2025年英國物理思維挑戰(zhàn)賽（BPHO）力學(xué)競賽模擬試卷：基礎(chǔ)理論到應(yīng)用實踐

2025年英國物理思維挑戰(zhàn)賽（BPHO）力學(xué)競賽模擬試卷：基礎(chǔ)理論到應(yīng)用實踐一、選擇題要求：從下列各題的四個選項中，選擇一個最符合題意的答案。1.一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。下列說法正確的是（）。A.物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)C.物體一定處于勻速直線運動狀態(tài)D.物體的運動狀態(tài)與受力情況無關(guān)2.一個物體從靜止開始沿斜面向上運動，下列說法正確的是（）。A.物體的動能隨時間增大B.物體的勢能隨時間增大C.物體的動能和勢能之和隨時間增大D.物體的動能和勢能之和隨時間減小3.下列關(guān)于牛頓第三定律的說法正確的是（）。A.作用力和反作用力大小相等，方向相反B.作用力和反作用力作用在同一直線上C.作用力和反作用力作用在同一物體上D.作用力和反作用力作用在不同物體上4.一個物體在水平面上受到兩個力的作用，這兩個力的合力為零。下列說法正確的是（）。A.物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)C.物體一定處于勻速直線運動狀態(tài)D.物體的運動狀態(tài)與受力情況無關(guān)5.一個物體在豎直方向上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。下列說法正確的是（）。A.物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)C.物體一定處于勻速直線運動狀態(tài)D.物體的運動狀態(tài)與受力情況無關(guān)二、填空題要求：將下列各題的空格處填上正確的答案。1.一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。如果將其中一個力增大一倍，那么物體的運動狀態(tài)將（）。2.一個物體從靜止開始沿斜面向上運動，當(dāng)物體到達(dá)最高點時，其（）。3.作用力和反作用力的大小關(guān)系是（）。4.一個物體在水平面上受到兩個力的作用，這兩個力的合力為零。如果將其中一個力增大一倍，那么物體的運動狀態(tài)將（）。5.一個物體在豎直方向上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。如果將其中一個力增大一倍，那么物體的運動狀態(tài)將（）。四、計算題要求：計算下列各題中的未知量。6.一個物體以初速度\(v_0=5\text{m/s}\)沿水平面運動，受到一個與運動方向相反的恒定阻力\(f=2\text{N}\)。求物體從開始運動到停止所經(jīng)過的距離\(s\)。7.一個質(zhì)量為\(m=10\text{kg}\)的物體，從高度\(h=5\text{m}\)自由下落，不計空氣阻力。求物體落地時的速度\(v\)。五、應(yīng)用題要求：根據(jù)所學(xué)知識，分析下列各題并給出解答。8.一個質(zhì)量為\(m=2\text{kg}\)的物體，受到一個水平向右的力\(F=10\text{N}\)和一個水平向左的摩擦力\(f=6\text{N}\)的作用。如果物體的初速度為\(v_0=2\text{m/s}\)，求物體在力的作用下經(jīng)過\(t=2\text{s}\)時的速度\(v\)。9.一個質(zhì)量為\(m=3\text{kg}\)的物體，從靜止開始沿著一個斜面滑下，斜面與水平面的夾角為\(\theta=30^\circ\)。已知物體受到的摩擦力\(f=1\text{N}\)，求物體滑下斜面到達(dá)地面時的速度\(v\)。六、論述題要求：結(jié)合所學(xué)知識，對下列問題進(jìn)行論述。10.論述牛頓運動定律在物理學(xué)發(fā)展史上的重要地位，并舉例說明其在實際問題中的應(yīng)用。本次試卷答案如下：一、選擇題1.B解析：當(dāng)三個力的合力為零時，物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，因為合外力為零意味著物體不受外力作用，或者受到的外力相互抵消。2.A解析：物體從靜止開始沿斜面向上運動，其動能會隨著速度的增加而增大，因為動能與速度的平方成正比。3.A解析：牛頓第三定律指出，對于每一個作用力，總有一個大小相等、方向相反的反作用力。4.B解析：如果兩個力的合力為零，那么物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，因為合外力為零。5.B解析：當(dāng)三個力的合力為零時，物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，因為合外力為零意味著物體不受外力作用，或者受到的外力相互抵消。二、填空題1.改變解析：如果將其中一個力增大一倍，而其他力保持不變，那么合力也會增大一倍，從而改變物體的運動狀態(tài)。2.動能和勢能之和不變解析：當(dāng)物體到達(dá)最高點時，其速度為零，因此動能為零。但由于物體在最高點的高度與起始高度相同，其勢能也保持不變，因此動能和勢能之和不變。3.大小相等解析：作用力和反作用力的大小總是相等的，這是牛頓第三定律的基本內(nèi)容。4.改變解析：如果將其中一個力增大一倍，而其他力保持不變，那么合力也會增大一倍，從而改變物體的運動狀態(tài)。5.改變解析：如果將其中一個力增大一倍，而其他力保持不變，那么合力也會增大一倍，從而改變物體的運動狀態(tài)。四、計算題6.\(s=\frac{v_0^2}{2a}\)解析：物體受到的恒定阻力導(dǎo)致加速度\(a=\frac{f}{m}\)，代入公式\(s=\frac{v_0^2}{2a}\)計算得到距離。7.\(v=\sqrt{2gh}\)解析：物體自由下落時，速度與高度的關(guān)系由公式\(v=\sqrt{2gh}\)給出，其中\(zhòng)(g\)是重力加速度，\(h\)是高度。五、應(yīng)用題8.\(v=v_0-at\)解析：物體的加速度\(a=\frac{f}{m}\)，代入公式\(v=v_0-at\)計算得到速度。9.\(v=\sqrt{2gsin\theta-\frac{f}{m}sin\theta}\)解析：物體沿斜面滑下時，加速度由公式\(a=gsin\theta-\frac{f}{m}sin\theta\)給出，代入公式\(v=\sqrt{2as}\)計算得到速度。六、論述題10.論述牛頓運動定律在物理學(xué)發(fā)展史上的重要地位，并舉例說明其在實際問題中的應(yīng)用。解析：牛頓運動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，它們描述了物體在力的作用下的運動規(guī)律。牛頓第一定律（慣性定律）揭示了物體不受外力作用時保持靜止或勻速直線運動的性質(zhì)；第二定律（加速度定律）給出了力和加速度之間的關(guān)系；第三定律（作用與反作用定律