2025年高考物理计算题专题复习题库及答案

1．（16分）如图所示，倾角=37°的斜面固定在水平面上。质量m=1．0kg的小物块受到沿斜面向上的F=9．0N的拉力作用，小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数（斜面足够长，取g=l0m／s2。sin37°=0．6，cos37°=0．8）（1）求小物块运动过程中所受摩擦力的大小；（2）求在拉力的作用过程中，小物块加速度的大小；（3）若在小物块沿斜面向上运动0．80m时，将拉力F撤去，求此后小物块沿斜面向上运动的距离。2．（18分），CD和DE单位长度的电阻均为r0，导轨处于磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中。MN是绝缘水平面上的一根金属杆，其长度大于L，电阻可忽略不计。现MN在向右的水平拉力作用下以速度v0在CDE上匀速滑行。MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好，并且与C、E所确定的直线平行。（1）求MN滑行到C、E两点时，C、D两点电势差的大小；（2）推导MN在CDE上滑动过程中，回路中的感应电动势E与时间t的关系表达式；（3）在运动学中我们学过：通过物体运动速度和时间的关系图线（v–t图）可以求出物体运动的位移x，如图乙中物体在0–t0。时间内的位移在数值上等于梯形Ov0Pt的面积。通过类比我们可以知道：如果画出力与位移的关系图线（F—x图）也可以通过图线求出力对物体所做的功。请你推导MN在CDE上滑动过程中，MN所受安培力F安与MN的位移x的关系表达式，并用F安与x的关系图线求出MN在CDE上整个滑行的过程中，MN和CDE构成的回路所产生的焦耳热。3．（20分）如图所示，质量为M的长方形木板静止在光滑水平面上，木板的左侧固定一劲度系数为k的轻质弹簧，木板的右侧用一根伸直的并且不可伸长的轻绳水平地连接在竖直墙上。绳所能承受的最大拉力为T0，一质量为m的小滑块以一定的速度在木板上无摩擦地向左运动，而后压缩弹簧。弹簧被压缩后所获得的弹性势能可用公式计算，k为劲度系数，z为弹簧的形变量。（1）若在小滑块压缩弹簧过程中轻绳始终未断，并且弹簧的形变量最大时，弹簧对木板的弹力大小恰好为T，求此情况下小滑块压缩弹簧前的速度v0；（2）若小滑块压缩弹簧前的速度为已知量，并且大于（1）中所求的速度值，求此情况下弹簧压缩量最大时，小滑块的速度；（3）若小滑块压缩弹簧前的速度小于（1）中所求的速度值v0，求小滑块最后离开木板时，相对地面速度为零的条件。4．(16分)如图所示，竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s2。求 (1)A经过Q点时速度的大小； (2)A与B碰后速度的大小； (3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能。5．(18分)1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907～1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这数值e为基本电荷。 如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为d。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为g。 (1)判断上述油滴的电性，要求说明理由； (2)求上述油滴所带的电荷量； (3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e(保留到小数点后两位)。实验次序12345电荷量0.951.101.411.572.026．(20分)在如图所示的坐标系中，的区域内存在着沿轴正方向、场强为E的匀强电场，的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点以沿轴正方向的初速度射出，恰好能通过轴上的点。己知带电粒子的质量为，带电量为。、、均大于0。不计重力的影响。 (1)若粒子只在电场作用下直接到达D点，求粒子初速度的大小； (2)若粒子在第二次经过轴时到达D点，求粒子初速度的大小 (3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点，求粒子初速度的大小；7．（16分） 如图所示，在高1.25m的水平桌面上，一质量为2.0kg的物块在10N的水平拉力作用下，在A处由静止开始向桌面边缘B运动，2s末撤去水平拉力。物块运动到桌面B端后飞出落在水平地面上。已知物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.3，AB之间的距离为6m，不计空气阻力，g=10m／s2。求：（1）撤去水平拉力前物块加速度的大小；（2）物块离开桌面边缘B点时速度的大小；（3）物块落地点距桌面边缘B点的水平距离。8．（18分）如图所示，在绝缘的水平面上，相隔2L的，4B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，G、O、D是AB连线上的三个点，O为连线的中点，CO=OD=。一质量为m、电量为q的带电物块以初速度V0从c点出发沿AB连线向B运动，运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用，但在速度为零时，阻力也为零。当物块运动到O点时，物块的动能为初动能的n倍，到达D点刚好速度为零，然后返回做往复运动，直至最后静止在O点。已知静电力恒量为k，求：（1）AB两处的点电荷在c点产生的电场强度的大小；（2）物块在运动中受到的阻力的大小；（3）带电物块在电场中运动的总路程。9．（20分）如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=16Ω，导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒矿垂直MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω，距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为，从导轨最低点以速度V0=110m／s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，g取10m／s2，求：（1）绝缘棒幽与金属棒矿碰前瞬间绝缘棒的速率；（2）两棒碰后，安培力对金属棒做的功以及碰后瞬间金属棒的加速度；（3）金属棒在导轨上运动的时间。10．（16分）如图所示，一质量为0.99kg的木块静止在足够长的水平轨道AB的B端，水平轨道与半径为10m的光滑弧形轨道BC相切。现有一质量为10g的子弹以500rn／s的水平速度从左边射入木块但未穿出。已知木块与轨道AB的动摩擦因数=0.5，g=10m/s2。求：（1）子弹射人木块与木块获得的共同速率；（2）子弹射入后与木块在圆弧轨道上升的最大高度；（3）从木块返回B点到静止在水平面上，摩擦阻力的冲量的大小。11．（18分）如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时问t变化的交流电压u。金属板间电场可看作均匀，且两板外无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m。在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度B=5×10-3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射人电场中，已知每个粒子的速度v0=105m／s，比荷=108C／kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视为恒定不变。求：（1）带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板问的电压；（2）带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小；（3）证明：任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的人射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值，并计算出两点问的距离。12．（20分）如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L、电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E、内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒以ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动。求：（1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；（2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；（3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个同路中能量是怎样转化的?并证明能量守恒。1．（16分）解：（1）摩擦力4分（2）设加速度为a1，根据牛顿第二定律有4分（3）设撤去拉力前小物块运动的距离为x1，撤去拉力时小物块的速度为v，撤去拉力后小物块加速度和向上运动的距离大小分别为a2、x2，有2．（18分）解：（1）MN滑行到C、E两点时，在加路中的长度等于L，此时回路中的感应电动势由于MN的电阻忽略不计，CD和DE的电阻相等，所以C、D两点电势差的大小（2）设经过时间t运动到如图所示位置，此时杆在回路中的长度电动势6分（3）在第（2）题图示位置时，回路中的电阻回路中的电流即回路中的电流为一常量。此时安培力的大小由于MN在CDE上滑动时的位移所以所以安培力的大小随位移变化的图线（F安-x）如图所示所以在MN在CDE上的整个滑行过程中，安培力所做的功根据能量的转化和守恒定律回路中产生的焦耳热量Q等于安培力所做的功，即8分3．（20分）解：（1）设此问题中弹簧的最大压缩量为x0，①②解得6分（2）由于小滑块压缩簧前的速度大于（1）中所求的速度值v0，所以当弹簧的压缩量为x0时，小滑块的速度不为零.设弹簧的压缩量为x0时，小滑块的速度为v,③由②③解得④此后细绳被拉断，木板与滑块（弹簧）组成的系统动量守恒，当弹簧的压缩量最大时，木板和小滑块具有共同速度，设共同速度为V有⑤由④⑤解得⑥8分（3）木板与小滑块通过弹簧作用完毕时，小滑块相对地面的速度应为0，设此时木板的速度为V1，并设小滑块压缩弹簧前的速度为，绳断瞬间小滑块的速度为v，则有Mv=MV1⑦⑧由④⑦⑧解得小滑块最后离开木板时，相对地面速度为零的条件6分4．（16分）（1）A从P滑到Q的过程中，根据机械能守恒定律得 （2分） 解得A经过Q点时速度的大小 （3分）（2）A与B相碰，根据动量守恒定律得 （2分） 解得（3分）（3）根据能量守恒定律得 （3分） 解得A与B碰撞过程中系统损失的机械能 （3分）5．（18分）（1）当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电。（4分）（2）设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系f=kv 当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即 （2分） 当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即 （2分） （2分） 根据题意：（1分） 解得（2分）（3）如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数（或油滴带电量之差的最大公约数）为基本电荷。 由于 可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即 所以 或者采用作图的方法： 由于油滴所带电荷Q是基本电荷e的整数倍。即 其中为整数） 以自然数n为横坐标，以电荷量Q为纵坐标，建立坐标系。 找出油滴带电量之差的最大公约数，再将电荷量Q1与这个最大公约数的比值（四舍五入取整）作为，将坐标（）对应的点标在坐标纸上，最后作一条直线，使这些点尽可能落在直线上，则为该直线的斜率。 如图2所示，。 说明方法（3分）写出结果e=1.50×10-19c~1.58×10-19c或（k为自然数）（2分）6．（20分）（1）粒子只在电场作用下直接到达D点 设粒子在电场中运动的时间为， 粒子沿方向做匀速直线运动， 则①（1分） 沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动， 则②（1分） 加速度③（1分） 粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为④（1分） 解①②③④得（2分）（2）粒子在第二次经过x轴时到达D点，其轨迹如图3所示。 设粒子进入磁场的速度大小为，与辐的夹角为， 轨迹半径为R，则 ⑤（1分） ⑥（2分） 粒子第二次经过轴时到达D点的条件为 ⑦（2分） 解①②③⑤⑥⑦得 （2分）（3）粒子在从电场进入磁场时到达D点，其轨迹如图4所示。 根据运动对称性可知 粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为 ⑧ 其中为非负整数。 解①②③⑤⑥⑧得7．（16分）解：（1）（4分）物块在水平高台上做匀速直线运动，设加速度为a1，由牛顿第二定律 …………2分 …………2分（2）（8分）设物块运动2s的位移、2s的速度 …………2分 …………2分撤去水平拉力后物块加速度为，物块离开桌面上时速度为 …………2分 …………1分 …………1分（3）（4分）物块离开桌面后做平抛运动，设落地点物块距高台边缘水平距离为L …………1分 …………1分 …………1分 …………1分8．（18分）解：（1）（5分）设两个正点电荷在电场中C点的场强分别为和，在C点的合场强为 …………1分 …………1分 …………1分 …………2分（2）（5分）带电物块从C点运动到D点的过程中，先加速后减速。AB连线上对称点，电场力对带电物块做功为零。设物块受到的阻力为由动能定理 …………3分 …………2分（3）（8分）设带电物块从C到O点电场力做功为，电动能定理 …………2分 …………2分设带电物块在电场中运动的总路程为S，由动能定理 …………2分 …………2分9．（20分）解：（1）（5分）设绝缘体与金属棒碰前的速率为v1，绝缘棒在导轨由最低点向上滑动的过程中，由动能定理 …………3分 …………2分（2）（9分）设碰后安培力对金属棒做功为，由功能关系，安培力做的功等于回路中产生的总电热 …………3分设金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E，回路中感应电流为I，安培力为 …………1分 …………1分= …………1分设两棒碰后瞬时金属棒的加速度为a，由牛顿第二定律 …………2分 …………1分（3）（6分）设金属棒在导轨上运动时间为t，在此运动过程中，安培力的冲时为，沿导轨方向运用动量定理 …………2分 …………1分由闭合电路欧姆定律 …………1分由法拉第电磁感应定律 …………1分得 …………1分10．（16分）解：（1）（5分）设子弹射入木块与木块获得的共同速度为v，子弹射入木块前后系统动量定恒 …………3分 …………2分（2）（5分）设木块上升最大高度为h，子弹与木块在光滑孤形轨道BC上运动，到达最高点的过程机械能定恒 …………3分 …………2分（3）（6分）木块返回B点进入水平轨道作匀减速运动最终静止，摩擦力的冲量为I，由牛顿第二定律、匀变速运动规律得 …………2分 …………1分