2025年高中物理知識(shí)競賽封神之戰(zhàn)試題（一）一、選擇題（共15題，每題4分，共60分。每題只有一個(gè)正確答案）力學(xué)綜合一輕質(zhì)彈簧兩端連接質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，靜止于光滑水平面上。現(xiàn)對(duì)B施加水平向右的瞬時(shí)沖量I，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢能為（）A.I2/(6m)B.I2/(3m)C.I2/(2m)D.I2/m電磁學(xué)應(yīng)用半徑為R的金屬圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直環(huán)面。若圓環(huán)以角速度ω繞直徑勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為（）A.0.5πBR2ωB.πBR2ωC.2πBR2ωD.4πBR2ω?zé)釋W(xué)現(xiàn)象一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹后，溫度從300K升高到600K，下列說法正確的是（）A.分子平均動(dòng)能增大為原來的2倍B.分子數(shù)密度增大為原來的2倍C.內(nèi)能增量等于吸收的熱量D.對(duì)外做功等于吸收的熱量波動(dòng)光學(xué)用波長為λ的單色光照射雙縫干涉裝置，若雙縫間距為d，光屏到雙縫距離為L，相鄰明條紋間距為Δx?，F(xiàn)將裝置浸入折射率為n的透明液體中，則相鄰明條紋間距變?yōu)椋ǎ〢.Δx/nB.nΔxC.Δx/(nL)D.nLΔx近代物理氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射光子的能量為（已知基態(tài)能量E?=-13.6eV）（）A.1.89eVB.2.55eVC.3.40eVD.10.2eV天體運(yùn)動(dòng)某行星繞恒星做橢圓運(yùn)動(dòng)，近日點(diǎn)距離為r?，遠(yuǎn)日點(diǎn)距離為r?。若行星在近日點(diǎn)的速率為v?，則遠(yuǎn)日點(diǎn)速率v?為（）A.v?r?/r?B.v?r?/r?C.v?√(r?/r?)D.v?√(r?/r?)力學(xué)平衡質(zhì)量為m的均質(zhì)桿AB長為L，A端用光滑鉸鏈固定在豎直墻面上，B端用水平輕繩BC拉住，桿與墻面夾角為30°。繩BC的拉力大小為（）A.(√3/3)mgB.(√3/2)mgC.√3mgD.2√3mg/3電磁感應(yīng)邊長為L的正方形線框電阻為R，以速度v勻速穿過寬度為2L的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。線框從進(jìn)入到完全穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為（）A.2B2L3v/RB.4B2L3v/RC.6B2L3v/RD.8B2L3v/R熱力學(xué)定律一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)(p?,V?,T?)經(jīng)等溫膨脹到(p?,V?,T?)，再經(jīng)等容升壓到(p?,V?,T?)，則整個(gè)過程（）A.氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加B.氣體吸收熱量，內(nèi)能不變C.外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能減少D.氣體放出熱量，內(nèi)能增加光學(xué)成像焦距為10cm的凸透鏡前25cm處放置一物體，現(xiàn)將透鏡沿主軸向物體移動(dòng)5cm，像的變化情況是（）A.像變大，像距增大B.像變小，像距減小C.像先變大后變小D.像先變小后變大動(dòng)量守恒質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的子彈以速度v?射入木塊并留在其中。子彈射入過程中木塊獲得的動(dòng)能為（）A.m2v?2/(2(M+m))B.Mm2v?2/(2(M+m)2)C.Mv?2/2D.mv?2/2電路分析如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻r=1Ω，R?=3Ω，R?=2Ω，R?=6Ω。則電阻R?消耗的功率為（）A.4WB.8WC.12WD.16W機(jī)械振動(dòng)單擺擺長為L，在重力加速度為g的星球表面做簡諧運(yùn)動(dòng)。若將擺球質(zhì)量增大為原來的2倍，振幅減小為原來的1/2，則周期變?yōu)椋ǎ〢.2π√(L/g)B.π√(L/g)C.√2π√(L/g)D.周期不變電場性質(zhì)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷位于正方體中心，正方體邊長為a。則通過正方體一個(gè)面的電通量為（）A.Q/(6ε?)B.Q/(4πε?a2)C.Q/(ε?)D.0波動(dòng)現(xiàn)象兩列相干波在空間相遇，某點(diǎn)到兩波源的路程差為半波長的奇數(shù)倍，則該點(diǎn)為（）A.振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B.振動(dòng)減弱點(diǎn)C.振幅最大點(diǎn)D.無法確定二、填空題（共8題，每題5分，共40分）力學(xué)基礎(chǔ)質(zhì)量為2kg的物體在水平拉力F=10N作用下，從靜止開始沿動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面運(yùn)動(dòng)5m，此時(shí)物體的動(dòng)能為______J（g=10m/s2）。電磁計(jì)算半徑為0.1m的圓形線圈共100匝，通有0.5A電流，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，線圈受到的磁力矩大小為______N·m。熱學(xué)公式1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（p?=1atm，T?=273K）的體積為______m3，若經(jīng)歷等壓升溫到373K，體積變?yōu)開_____m3（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。光學(xué)實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=0.2mm，雙縫到光屏距離L=1m，測得相鄰亮條紋間距Δx=2.5mm，則入射光波長為______nm。近代物理α粒子（氦核）質(zhì)量為6.64×10?2?kg，以1×10?m/s的速度轟擊金箔，與金核發(fā)生彈性正碰后反向彈回，若金核質(zhì)量為α粒子的50倍，則碰撞后金核的速度大小為______m/s。天體計(jì)算地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球半徑的6.6倍，其運(yùn)行周期為______h，線速度大小為______km/s（地球半徑R=6400km，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。電路動(dòng)態(tài)如圖所示滑動(dòng)變阻器電路中，電源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻不計(jì)，R?=2Ω，R?=4Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值R=6Ω。當(dāng)滑片從a端滑到b端過程中，電流表示數(shù)的變化范圍是______A到______A。振動(dòng)能量彈簧振子質(zhì)量m=0.5kg，勁度系數(shù)k=50N/m，振幅A=0.2m。振子通過平衡位置時(shí)的速度大小為______m/s，在最大位移處的加速度大小為______m/s2。三、計(jì)算題（共4題，每題25分，共100分）力學(xué)綜合題如圖所示，質(zhì)量M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板右端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧原長l?=0.5m，勁度系數(shù)k=100N/m。質(zhì)量m=1kg的小物塊以v?=5m/s的速度從木板左端滑上，物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，g=10m/s2。求：（1）物塊與彈簧剛接觸時(shí)的速度大小；（2）彈簧的最大壓縮量；（3）整個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。電磁學(xué)綜合題半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從磁場邊界A點(diǎn)以速度v沿切線方向射入，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡恰好通過磁場圓心O。求：（1）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（3）若要使粒子從A點(diǎn)射入后能從磁場邊界的B點(diǎn)射出，且∠AOB=60°，粒子的入射速度應(yīng)調(diào)整為多大？熱學(xué)與力學(xué)綜合題橫截面積為S的氣缸豎直放置，缸內(nèi)有質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量理想氣體，活塞與缸壁無摩擦且不漏氣。初始狀態(tài)氣體溫度T?=300K，活塞距離缸底高度h?=20cm?，F(xiàn)對(duì)氣體加熱，活塞緩慢上升到h?=30cm處，此時(shí)氣體溫度T?=450K。已知大氣壓強(qiáng)p?=1×10?Pa，g=10m/s2，S=10cm2。求：（1）活塞的質(zhì)量m；（2）此過程中氣體吸收的熱量Q（已知?dú)怏w內(nèi)能U=CT，C=20J/K）；（3）若在活塞到達(dá)h?時(shí)停止加熱，同時(shí)在活塞上放置質(zhì)量M=1kg的重物，求穩(wěn)定后氣體的溫度T?。光學(xué)與近代物理綜合題用波長λ=500nm的單色光照射金屬鈉表面，產(chǎn)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動(dòng)能E?=0.5eV。已知普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，電子電荷量e=1.6×10?1?C，光速c=3×10?m/s。求：（1）金屬鈉的逸出功W?；（2）若用該光照射焦距為10cm的凸透鏡，在透鏡后20cm處光屏上形成的光斑直徑；（3）若將光電子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場，光電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。四、實(shí)驗(yàn)題（共2題，每題25分，共50分）力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)硨?shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，連接電源；②將紙帶一端系在重錘上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔；③先接通電源，再釋放重錘，打出一條紙帶；④重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得多條紙帶。（1）實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：、；（2）若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，選取紙帶中連續(xù)的A、B、C三點(diǎn)，測得AB=1.20cm，BC=1.60cm，則重錘在B點(diǎn)的速度v?=______m/s；（3）若重錘質(zhì)量m=0.5kg，從A到B重力勢能減少量ΔE?=______J，動(dòng)能增加量ΔE?=J（g=9.8m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（4）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是。電學(xué)實(shí)驗(yàn)要測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω）開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出U-I圖像，如圖所示，由圖像可得E=______V，r=______Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（3）若考慮電壓表分流作用，測量值E測______真實(shí)值E真，r測______真實(shí)值r真（選填“大于”“小于”或“等于”）；（4）若將滑動(dòng)變阻器替換為電阻箱，改變電阻箱阻值R，記錄對(duì)應(yīng)的電流I，可通過圖像法更精確測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻，應(yīng)作______圖像（選填“R-I”“R-1/I”“1/R-I”或“1/R-1/I”）。五、論述題（共1題，30分）題目：從經(jīng)典力學(xué)到量子力學(xué)的范式轉(zhuǎn)變要求：（1）簡述牛頓力學(xué)的基本原理及其適用范圍；（2）分析經(jīng)典物理在解釋黑體輻射、光電效應(yīng)等現(xiàn)象時(shí)遇到的困難；（3）闡述量子力學(xué)的主要觀點(diǎn)（至