这份2025年高中物理知识竞赛终极挑战赛的试题（三），于力学领域给出了60分的分值，一、力学（共60分），其中有运动学综合题（15分），在倾角是37°的固定的斜面顶端，有物体以初速度v₀等于10m/s做水平抛出运动的情况，其恰好落在斜面底端，已知重力加速度g为10m/s²，sin已知为37°等于0.6，cos37°等于0.8，求：（1）物体在空中持续运动的时间；（2）斜面的长度；（3）物体落到斜面底端的时候速度大小以及该速度方向与水平方向所形成的夹角。2.用于考查动力学跟能量综合情况的题目（15分），质量是m等于2千克的物块处于静止状态在水平地面，物块跟地面之间的动摩擦因数μ是0.5。当下对物块施加一个跟水平方向形成θ等于37°角的拉力F，F的大小按照时间呈F等于10t（N）的规律变化。已知重力加速度g是10m/s²，sin37°是0.6，cos37°是0.8。要求计算：（1）物块开始运动的时刻t₀；（2）t等于3s时物块的速度大小；（3）0到3s内拉力F对物块做的功。3.质量是一千克的A球，与质量为两千克静止着的B球，在光滑水平面上，A球以速度六米每秒向右运动，之后发生碰撞，碰撞后A球速度大小是两米每秒且方向向左，求碰撞后B球速度大小及方向，求碰撞过程中系统损失的机械能，若两球碰撞时间为零点零一秒，求碰撞过程中A球对B球的平均作用力大小，本题共十五分。4.要求解的是，质量为二千克、半径为零点五米的均匀圆盘，在可绕通过圆心且垂直于盘面的固定轴转动时，使用一水平力十牛作用于圆盘边缘这个作用中，作用方向始终与圆盘相切，盘圆盘的转动惯量为二分之一乘以质量乘以半径平方，重力加速度为十米每二次方秒的情形下，圆盘的那些相关物理量高中物理竞赛难不难，具体是，一。圆盘的角加速度的大小，这问的答案应该用公式具体算出。而二呢，是看从静止开始转动两秒的时候，圆盘边缘一点的线速度大小，线速度应该根据那个时间和角加速度等相关量去计算得出。再就是第三步。是要计算在这两秒内，力对圆盘做的功，这个功要依据力的做功相关公式和前面算出来的一些量来求解。二、电磁学部分占60分，其中静电场题占15分，真空中存在两个点电荷，一个电荷量是Q₁等于正4乘以10的负8次方库仑，另一个电荷量是Q₁等于负1乘以10的负8次方库仑，它们相互之间的距离是r等于0.3米，已知静电力常量k等于9乘以10的9次方牛顿米平方每库仑平方，求解内容如下，求两点电荷之间库仑力的大小以及方向，求在两点电荷连接的这条线上，电场强度为零的这个位置到Q₁的距离，还要求把一个电荷量q等于1乘以10的负9次方库仑的点电荷从Q₁处移动到Q₂处，电场力所做的功。6.关于稳恒电流的题目，其分值为15分，呈现出这样的电路高中物理竞赛难不难，电源的电动势是E等于12V，内阻是r等于1Ω，电阻R₁为3Ω，R₂为6Ω，R₃为4Ω，R₄为12Ω，要求解的内容如下：首先是开关S闭合之前，电路里的总电流；其次是开关S闭合之后，通过R₃的电流大小；最后是开关S闭合前后，电源的输出功率的变化量。还有关于磁场与电磁感应的题目，分值同样是15分，存在一足够长的光滑平行金属导轨，其处于水平放置状态，间距L是0.5m，且电阻不计。导线轨道所在的那个空间当中，存在着竖直向下的匀强磁场，这个磁场的磁感应强度B等于0.4T。在导轨之上，放置着一根质量m为0.1kg 、电阻R为1Ω的金属棒ab。现在运用一个水平拉力F ，这个水平拉力F等于0.2N ，作用到金属棒上，使得金属棒从静止的状态开始运动。求解：（1）金属棒具有的最大速度的大小 ；（2）当金属棒的速度v等于2m/s的时候，它的加速度大小 ；（3）金属棒从静止开始一直到达到最大速度的整个过程中，通过金属棒的电荷量q是0.5C ，求在这个过程里拉力F所做的功。8.题名为电磁复合场题，该题占分十五分，其情形如下，呈现出这样一幅场景，存在着相互正交的匀强电场以及匀强磁场，这里面电场强度为十牛每库，其方向是水平向右的，而磁感应强度是零点五特斯拉，方向垂直纸面向里，现有一个带电粒子，它所带电荷量是正二乘以十的负六次方库仑，质量为一乘以十的负六次方千克，此带电粒子以某一个特定速度进入到这个复合场当中，最终恰好能够做匀速直线运动，重力加速度为十米每二次方秒。求解：对粒子而言，其一，速度大小是多少以及方向如何；其二，要是撤去磁场那么粒子在电场当中进行运动并且运动时间等于0.1秒的时候速度大小是怎样的；其三，要是撤去电场该粒子在磁场里做匀速圆周运动的半径是多少。三、热学（总共30分）9.气体性质题目（15分）对于一定质量的理想气体，从状态A（压强p₁为1乘以10的5次方帕斯卡，体积V₁是2立方米，温度T₁等于300开尔文）经过等压变化到达状态B，此时体积变成了V₂为4立方米。接着再经过等温变化到达状态C，压强变成了p₃为0.5乘以10的5次方帕斯卡。求解，（1）状况B的温度T₂是多少；（2）状况C的体积V₃是多少；（3）从态势A到态势C的进程当中，气体对外面所做的最后的功有多少。10.热力学定律题目（15分）一台热机运行在温度T₁等于400K的高温热能源与T₂等于300K的低温热能源之间，每一次循环从高温热能源那里吸收热量Q₁等于400 J，对外界做功W等于100 J。求问，（1）热机的效率是多少；（2）每一次循环向低温热能源所释放出的热量Q₂是多少；（3）要是此热机成为卡诺热机，它的效率应该会是多大。一，每一回循环一次的时候对外所做的功应该是多少呢 ，四 ，振动与波 ，这里总共是20分 ，11 ，机械振动的题目 ，这部分是10分 ，一弹簧振子 ，其中弹簧的劲度系数k等于100N/m ，振子的质量m是0.4kg ，在t等于0时刻的时候 ，振子处于平衡位置右侧x₀为0.2m的地方 ，速度v₀是0 ，求 ，（1）振子的振动周期T ，（2）振子的最大速度vₘ ，（3）在t等于0.1s的时候振子的位移x ，12 ，机械波的题目 ，这部分是10分 ，一列简谐横波沿着x轴正方向进行传播 ，波速v是20m/s。在t等于0时刻呈现出的波形图就如同所展示的那般，在这个时刻质点P处于x等于1m的位置处，其位移y为0，并且速度的方向是向上的。来求：（1）这般波的波长λ以及频率f；（2）质点P的振动方程；（3）当t等于0.1s的时候，质点P的位移以及速度方向。五、光学（总共30分）13.几何光学的题目（15分）一个凸透镜的焦距f为10cm，物体放置在透镜的左侧u为15cm处，高度h是2cm。问：（1）像所处的位置v是多少；（2）像的高度h'为多大；（3）要是把物体朝着透镜推移5cm，需求此时像所在的位置以及像的性质（虚/实像，正/倒立，放大/缩小）。14.物理光学方面的题目（15分）采用波长λ等于600nm的单色光去做双缝干涉实验，双缝之间的间距d是0.2mm，双缝到光屏的距离L为1m。问：（1）相邻明条纹的间距Δx是多少；（2）中央明条纹两侧第3条明条纹之间的相隔距离是多少；（3）要是用波长λ'等于400nm的单色光进行替换，相邻明条纹的间距会变成多大？六、将近代物理这一科目的分数设定为20分，其中原子物理题占据10分钓鱼网，氢原子的基态能量E₁被规定为-13.6eV，电子的轨道半径r₁被确定为0.53×10⁻¹⁰m ，要求计算电子在基态轨道上运动的速度大小，还要计算氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时辐射光子的能量，以及该辐射光子的波长，已知普朗克常量h为6.63×10⁻³⁴J·s，电子电荷量e为1.6×10⁻¹⁹C，电子质量m为9.。