2025年高中物理知識(shí)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）試題一、選擇題（共5題，每題6分，共30分）題目1質(zhì)量為m的小球以速度v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，小球在飛行過程中某時(shí)刻的速度方向與水平方向成θ角。求此時(shí)小球的速度大小和加速度大小。A.v,gB.v√2,gC.v/√2,gD.v,√2g題目2一個(gè)質(zhì)量為m的物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體受到水平拉力F作用，求物體的加速度。A.F/mB.(F-μmg)/mC.F/(m+μmg)D.F/(m-μmg)題目3一個(gè)半徑為R的均勻球體，質(zhì)量為M，求球體表面的引力加速度。A.GM/R2B.GM/(2R2)C.GM/(R2/2)D.GM/4πR3ρR2題目4一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不計(jì)空氣阻力，落地時(shí)的速度大小為多少？A.√(2gh)B.ghC.√(gh)D.2gh題目5一個(gè)電容為C的平行板電容器，兩板間電壓為U，求電容器儲(chǔ)存的能量。A.CU2B.?CU2C.2CU2D.?CU二、填空題（共5題，每題6分，共30分）題目6一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上以速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，物體所受的向心力大小為________。題目7一個(gè)長度為L的均勻直導(dǎo)線，質(zhì)量為m，電荷量為q，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以速度v垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線受到的洛倫茲力大小為________。題目8一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，體積從V?膨脹到V?，其壓強(qiáng)p?與p?的關(guān)系滿足________（用公式表示）。題目9波長為λ的單色光垂直照射到寬度為a的單縫上，光屏上產(chǎn)生衍射條紋，中央明紋的寬度為________（用λ、a及透鏡焦距f表示）。題目10某放射性元素的半衰期為T，初始質(zhì)量為m?，經(jīng)過時(shí)間t后剩余質(zhì)量為________（用m?、T、t表示）。三、實(shí)驗(yàn)題（共1題，15分）題目11用單擺測(cè)量重力加速度某實(shí)驗(yàn)小組利用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，?shí)驗(yàn)裝置如圖所示（示意圖略）。（1）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：擺線長度l、擺球直徑d、n次全振動(dòng)的時(shí)間t。則單擺的擺長L=（用l、d表示），周期T=（用t、n表示）。（4分）（2）根據(jù)單擺周期公式T=2π√(L/g)，推導(dǎo)重力加速度的表達(dá)式g=（用L、T表示）。（3分）（3）若實(shí)驗(yàn)中擺線長度測(cè)量值偏大，會(huì)導(dǎo)致重力加速度的計(jì)算值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（2分）（4）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列措施合理的有________（多選，6分）A.選擇質(zhì)量大、體積小的擺球B.擺角控制在5°以內(nèi)C.測(cè)量擺長時(shí)忽略擺球半徑D.多次測(cè)量取平均值四、計(jì)算題（共3題，共75分）題目12（20分）如圖所示（示意圖略），質(zhì)量為M=2kg的木板靜止在光滑水平面上，木板右端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端與質(zhì)量為m=1kg的物塊A接觸但不連接?，F(xiàn)用水平力F=15N向右拉動(dòng)木板，當(dāng)彈簧壓縮量x=0.1m時(shí)，物塊A與木板相對(duì)靜止。已知物塊A與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2。求：（1）此時(shí)木板的加速度大?。唬?）彈簧的勁度系數(shù)k。題目13（25分）如圖所示（示意圖略），半徑為R的光滑半圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道最低點(diǎn)與水平地面相切于A點(diǎn)。質(zhì)量為m的小球從軌道右側(cè)最高點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道下滑后進(jìn)入水平地面，地面與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：（1）小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。唬?）小球在水平地面上滑行的最大距離s。題目14（30分）如圖所示（示意圖略），間距為L的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為θ的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m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，金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，最終達(dá)到穩(wěn)定速度v。已知金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。求：（1）金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；（2）金屬棒的穩(wěn)定速度v；（3）金屬棒從靜止到穩(wěn)定速度過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q（已知下滑距離為s）。五、綜合應(yīng)用題（共1題，30分）題目15“天宮一號(hào)”軌道衰減分析“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器在服役期間，因軌道上稀薄空氣的阻力影響，軌道高度逐漸降低。假設(shè)其初始軌道為圓形，半徑為r?，線速度為v?，經(jīng)過一段時(shí)間后軌道半徑變?yōu)閞?（r?<r?），且仍可視為圓形軌道。已知地球質(zhì)量為M，引力常量為G。（1）推導(dǎo)“天宮一號(hào)”在半徑為r的圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的線速度v與軌道半徑r的關(guān)系；（2）比較軌道高度降低前后，“天宮一號(hào)”的動(dòng)能E?、重力勢(shì)能E?（以無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面）及機(jī)械能E的變化情況（選填“增大”“減小”或“不變”）；（3）若“天宮一號(hào)”在軌道半徑為r?時(shí)的機(jī)械能為E?，軌道半徑為r?時(shí)的機(jī)械能為E?，求軌道衰減過程中克服空氣阻力做的功W。六、選做題（共2題，每題15分，考生任選1題作答）題目16（電磁學(xué)應(yīng)用）某電磁軌道炮的簡(jiǎn)化模型如圖所示（示意圖略），兩平行導(dǎo)軌間距為d，導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m的彈丸（可視為導(dǎo)體）置于導(dǎo)軌間，與導(dǎo)軌接觸良好，彈丸電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電容器電容為C。開關(guān)S先接1對(duì)電容器充電至穩(wěn)定狀態(tài)，再接2使電容器放電驅(qū)動(dòng)彈丸。（1）電容器充電穩(wěn)定后，兩極板間的電壓U?=；（2）放電瞬間，彈丸所受安培力的方向?yàn)椋ㄟx填“水平向左”或“水平向右”）；（3）若電容器放電過程中釋放的電荷量為Q，彈丸獲得的最大速度為v，忽略放電時(shí)間內(nèi)彈丸的位移，求系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的效率η（用Q、E、m、v表示）。題目17（熱學(xué)應(yīng)用）在化工生產(chǎn)中，離心分離器可快速分離液體中的微小顆粒。已知離心管繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，管內(nèi)液體中某顆粒的質(zhì)量為m，到轉(zhuǎn)軸的距離為r，顆粒與液體的密度分別為ρ?、ρ?（ρ?>ρ?）。（1）推導(dǎo)顆粒所受離心力與重力的比值k（用ω、r、g表示）；（2）若ω=300rad/s，r=0.1m