kg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=√3/6?，F(xiàn)給金屬棒沿導(dǎo)軌向下的初速度v?=4m/s，重力加速度g=10m/s2。（1）求金屬棒剛開始運(yùn)動時的加速度大??；（2）金屬棒最終勻速運(yùn)動時，電阻R的發(fā)熱功率是多少？（3）從開始運(yùn)動到勻速運(yùn)動的過程中，若通過R的電荷量q=0.5C，求金屬棒下滑的距離。5.電磁場與粒子運(yùn)動（15分）在xOy平面內(nèi)，第一象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場E=2×103V/m，第四象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B=0.5T。一質(zhì)量m=1×10?1?kg、電荷量q=+2×10??C的粒子從原點O以速度v?=2×103m/s沿x軸正方向射入。（1）求粒子第一次離開電場時的位置坐標(biāo)；（2）粒子進(jìn)入磁場后，做勻速圓周運(yùn)動的半徑是多少？（3）若粒子在磁場中運(yùn)動時，磁場方向突然反向（大小不變），求粒子從改變磁場到再次回到原點O所用的時間。6.電容與電磁能量（10分）一平行板電容器極板面積S=0.1m2，板間距d=0.01m，接在電動勢E=100V的電源兩端。已知真空介電常量ε?=8.85×10?12F/m。（1）求電容器的電容及所帶電荷量；（2）若在極板間插入厚度t=0.005m的dielectric（相對介電常量ε?=2），求插入后電容器的能量變化；（3）保持電源連接，將極板間距增大到2d，求此時極板間的電場強(qiáng)度。三、熱學(xué)（20分）7.熱力學(xué)過程與熵變（20分）1mol理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程：A→B為等壓膨脹，B→C為絕熱膨脹，C→A為等容降溫。已知A狀態(tài)的溫度T?=300K，壓強(qiáng)p?=1atm，B狀態(tài)的體積V?=2V?，氣體絕熱指數(shù)γ=1.4，普適氣體常量R=8.31J/(mol·K)。（1）求B狀態(tài)的溫度T?和C狀態(tài)的壓強(qiáng)p?；（2）計算循環(huán)過程中氣體對外做的總功；（3）若C→A過程中氣體放出的熱量為Q=1500J，求該循環(huán)的效率及A→B過程的熵變ΔS。四、光學(xué)（20分）8.波動光學(xué)綜合（20分）用波長λ=600nm的單色光做雙縫干涉實驗，雙縫間距d=0.2mm，光屏到雙縫的距離L=1m。（1）求相鄰明條紋的間距；（2）若在其中一縫后插入厚度t=5μm、折射率n=1.5的透明薄片，求中央明紋移動的方向和距離；（3）若將實驗裝置放入水中（折射率n=4/3），求此時第3級明紋的位置坐標(biāo)。五、近代物理（30分）9.量子物理與核反應(yīng)（15分）已知氫原子基態(tài)能量E?=-13.6eV，普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，電子質(zhì)量m?=9.1×10?31kg。（1）求氫原子從n=3激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時輻射光子的波長；（2）用該光子照射逸出功W?=2.25eV的鈉金屬，求光電子的最大初動能；（3）若光子被靜止的自由電子散射，散射角θ=90°，求散射后光子的波長（保留三位有效數(shù)字）。10.核反應(yīng)與能量（15分）鈾核裂變反應(yīng)為：23?U+1n→?2Kr+1?1Ba+31n，已知23?U、?2Kr、1?1Ba的質(zhì)量分別為235.0439u、91.9262u、140.9139u，中子質(zhì)量1.0087u，1u=931MeV/c2。（1）計算一個鈾核裂變釋放的能量；（2）若某核電站的功率P=1000MW，效率η=30%，求每天消耗的鈾核數(shù)目；（3）若反應(yīng)后生成的?2Kr和1?1Ba的速度方向相反，求二者的動能之比。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（略）（注：實際競賽中需寫出詳細(xì)推導(dǎo)過程，按步驟給分。各題公式正確占40%，計算結(jié)果正確占60%，有效數(shù)字錯誤扣1分/題。）說明：本卷嚴(yán)格依據(jù)2025年競賽大