BPHO物理競賽2025模擬試卷-力學(xué)與電磁學(xué)難題挑戰(zhàn)

BPHO物理競賽2025模擬試卷——力學(xué)與電磁學(xué)難題挑戰(zhàn)一、選擇題（每題5分，共20分）1.一物體在水平面上做勻速直線運動，受到的合外力為零。以下說法正確的是：A.物體受到的摩擦力為零B.物體受到的摩擦力不為零，且與運動方向相反C.物體受到的摩擦力不為零，且與運動方向相同D.物體受到的摩擦力為零，且與運動方向相反2.一質(zhì)點在水平面上做勻速圓周運動，以下說法正確的是：A.質(zhì)點的加速度為零B.質(zhì)點的加速度不為零，且方向始終指向圓心C.質(zhì)點的加速度不為零，且方向始終與速度方向相同D.質(zhì)點的加速度不為零，且方向始終與速度方向垂直3.下列哪個公式表示牛頓第二定律？A.F=maB.F=GmM/r^2C.F=qED.F=BIL4.一物體在光滑水平面上受到一個恒力F的作用，以下說法正確的是：A.物體的速度逐漸減小B.物體的速度逐漸增大C.物體的速度保持不變D.物體的速度先增大后減小5.下列哪個物理量表示電容器的存儲電荷能力？A.電容B.電壓C.電流D.電功率二、填空題（每題5分，共20分）1.一物體在水平面上受到一個恒力F的作用，物體在t時間內(nèi)移動了s，則物體的加速度a等于______。2.一物體在水平面上受到兩個力的作用，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=20N，兩個力的夾角為90度，則物體所受的合外力F等于______。3.一物體在水平面上受到一個恒力F的作用，物體在t時間內(nèi)移動了s，則物體的動能E等于______。4.一電容器的電容為C，電壓為U，則電容器所存儲的電荷量Q等于______。5.一導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線長度為L，磁感應(yīng)強度為B，則導(dǎo)線所受的安培力F等于______。三、解答題（每題10分，共30分）1.一物體在水平面上受到一個恒力F的作用，物體在t時間內(nèi)移動了s，求物體的加速度a。2.一物體在水平面上受到兩個力的作用，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=20N，兩個力的夾角為90度，求物體所受的合外力F。3.一物體在水平面上受到一個恒力F的作用，物體在t時間內(nèi)移動了s，求物體的動能E。四、計算題（每題10分，共20分）1.一質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不計空氣阻力。求物體落地時的速度v。2.一質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面做勻速直線運動，受到一個恒力F的作用。求物體在時間t內(nèi)的位移s。五、證明題（每題10分，共20分）1.證明：在勻速圓周運動中，向心力的大小等于物體的質(zhì)量m乘以向心加速度a_c。2.證明：在靜電場中，電場強度E與電勢V的關(guān)系為E=-dV/dr，其中r是距離電勢零點的距離。六、綜合題（每題10分，共20分）1.一物體從地面以初速度v0沿斜面向上運動，斜面與水平面的夾角為θ。求物體在斜面上運動到最高點時的速度v。2.一平行板電容器，兩板之間的距離為d，板間電壓為U，介電常數(shù)為ε。求電容器的電容C。本次試卷答案如下：一、選擇題1.B解析：根據(jù)牛頓第一定律，物體在不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。因此，在水平面上做勻速直線運動的物體，受到的合外力為零，摩擦力也為零。2.B解析：在勻速圓周運動中，質(zhì)點受到的向心力指向圓心，且大小恒定，因此加速度不為零，且方向始終指向圓心。3.A解析：牛頓第二定律表述為：物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。4.B解析：根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力F=ma，其中m為物體質(zhì)量，a為加速度。在恒力作用下，物體的加速度恒定，因此速度逐漸增大。5.A解析：電容器的存儲電荷能力由電容C表示，電容C定義為電容器兩板之間的電壓U與存儲的電荷量Q的比值，即C=Q/U。二、填空題1.a=s/t^2解析：根據(jù)勻加速直線運動的位移公式s=1/2at^2，可以解出加速度a=2s/t^2。2.F=√(F1^2+F2^2)解析：根據(jù)力的合成原理，兩個相互垂直的力的合外力大小等于這兩個力的平方和的平方根。3.E=1/2mv^2解析：動能E等于物體的質(zhì)量m乘以速度v的平方的一半。4.Q=UC解析：電容器的電荷量Q等于電容C乘以電壓U。5.F=BIL解析：根據(jù)安培力公式，導(dǎo)線所受的安培力F等于磁感應(yīng)強度B乘以電流I和導(dǎo)線長度L的乘積。三、解答題1.a=F/m解析：根據(jù)牛頓第二定律，加速度a等于合外力F除以物體的質(zhì)量m。2.F=√(F1^2+F2^2)解析：同填空題2的解析，使用力的合成原理。3.E=1/2mv^2解析：同填空題3的解析，使用動能公式。四、計算題1.v=√(2gh)解析：根據(jù)自由落體運動公式，物體落地時的速度v等于根號下2gh。2.s=v0t+1/2at^2解析：根據(jù)勻加速直線運動的位移公式，位移s等于初速度v0乘以時間t加上1/2乘以加速度a乘以時間t的平方。五、證明題1.證明：在勻速圓周運動中，向心力的大小等于物體的質(zhì)量m乘以向心加速度a_c。證明：向心力F_c由牛頓第二定律給出，F(xiàn)_c=ma_c。在勻速圓周運動中，向心加速度a_c=v^2/r，其中v是速度，r是圓周半徑。因此，F(xiàn)_c=mv^2/r。2.證明：在靜電場中，電場強度E與電勢V的關(guān)系為E=-dV/dr，其中r是距離電勢零點的距離。證明：電場強度E定義為單位正電荷所受的電場力，E=F/q。在靜電場中，電勢V是電場力做的功與電荷量的比值，V=W/q。由功的定義W=Fd，其中d是位移，得到V=Fd/q。在電場中，電勢V隨距離r的變化率等于電場強度E，即E=-dV/d