河南省南阳市方城县第一高级中学2025-2026学年高二下学期5月竞赛物理试题

**基本信息** 以场致发射显微镜、冬奥会跳台滑雪等真实情境为载体，通过多样化题型考查电磁学、力学等核心知识，突出科学推理与模型建构能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7/28|电场性质、机械波、动量守恒|第1题以场致发射显微镜为情境，考查电场线与电势能关系| |多项选择|3/18|电磁感应、原子跃迁|第9题结合氢原子跃迁与光的干涉，考查科学论证| |实验题|2/14|单摆测g、电源参数测量|第12题通过电流传感器拟合图像，体现科学探究| |计算题|3/40|气体实验定律、平抛运动|第15题以冬奥会跳台滑雪为背景，综合考查平抛与圆周运动规律|

方城县第一高级中学2025-2026学年高二下学期5月竞赛物理试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1．场致发射显微镜原理如图所示，中间有一根样品制成细小的金属针，被置于一个先抽成真空后充入少量氦气的玻璃泡中，泡内壁镀上一层薄的荧光导电膜，荧光膜与金属针之间加上高压。氦原子与针尖碰撞，变成带正电的氦离子，随即氦离子沿着辐射状的场线运动至荧光壁，撞击荧光膜发光，获得图样，则下列说法正确的是（　　） A．金属针接高压的负极 B．辐射状场线上a点电势比b点电势低 C．氦离子靠近荧光膜的过程中，氦离子的加速度增大 D．氦离子靠近荧光膜的过程中，氦离子的电势能减小 2．如图所示，电荷量为+Q 的球A置于绝缘支架上，一质量为m、电荷量为q的小球B，用长为L的绝缘细线品挂在架子上，两球的球心在同一水平线上。静止时细线与竖直方向的夹角为θ。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．球B带负电 B．球A在球B处产生的电场强度大小为 C．若剪断细线，球B将做匀变速直线运动 D．若球A的电荷量缓慢减少为0，该过程中电场力对球B做的功为-mgL（1 - cosθ） 3．C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电。在电源保持联接的情况下，在C2中插入一电介质板，则（　　） A．C1极板上电荷增加，C2极板上电荷增加 B．C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加 C．C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少 D．C1极板上电荷减少，C2极板上电荷减少 4．海浪向沙滩移动的情境图如图所示，同一列水波从位置M到位置N大致的波形变化示意图显示：波长由2L变为L已知水波的波速由介质水和水深共同决定，则从M到N，水波的（　　） A．频率变为原来的2倍 B．周期变为原来的2倍 C．波速变为原来的 D．振幅一定不变 5．A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示。已知闪光的时间间隔为，而闪光本身持续时间极短。在这四次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过处，滑块B恰好通过处，则下列选项错误的是（　　） A．碰撞一定发生在处 B．碰撞发生后第一次闪光时间为时刻 C．两滑块的质量之比等于2:1 D．两滑块的质量之比等于2:3 6．如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于xOy平面向里，场强大小为E的匀强电场沿y轴负方向。一带正电的粒子从O点沿x轴正方向以速度入射，粒子的运动轨迹如图中虚线所示，不计粒子重力。则（　　） A． B． C．粒子在最高点受到的合外力方向沿x轴负方向 D．粒子在最高点受到的合外力方向沿y轴负方向 7．如图甲所示电路，灯泡的电阻，定值电阻，电压表、电流表均为理想电表，理想变压器的输入电压随时间变化关系如图乙所示，原、副线圈的匝数比，图丙是光敏电阻的阻值随光照强度变化的图像，不考虑灯泡电阻随温度变化。当开关闭合后，则下列说法正确的是（　　） A．变压器的输入电压变化的周期为 B．随着光敏电阻的光照强度逐渐增大，电压表、电流表的示数逐渐增大 C．当光敏电阻的光照强度时，电压表的示数为 D．当光敏电阻的光照强度时，变压器的输入功率约为 二、多项选择题（第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长双斜面型光滑平行金属导轨，分别与水平面成α、β角，磁感应强度分别为的匀强磁场斜向上分别垂直于两导轨所在的斜面。质量分别为、，电阻均为r的金属棒ab、cd与两平行导轨垂直放置且接触良好。当金属棒ab匀速下滑时，金属棒cd恰好静止不动，重力加速度为g，则（　　） A．流过金属棒cd的电流方向为从d到c B． C．金属棒ab匀速下滑的速度大小为 D．金属棒cd消耗的电功率为 9．氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则（　　） A．P、Q经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1 B．若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C．若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D．P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、Q 10．如图所示，正方形MNPQ所围的区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，比荷的绝对值相等的带电粒子a、b、c以不同的速率v从O点沿纸面并垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的运动轨迹。已知O点是PQ的中点，不计粒子重力及带电粒子间的相互作用，下列说法中正确的是（    ） A．粒子c带正电，粒子a、b带负电 B．粒子b的速率最大 C．粒子c的运动周期最小 D．仅改变速率大小，可使粒子运动轨迹与MN相切 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11．某实验小组利用单摆测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)实验时用螺旋测微器测量小球直径，示数如图乙所示，则读数为________mm。 (2)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．摆线要选择细些的、伸缩性大些的，并且适当长一些 B．测量摆长时应将摆线长加上小球半径作为摆长 C．为了使单摆的周期大一些，方便测量，开始时要拉开摆球，使摆角较大 D．摆球振动稳定后，当摆球运动至最低点处开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期 (3)实验中，若直接使用公式计算重力加速度，发现某次测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是________。 A．摆线具有弹性，摆动时绳子伸长 B．以摆线的长度作为摆长来进行计算 C．把次全振动时间误当成n次全振动时间 D．在加速上升的电梯中做此实验 (4)通过改变摆线的长度，该小组测得多组摆长L和对应的周期的平方，画出的图像如图丙所示，若图像的斜率为k，纵截距为b，可得当地的重力加速度大小为________。 12．某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻，用电流传感器实时采集实验数据，通过计算机拟合成直线，实验电路如图甲所示。实验室提供器材有：电流传感器2个（内阻不计）、滑动变阻器R（最大阻值30Ω）、定值电阻R₀（阻值3000Ω）、开关S、导线若干。请回答下列问题： (1)实验步骤如下： ①闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关S后，移动滑动变阻器R的滑片，电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据I₁、I₂，并通过计算机进行拟合。 (2)数据处理：①当电流传感器1中电流为1.5mA时，定值电阻R0两端的电压为___________V； ②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示，若不考虑电流传感器1所在支路的电流，则该锂电池组的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留2位有效数字） (3)误差分析：若考虑电流传感器1所在支路的电流，第（2）问中测得锂电池组的电动势与真实值相比___________，内阻与真实值相比___________。（均选填“偏大”或“偏小”） 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13．如图，导热性能良好的U形容器，右管顶部封闭，容器的左、右两部分横截面积之比为1:2，容器内部封闭一部分水银。现测得右边部分的水银液面与容器顶端的高度差h=5cm，左、右两部分容器的水银面的高度差H=15cm，设大气压p0=75cmHg，外界环境温度t=27℃。求： （1）向左边的容器部分缓慢注入水银，直到两边容器的水银柱恰好相平齐时封闭气体的长度。 （2）当左、右两部分的水银柱相平齐后，将整个容器置于一温控室内，然后使温控室的温度缓慢升高，直到右边容器内被封闭的气体的长度为5cm时，此时温控室内的温度。 14．某商家为了促销推出图甲所示的弹珠抽奖游戏，图乙为游戏的模型示意图，平面游戏面板与水平面成角固定放置，面板右侧的直管道与半径为的细圆管轨道平滑连接，两者固定在面板上。圆管轨道的圆心为O，顶端水平。顾客游戏时，用外力压缩面板底部连接的小弹簧将弹簧顶端的小弹珠（可视为质点）弹出，若弹珠直接打中面板底部的中奖区域，则获得相应奖励，若弹珠打中侧面挡板，则抽奖无效。已知弹珠质量，直管道长度，中奖区域AB长度，其等分为如图所示的五个中奖区域，不计所有摩擦和阻力，弹簧的长度忽略不计，重力加速度g取，求： (1)弹珠从圆管轨道顶端以的速度飞出时，弹珠对细圆管轨道的压力； (2)顾客获得三等奖时，弹珠恰好落在中奖区域AB的中点，求弹簧初始的弹性势能（答案可用分数表示） 15．第24届冬季奥运会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道，着陆坡，减速停止区三部分组成，点处对应圆弧半径为。比赛中质量的运动员从点由静止下滑，运动到点后水平飞出，落在着陆坡的点，已知运动员在空中的飞行时间为，着陆坡的倾角，重力加速度，忽略空气阻力影响，求： (1)运动员从点水平飞出的速度大小； (2)运动员从点飞出后经多长时间离斜面最远； (3)运动员在点对轨道的压力。 试卷第8页，共9页 试卷第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 《方城县第一高级中学2025-2026学年高二下学期5月竞赛物理试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A C C D D BD BC AB 1．D 【详解】A．带正电的氦离子沿着辐射状的场线运动至荧光壁，表明氦离子所受电场力方向指向荧光壁，则电场方向指向荧光壁，即金属针接高压的正极，故A错误； B．根据电场与等势线垂直，分别作出通过a点与b点的等势线，由于沿电场线电势降低，结合上述可知，辐射状场线上a点电势比b点电势高，故B错误； C．电场线分布的密集程度表示电场强弱，氦离子靠近荧光膜的过程中，电场线逐渐变稀疏，电场逐渐变弱，电场力逐渐变小，则氦离子的加速度减小，故C错误； D．结合上述可知，氦离子靠近荧光膜的过程中，电场力做正功，氦离子的电势能减小，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．根据图示可知，A、B之间的库仑力为斥力，则球B带正电，故A错误； B．对B球进行分析，根据平衡条件有 解得 故B错误； C．若剪断细线，B受到重力A对B的库仑斥力作用，由于A、B间距发生变化，则库仑力发生变化，B所受合力发生变化，B的加速度发生变化，B的运动不是匀变速直线运动，故C错误； D．若球A的电荷量缓慢减少为0，则B将缓慢到达最低点，该过程，根据动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 3．A 【详解】C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电，稳定后两电容器所带电荷量相同；在C2中插入一电介质板，由 可知，C2电容量增大，在电源保持联接的情况下，电势差不变，由 可知，C2极板上电荷增加，稳定后两电容器所带电荷量相同，C1极板上电荷增加。 故选A。 4．C 【详解】AB．波的频率由波源决定，同一列波从M到N传播过程中频率不变，周期也不变，故A、B错误 C．根据波速公式 ，频率不变，波长从变为（变为原来的），因此波速也变为原来的，故C正确； D．水波向沙滩传播过程中，能量不断损耗，且水深逐渐变浅，振幅会发生变化，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．依据题意分析知：碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间。由于多次闪光时B位置不再改变，因此碰后B静止，故碰撞发生在x=60cm处，故A正确，不符合题意； B．碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为，则 从发生碰撞后到第二次闪光时A向左运动10cm，设时间为，则联立可得 故B正确，不符合题意； CD．碰前A的速度为 碰前B的速度为 碰后A的速度为 碰后B的速度为0，规定向左为正方向，由动量守恒 解得 故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 6．D 【详解】AB．粒子从点沿轴正方向以速度入射时，受电场力和洛伦兹力，洛伦兹力沿轴正方向，电场力沿轴负方向，粒子向轴正方向偏转，洛伦兹力大于电场力，即 可得，故AB错误； CD．粒子在最高点时，受沿轴负方向的电场力和轴正方向的洛伦兹力，过了最高点，向下偏转，所以电场力大于洛伦兹力，也不可能相等，合外力方向沿轴负方向，故C错误，D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．由图乙可知变压器的输入电压变化的周期为，故A错误； BC．电压表的示数是变压器副线圈两端电压的有效值，而变压器的输入电压有效值恒定，则电压表V的示数是由变压器匝数比决定的，即 电压表的示数为，保持不变，随着光敏电阻的光照强度逐渐增大，光敏电阻逐渐减小，副线圈电路总电阻减小，电流增大，电流表的示数逐渐增大，故BC错误； D．由上述分析可知 由图丙可知，时， 则副线圈电路的总电阻 消耗的总功率 理想变压器的输入功率等于副线圈电路消耗的总功率，故D正确。 故选D。 8．BD 【详解】A．根据题意，由右手定则可知，当金属棒ab匀速下滑时，感应电流从到，则流过金属棒cd的电流方向为从c到d，故A错误； B．根据题意，由平衡条件，对金属棒有 对金属棒有 联立解得 故B正确； C．根据题意，设金属棒ab匀速下滑的速度大小为，感应电动势为 感应电流为 对金属棒有 联立解得 故C错误； D．金属棒cd消耗的电功率为 对金属棒有 联立解得 故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】A．氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则P光对应的光子能量较小，光子的频率较小，P光的折射率较小，则经过甲图装置时P光的偏折程度较小，则P、Q在屏上谱线分别为1、2，A错误； B．根据可知，P光折射率较小，则发生全反射的临界角较大，若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光，B正确； C．若丙图是P入射时的干涉条纹，因P光波长大于Q光，则Q入射时条纹间距减小，C正确； D．根据可知因P光频率小于Q光，可知丁图中的点1、2分别对应Q、P光，D错误。 故选BC。 10．AB 【详解】A．根据左手定则，粒子c带正电，粒子a、b带负电，故A正确； B．根据洛伦兹力提供向心力 解得 由图可知，粒子b运动半径最大，故粒子b的速率最大，故B正确； C．粒子的运动周期为 故粒子a、b、c的运动周期相等，故C错误； D．根据几何关系，粒子运动轨迹与MN相切时，切点位置在磁场区域外，故仅改变速率大小，不能使粒子运动轨迹与MN相切，故D错误。 故选AB。 11．(1)11.700/11.699/11.701 (2)BD (3)CD (4) 【详解】（1）读数为。 （2）A．摆线不能有伸缩性，应适当细些、长些，故A错误； B．摆长为摆线长加小球半径，故B正确； C．单摆测重力加速度的前提是摆角小于5°，故C错误； D．当摆球运动至最低点处开始计时，误差最小，50次全振动所用的时间t，则单摆周期，故D正确。 故选BD。 （3）根据，得 A．摆线具有伸缩性，则摆长测量值偏小，则g的测量值偏小，故A错误； B．以摆线的长度作为摆长来进行计算，摆长测量值偏小，则g的测量值偏小，故B错误； C．把次全振动时间误当成n次全振动时间，T的测量值偏小，则g的测量值偏大，故C正确； D．在加速上升的电梯中做此实验，等效重力加速度大于g，则g的测量值偏大，故D正确。 故选CD。 （4）[1][2]图丙中，图像交纵轴于正半轴，这是由于把摆线长当成摆长造成的，但这并不会改变图像的斜率，由，得 则 得 12．(1)左 (2) 4.5 9.0 3.0 (3) 偏小 偏小 【详解】（1）闭合开关前，滑动变阻器应全部接入电路，故滑片应滑到最左端。 （2）[1][2][3]当电流传感器1中电流为1.5mA时，定值电阻两端的电压为 根据电源的电动势等于内外电压之和得 解得 根据图乙可得A， 解得， （3）[1][2] 若考虑电流传感器1所在支路的电流，根据电源的电动势等于内外电压之和得 解得 根据图乙可得A， 解得， 所以第（2）问中测得锂电池组的电动势和内阻与真实值相比均偏小。 13．（1）4 cm；（2）390 K 【详解】（1）以右边玻璃管封闭的气体为研究对象，封闭气体做等温变化，设当两管的水银液面相平时，右边被封闭的气体长度为h′。初、末状态的压强和体积分别为 由玻意耳定律可得 解得 （2）空气柱的长度变为开始时的长度h时，右管水银面下降，则左管水银面会上升2cm，此时空气柱的压强 末状态封闭气体长度再次为5cm，和最初始状态一样，符合等容变化规律，则 解得 14．(1)0.25N，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）在圆管轨道顶端对弹珠受力分析 解得 根据牛顿第三定律，弹珠对轨道的压力为0.25N，方向竖直向下 （2）根据能量守恒有 对类平抛运动有 ， 联立得 顾客获得三等奖时 解得 15．(1) (2)2.25s (3)1400N 【详解】（1）运动员从点水平飞出后做平抛运动，则有 结合题意可得 联立解得, （2）将点的速度按如图所示分解 则有 运动员从点飞出后到离斜面最远的时间为 方法二： 解得 （3）运动员在点飞出前在做圆周运动，根据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律得，运动员对轨道的压力大小为，方向竖直向下 答案第8页，共8页 答案第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $