2025年高中物理知识竞赛终极挑战赛试题（一）
一、选择题（每题5分，共50分）
2025年，咱们国家的“夸父三号”太阳探测器迈入日冕层展开探测，它的运行轨道呈现为椭圆的形状。要是探测器于近日点之际速度是v₁，加速度是a₁；而在远日点的时候速度为v₂，加速度为a₂，那么下列相关的关系是正确的是（）
A.v₁>v₂，a₁>a₂
B.v₁>v₂，a₁
C.v₁a₂
D.v₁
一款新型的电动汽车，运用的是双电机四驱系统，其中，前轴电机的功率是P₁，后轴电机的功率为P₂。在汽车处于水平路面且为匀速行驶的状况之下，前后轮所受到的摩擦力大小之比f₁:f₂是这样的（）
A.P₂:P₁
B.P₁:P₂
C.√P₁:√P₂
D.与车速有关
当运用相位对比显微镜去观察生物切片之际，要是样品的折射率是n，其厚度为d，光在真空中的波长为λ，那么经由样品的光程差便是（）。
A.nd
B.(n-1)d
C.(n-1)d+λ/2
D.nd+λ/2
如图所呈现的那样，在垂直于纸面向里的匀强磁场B当中，有一带电粒子，它以速度v沿着与磁场形成θ角的方向进行入射，随后粒子将会做等距螺旋运动。要是仅仅把磁场强度增大成为2B，那么螺距的变化将会是原来的（）
A.1/4
B.1/2
C.不变
D.2倍
若存在某类氢离子，其从处于n等于3的能级跃迁到处于n等于1的能级之时，会发出光子，此光子在地面参考系里的波长是λ₀。若该离子相对于地面是以速度v背离观察者进行运动，那么所观测到的波长λ满足（）
A.λ=λ₀√
(c+v)/(c-v)
B.λ=λ₀√
(c-v)/(c+v)
C.λ=λ₀(c+v)/c
D.λ=λ₀c/(c-v)
有着一定质量的理想气体，经历了像图所展示的那样的循环过程，当中ab属于等温过程，bc是等压过程，ca为等容过程。那么下列表述正确的是（）
A.循环过程中气体对外做功大于吸收的热量
B.从a到b过程中，气体分子平均动能增大
C.从b到c过程中，气体内能减少
D.从c到a过程中，单位时间内碰撞器壁的分子数减少
起初，有一个劲度系数设置为k规格的轻质弹簧露面，它的两端分别和质量是m以及2m的物块相连接，放置在意光滑没有摩擦的水平面上。随后，使用水平方向的力把两个物块慢慢用力拉开，使得间距成为L之后静止下来，然后释放，当弹簧恢复到原来长度的时候，问质量为m的那个物块速度大小是多少（）
A.√(2kL²/3m)
B.√(kL²/3m)
C.√(2kL²/m)
D.√(kL²/m)
一个处于距地面高度是h的圆轨道运行的空间站，地球半径是R，其表面重力加速度为g。要是因为存在微小阻力致使轨道缓慢降低掉，当高度减少了Δh时（ΔhR），这里的感生电场强度大小E等于。
三、计算题（共100分）
16.存在这样一种情况，有一个质量是M的楔形木块，它处于静止状态，是处于光滑水平面上的静止状态，它有着斜面倾角为θ的斜面，还有顶端高度为h的顶端部分，有一个质量为m的小物块，这个小物块是从斜面顶端开始的，是以无初速的状态开始释放的，并且已知物块与斜面间存在动摩擦因数为μ的情况。求：
（1）物块滑到斜面底端时的速度大小；
（2）此过程中系统产生的热量。
17.有一个在xOy平面之内的情况呢，这里存在着沿着x轴正方向的那种匀强电场E，还有垂直于这个平面朝着里面的匀强磁场B。在这样的环境下呀，有个质量为m以及电荷量是q的带正电粒子，它从原点O出发，是以速度v₀沿着y轴的正方向入射进来的。
（1）证明粒子运动轨迹在x方向做简谐振动；
（2）求粒子运动的周期和振幅。
18.（20分）存在一定质量的理想气体，其经历了abcda循环过程，其中ab过程是等压过程，bc过程是绝热过程，cd过程是等容过程，da过程是等温过程。已知状态a当下的温度是T₀物业经理人，压强为p₀，体积为V₀，状态c的体积为2V₀，气体比热容比γ等于1.5。求：
（1）状态b的体积和温度；
（2）整个循环过程中气体对外做的净功。
19.由半径为R的是那处处性状一概相同的玻璃球冲刺全国高中物理竞赛，其折射率n等于根号二，有一点状的光源处于球的外面距离球心乃是2R之处，去求：
（1）光线第一次折射的像方焦点位置；
（2）最终成像的位置和放大率。
20.地球能够被看作是那质量呈现均匀分布样子的球体，其半径是R，自转的周期为T ，在赤道的地方用弹簧秤去称量一个质量为m的物体，所得到的示数为F。
（1）要是地球自转角速度逐步增大，在示数变为零时，地球这时候的自转周期T'究竟是多少呢？
（2）此时质量为m的物体在北纬30°处的视重为多少？
参考答案及评分标准（部分）
一、选择题
1.A2.B3.B4.B5.A6.C7.A8.A9.A10.C
二、填空题
大；9.869
p₀/(ρg)；不变
2Mma/
7；0.5
由μ₀nI₀sinωt组成的式子，以及由(μ₀nωR²I₀cosωt)/(2r)表示的式子。
三、计算题
16.（1）由动量守恒和能量守恒得：
mvsinθ=Mv'...(1)
mgh等于二分之一mv²，加上二分之一Mv'²，再加上μmgcosθ乘以h除以sinθ冲刺全国高中物理竞赛，构成式子(2)。
解得：v=√
...(4分)
（2）Q=μmgcosθ·(h/sinθ)...(2分)
（以下各题解答过程略）
标明注意事项，这份试题严格按照《全国中学生物理竞赛内容提要（2025年修订版）》来命制，它包含力学、电磁学、光学、热学、近代物理等多个模块，其中标注※的内容属于复赛要求，标注的内容属于决赛要求。该试题着重于理论和实际相联系，把航天、新能源、精密测量等现代科技情境融入其中，强调物理建模和数学工具（微积分、矢量分析、复数运算等）进行综合运用。