贵州毕节市实验高级中学2025-2026学年高二下学期奥赛初赛选拔性测试物理试题

**基本信息** 聚焦物理奥赛选拔，以负折射率材料、肥皂泡静电能等真实情境为载体，通过综合题考查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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题40分|力学（杆张力）、电磁学（电势曲线）、光学（负折射率）|第1题结合人工材料科技前沿，考查折射定律应用| |多选题|3题18分|带电体平衡、弹簧系统机械能|第12题关联斜面体与弹簧，综合运动分解与能量守恒| |实验题|1题12分|雨滴阻力模型|第14题通过v-t图像分析，融合数学建模与科学探究| |综合题|1题12分|旋光效应|第15题结合双缝干涉，考查光的偏振与折射率关系| |解答题|4题68分|传送带摩擦热、碰撞与圆周运动、肥皂泡表面张力|第18题综合静电能与力学平衡，第19题考查连接体运动的动态分析|

贵州省毕节市实验高级中学2026学年春季学期高二下学期 物理奥赛初赛选拔性测试 一、单选题（共40分） 1．（本题4分）一般材料的折射率都为正值，现已有针对某些电磁波设计制造的人工材料，其折射率可以为负值，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角与折射角依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射率为负值）。如图所示，一束电磁波从空气射向某种材料的表面，入射角，若入射线与折射线位于法线的同一侧且相互垂直，则该材料的折射率为（    ） A． B． C． D． 2．（本题4分）如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为（   ） A． B．20 m/s C． D．5 m/s 3．（本题4分）如下图所示，一根刚性均匀杆，其右端受到向右的力，左端受到向右的力。杆中点处的张力是多少（     ） A．0 B． C． D． E． 4．（本题4分）如图一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。增大直梯下端与墙壁的距离，直梯仍处于静止状态，则与增大距离前相比，地面对直梯（　　） A．支持力减小 B．摩擦力增大 C．作用力方向不变 D．作用力大小不变 5．（本题4分）两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（OB > BD），取无穷远处电势为零，由图可知（   ） A．Q1为负电荷，Q2也为负电荷 B．B点电场强度不为零 C．从D到B电势降低，从B到O电势升高，B点电势为0 D．将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功 6．（本题4分）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　） A．弹簧弹性势能变化了 B．在速度最大的位置，弹簧弹力等于圆环重力 C．圆环下滑到最大距离时，有 D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 7．（本题4分）一滑块以初速度v0从斜面底端沿粗糙程度相同的斜面向上运动，运动到最高点后，又能沿斜面向下运动到底端，取斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，则滑块速度的平方v2与位置坐标x的关系图像，正确的是（    ） A． B． C． D． （本题8分）一个质量为内置弹簧的发射物在时以速率被发射，发射角与水平方向成。该物体本该在时再次落地。然而，在时，弹簧释放，物体分裂成两个相等质量的部分，其中一部分将沿着相同的轨迹向后移动，撞击发射器。 8．(4分)弹簧释放的能量是多少？（　　 ） A． B． C． D． E． 9．(4分)当发射器被击中时，两部分之间的距离是多少？（　　 ） A． B． C． D． E． 10．（本题4分）在半径相等的圆盘、圆环、球上均匀分布有电荷量相等的正电荷，其中心点的电势大小满足（　　） A．盘>球>环 B．球>环>盘 C．球>盘>环 D．环>盘>球 二、多选题（共18分） 11．（本题6分）如图所示，光滑绝缘的竖直墙面和斜面夹角，两个带电小球A、B分别处于竖直墙面和斜面上M、N点并处于平衡状态，O、M、N在同一竖直平面内，已知A球质量为m，电荷量为q，，静电力常量为k，重力加速度为g，则B球（　　） A．质量为 B．质量为 C．电荷量为 D．电荷量为 12．（本题6分）如图所示，倾角的光滑斜面体固定在水平地面上，质量为m的圆环甲穿过光滑的竖直杆后拴接在劲度系数为k、下端固定在地面的轻弹簧上，然后用跨过光滑定滑轮的细线与质量为6m的滑块乙连接。开始时用外力控制滑块乙使细线刚好伸直，此时圆环位于图中的P位置，定滑轮右侧的细线与水平方向的夹角。某时刻撤掉控制滑块乙的外力，经过一段时间圆环运动到Q位置。已知Q点与定滑轮在同一高度处，且Q到定滑轮的距离为L，圆环在P、Q两位置时弹簧的弹力大小相等；重力加速度大小为g，，。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙组成的系统机械能守恒 B．弹簧的劲度系数为 C．撤掉控制滑块乙的外力瞬间，圆环的加速度大小为 D．圆环运动到Q位置时的速度大小为 13．（本题6分）如图所示，粗糙程度可改变的斜面DE与光滑圆弧轨道BCD相切于D点，C为最低点，B与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1m，圆心角∠BOD＝127°，调整斜面动摩擦因数时，将一可视为质点、质量m＝1kg的物块，从B点正上方的A点自由释放，物块恰好到达斜面顶端E处。已知AB＝1m，DE＝1.8m，重力加速度g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则（　　）    A．物块第一次通过C点时受到支持力大小为50N B．调整μ＝0.4，物块在斜面上运动的路程为5.625m C．调整μ＝0.6，物块在斜面上运动的路程为3.75m D．调整μ＝0.8，物块在斜面上运动的路程为1m 第II卷（非选择题） 请点击修改第II卷的文字说明 三、实验题（共12分） 14．（本题12分）设雨滴下落中受到的空气阻力可以表示为，其中C为空气阻力系数（无单位的常数），为空气密度，r为雨滴（可看成球形）的半径，v为雨滴的速度。已知球体的体积公式为，取，且设雨滴下落过程中质量不变、保持球形，则： (1)若不计空气阻力，从490m高处由静止落下的雨滴，落地速度大小为________。 (2)空气阻力表达式中的________。 (3)假设某两个雨滴的下落过程图像如图所示，其中为两曲线在O点的切线，则的斜率为________。1、2两个哪个是更大的雨滴________；当两雨滴半径之比为1∶2时，二者最大速度之比为________。 四、综合题（共12分） 15．（本题12分）旋光效应 如图，当一束单色线偏振光A经过装满透明含糖饮料的容器B后，其振动方向相对于初始振动方向会偏转一定夹角θ，这称为旋光效应。其中夹角θ为旋光度，且单色光的频率越大，经过同一旋光容器后的旋光度越大。 (1)当旋光度θ＝30°时，若要使用偏振片完全遮挡该光线，则偏振片的偏振方向与线偏振光初始振动方向之间的夹角可能是______。 A．180° B．120° C．90° D．30° (2)有一束红光和紫光先后经过同一旋光容器。 ①设旋光度分别为θ红和θ紫，则______。 A．θ红＞θ紫    B．θ红＝θ紫    C．θ红＜θ紫 ②若两种光在同一装满含糖饮料的旋光容器中相对于真空的折射率的比值，则两种光从真空中以相同入射角射入该旋光容器中，折射角的正弦的比值＝_____。 (3)（多选）对于通过旋光容器的红光和紫光，某同学利用如图所示的装置先后做了红光和紫光的双缝干涉实验，得到红光和紫光相邻暗条纹的间距相等。造成这种现象的原因可能是：该同学在紫光双缝干涉实验中______。 A．仅减小双缝间距 B．仅增大双缝间距 C．仅减小双缝到传感器接收面距离 D．仅增大双缝到传感器接收面距离 五、解答题（共68分） 16．（本题15分）如图甲所示，传送带以V0=10m/s的速度逆时针传动，一可视为质点的、质量为m=10kg的物体以水平向右的速度V冲上传送带．从物体冲上传送带开始计时，物体在0～2s内受到的水平外力与物体运动方向相反，在2～4s内水平外力与物体运动方向相同，物体的对地速度与时间的关系图像如图乙所示，g取10m/s2.．求： （1）传送带与物体之间的动摩擦因数； （2）0～4s内物体与传送带摩擦产生的热量Q． 17．（本题15分）如图所示，半径R=0.10m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m=0.10kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m=0.10kg的小滑块A，以的水平初速度向B滑行，滑过x=1.0m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起运动。已知A与水平面之间的动摩擦因数μ=0.20。取重力加速度g=10m/s2。A、B均可视为质点。求： （1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA； （2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v； （3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。 18．（本题18分）一厚度可忽略的球形肥皂泡，其外表面上均匀带电，当半径为1.0 mm时，其电势为100 V（取无穷远处的电势为零）；此时，肥皂泡并未处于力学平衡状态。当其半径增大至1.0 cm时，肥皂泡达到力学平衡状态，且此时肥皂泡内外气压恰好相等。静电力常量，不考虑重力作用。求（结果保留两位有效数字）： (1)肥皂泡所带电荷的种类及电荷量； (2)肥皂泡膨胀前后的静电能的变化（已知半径为r、带电量为Q的均匀带电球面的静电能为）； (3)肥皂泡表面张力系数的大小。 19．（本题20分）两块质量均为m的物块A、B通过一根无质量、不会伸缩的绳子连接，绳子跨过一个无质量的定滑轮（滑轮大小可忽略），A物块置于水平平台上，B物块竖直悬挂，滑轮顶部离平台水平面的高度为h，如图所示。不计装置中所有摩擦。 (1)若开始物块A被控制在角位置静止，然后释放A，求A被刚释放瞬间绳子的张力； (2)物块A被释放稍后，给A施加一水平的力F，使B能以速度v匀速下降，求A到达角位置时此水平力F的表达式； (3)物块A静止在角位置被释放后，自由运动到角位置时，求绳子的张力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025-2026学年度高中物理期末考试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B B B C A E E A 题号 11 12 13 答案 AD BD AC 1．A 【详解】根据折射率公式 故选A。 2．C 【详解】将B点的速度分解如图所示： 则有：，，解得：；故A，B，D错误；C正确；故选C. 3．B 【详解】设杆的质量为，对整体分析，根据牛顿第二定律有 解得加速度 方向向右。设杆中点处的张力为，取左半段杆为研究对象，其质量为，受到左端向右的力和中点处向右的张力，根据牛顿第二定律有 代入值解得 故选B。 4．B 【详解】梯子受力情况如图 由力的平衡可知，竖直方向，水平方向 A．地面对梯子的支持力N与重力mg平衡，与夹角无关，增大直梯下端与墙壁的距离，直梯仍能平衡，则地面对梯子的支持力N不变，A错误； B．力矩平衡：以直梯与地面的接触点为轴，设直梯长度为L，直梯与竖直方向的夹角为，则重力的力矩为，墙对直梯的弹力产生的力矩为 由力矩平衡可得，解得 增大直梯下端与墙壁的距离，增大，故N增大。说明摩擦力增大，B正确； C．由于支持力不变，而摩擦力增大，作用力方向改变，C错误； D．由于支持力不变，而摩擦力增大，合力增大，D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．因取无穷远处电势为零，所以靠近负点电荷处的电势为负，靠近正点电荷处的电势为正，结合题图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，A错误； B．根据 可知φ—x图像的斜率表示电场强度，则B点的电场强度不为零，B正确； C．由图像可知，从D到B电势降低，从B到O电势继续降低，B点电势为0，C错误； D．将电子沿x轴从A点移到C点，电势一直升高，电子的电势能一直减小，电场力一直做正功，D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．图中弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为，可得物体下降的高度为 根据系统的机械能守恒得弹簧的弹性势能增大量为 A错误； B．圆环所受合力为零时，速度最大，弹簧竖直分力等于环重力，B错误； C．速度最大后，圆环继续向下运动，则弹簧的弹力增大，圆环下滑到最大距离时，所受合力竖直向上，则 弹力沿杆的分力 即 C正确； D．根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，知圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D错误。 故选C。 7．A 【详解】根据某物块以初速度从底端沿斜面上滑至最高点后又回到底端，知上滑过程中，物块做匀减速直线运动，下滑时做匀加速直线运动，在粗糙斜面上运动，摩擦力做功，物体的机械能减少，故回到底端时速度小于出发时的速度，根据位移速度公式 可得 故图像的斜率 因为上滑过程中 下滑过程中 所以 所以上滑过程中图线的斜率大于下滑过程中图线的斜率，又因为摩擦力的存在，所以上滑的初速度大于下滑的末速度，A正确。 故选A。 8．E 9．E 【详解】8．发射物以，仰角斜抛，原落地总飞行时间 则弹簧释放所对应时刻满足 斜抛运动中，发射物水平方向不受外力，水平分速度保持不变，满足 竖直方向，发射物做竖直上抛运动，弹簧释放前瞬间物体速度的竖直分量为 此时发射物的瞬时速度 物体分裂成两个相等质量的部分，其中一部分将沿着相同的轨迹向后移动，可知分裂瞬间这一部分的速度为 分裂过程系统动量守恒，满足 联立解得 由功能关系，弹簧释放的弹性势能等于系统增加的动能，即 故选E。 9．由运动的反演对称可知，当发射器被击中时，折返的碎片从分裂位置回到发射点用时 因两块碎片在空中均做斜抛运动，竖直方向的加速度大小均为，两物体竖直方向相对加速度为零，以折返的碎片为参考系，则另一块碎片做匀速运动，两者的相对速度大小为 当发射器被击中时，两部分之间的距离 故选E。 10．A 【详解】电势为标量，点电荷到中心的距离为r时，在中心处的电势 圆盘的电荷面密度 圆盘在中心处的电势 联立解得 球的电荷体密度 球中的电荷在中心处的电势 圆环的电荷线密度 因此圆环在中心处的电势 可知 故选A。 11．AD 【详解】A球受力如下，画出库仑力与弹力的合力，由平衡条件得 由题意可得角度如图，库仑力 由库仑定律得 联立可得 B球受力如下，画出库仑力与重力的合力，夹角关系如图，由几何关系可得 由相互作用力可知 联立 故选AD。 12．BD 【详解】A．对圆环和滑块组成的系统，弹簧的弹力对系统做功，则甲、乙组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．由题意圆环在P、Q两位置时弹簧的弹力大小相等，圆环在P时弹簧的压缩量等于圆环在Q时弹簧的伸长量，设形变量为，根据几何关系可得 解得 开始细线刚好甚至，即细线的作用力为零，此时弹簧的弹力等于圆环的重力，即 解得 故B正确； C．撤走控制滑块乙的外力的瞬间，设细线的拉力大小为，对甲、乙分别根据牛顿第二定律得， 根据运动的合成与分解可得 解得圆环的加速度大小为 故C错误； D．根据运动的合成与分解可得 圆环甲运动到Q点，所以滑块乙的速度为零，对圆环甲从P到Q的过程，两物体和弹簧组成的系统机械能守恒，又因为圆环在P、Q两处弹簧的弹力相等，则弹簧在初、末状态的弹性势能相等，所以 解得圆环运动到Q位置时的速度大小为 故D正确。 故选BD。 13．AC 【详解】A．从A到C过程，根据动能定理得 物块在C点时，由牛顿第二定律得 联立解得物块第一次通过C点时受到支持力大小为=50N 故A正确； B．当斜面动摩擦因数时，从A到E过程，根据动能定理得 解得 当μ＝0.4时，因，物块会从E点飞出，物块在斜面上运动的路程为DE=1.8m 故B错误； C．当μ=0.6时，因，物块最终会在以C为中心、B为左端最高点的圆弧上来回运动，设物块在斜面上运动的路程为s。 从A点到最终稳定运动时的B点，由动能定理得 解得s=3.75m 故C正确； D．当μ＝0.8时，因，物块会停止在斜面上，物块在斜面上运动的路程为。由动能定理得 解得1.45m 故D错误。 故选AC。 14．(1)98 (2)2 (3) g 1 【详解】（1）若不计空气阻力，从490m高处由静止落下的雨滴可认为做自由落体运动，则落地速度大小为 （2）单位为N，则单位为N，即解得x=2 （3）[1][2][3]刚开始下落时，雨滴受阻力为零，则加速度为g，则的斜率为g；当达到稳定速度时满足 即 解得 可知稳定速度越大，雨滴的半径越大，可知1是更大的雨滴；当两雨滴半径之比为1∶2时，二者最大速度之比为。 15．(1)B (2) C k (3)AD 【详解】（1）若要使用偏振片完全遮挡该光线，则偏振片的偏振方向应该与旋光后的偏振光的偏振方向垂直，则偏振片的偏振方向与线偏振光初始振动方向之间的夹角可能是120°或者60°，故选B。 （2）①[1]因紫光频率高于红光，可知紫光旋光度大于红光，即θ红＜θ紫，故选C。 ②[2]根据，则 可得 （3）根据条纹间距表达式，因紫光波长小于红光，而条纹间距相等，可知该同学在紫光双缝干涉实验中可能仅减小了双缝间距d，或者仅增大双缝到传感器接收面距离l。故选AD。 16．（1）（2） 【详解】（1）由图象可知0～2.0s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为： 由牛顿第二定律得：F+f=ma1 2～4s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为： 由牛顿第二定律得：f-F=ma2 代入数据解得：f=30N 又f=μmg 由以上各式解得：μ=0.3 （2）0～2.0s内物体的对地位移为： 传送带的对地位移为：x1′=v0t1=-10×2m=-20m 此过程中物体与传送带间的摩擦热为： Q1=f（x1-x1′）=30×（10+20）J=900J 2～4.0s内物体的对地位移为： 传送带的对地位移为：x2′=v0t2=-10×2m=-20m 此过程中物体与传送带间的摩擦热为： Q2=f（x2-x2′）=30×（-2+20）J=540J 0～4.0s内物体与传送带间的摩擦热为： Q=Q1+Q2=1440J 点睛：解决本题的关键理清物体在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解动摩擦因数．要知道摩擦产生的内能与相对位移有关． 17．（1）6m/s；（2）3m/s；（3）8N 【详解】（1）滑块A做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得加速度大小 a=2 m/s2 根据速度位移公式有 解得 （2）A、B碰撞过程中满足动量守恒 解得 v=3m/s （3）设整体到达c点的速度为，由b运动到c的过程中，根据动能定理 解得 在c点根据牛顿第二定律有 解得 N=8N 18．(1)带正电， (2) (3) 【详解】（1）半径为r、总电量为Q的均匀带电球壳的表面电势由下式给出 其中为真空介电常量。记肥皂泡初始半径为，得` 代入题给数据得 ，可知肥皂泡带正电。 （2）记肥皂泡变大后的半径为，由题给公式得，肥皂泡变大前后静电势能变化为 代入数据得 （3）由于球面上电荷元会受到其他部分电荷的静电力，故会产生向外的压强，记为。假设球面从半径变为半径，其中，此过程中压强所做的功为 由题给公式可知以上过程中肥皂泡静电势能变化为 而保守力做功等于势能的减少量，即 肥皂泡的表面张力产生的压强与表面张力系数的关系为 忽略肥皂泡内外气压差，则平衡时表面张力产生的压强与静电力产生的压强相等，故                 联立上式得 代入题给数据得 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）A、B加速度关系 对A 对B 解得 （2）B匀速下降时， A速度 A的加速度满足，即 对A 解得 （3）从角位置到角位置，B下落的高度 系统机械能守恒 A、B速度关系 解得 对A 对B A、B加速度关系 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $