2026年高考物理三轮冲刺：计算题 必刷练习题汇编（含答案解析）

(3题一组共11组)气闸舱气闸舱2.如图所示，原长L=0.5m的弹性轻绳一端固定在0点，另一端连接质量3.在高能物理的稳态磁约束聚变研究中，常用环状磁场所示，圆心均为0点的内圆半径为R、外圆半径为2R的圆环形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，内圆半径上的M点有一粒子源，可沿平行纸面的各个方向发射速度大小不同、质量均为m、电荷量均为+q(q>0)的同种粒子，M,点到圆心的距离为kR(0≤k≤1),粒子源发射出的各种(3)当k=0.5时，若粒子都不会从外圆射出去，求此时速度的最大值V₂;若有部分粒子可从4.某位老师想测量自家新买的国产电动汽车的最大加速度。他在一段空气柱后，将玻璃管沿车行驶方向且封闭端朝向车头水平固定。再用少量红墨水，装置示意图如图所示。已知管内水银柱长h=10cm,大气压强Po=76cmHg,汽车静止时封擦的影响和水银柱的长度变化，重力加速度g取10m/s²,求：若P为水银密度，h的单位为cm,则p等于hcmHg)5.如图所示为简化的射钉枪工作原理图，轻杆的一端固定质量为M的重锤，另一端可绕转轴O自由转动，轻质弹簧一端连接到杆上A点，另一端固定在枪把上。水平枪筒中放置有质量为m的射钉，射钉左此时重锤撞击火药，引起爆炸，爆炸使射钉获得较高速度后射出，水平射入固爆炸后重锤速度为零，轻杆长为L,OA距离为杆长的,弹簧初始状态伸长量为xo,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系满足。爆炸过程火药释放的化学能全部转化为系统动能，忽略火药的质量和爆炸过程产生气体的质量。忽略转轴处0求射钉最终打入厚木板的深度。(假设射钉最终未完全进入木板)6.如图所示，平行光滑的金属导轨由圆道(长度可忽略)平滑相连，其中四分之一光滑圆弧导轨a、b半径为r,光滑水平导轨b、c右端与光滑足够长，水平b、d部分处于竖直向上大小为B的匀强磁场中，将质量均为m的金属棒P和N分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。P、N棒电阻均为R,导轨电阻不计。N棒静止，让P棒从距水平轨道高为r的地方由静止释放，已知,r=0.2m,m=0.78kg,L=0.1m,7.某密封茶叶筒结构简图如下图，茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成，筒身上端外侧固定有厚度可不计忽略过程中温度和大气压强的变化，筒盖的重力不计，取大气压强Po=1.0×10⁵Pa。(2)在第一问基础上，将筒盖缓慢拔开，当筒盖和筒身刚好未分离时，人手松开，在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下，筒盖可以保持静止，求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。运动至最低点时与质量m=10kg的木楔发生正碰，撞击时间t=5ms,撞木每次撞击结束后速度大小为撞静止释放撞木，进行下一次撞击，如此反复。木楔被撞后扎入胚饼里运动，同过程中所受的阻力与它的位移关系如图丙所示。已知重力加速度g=10m/s²,(sin37=0.6,cos37=0.8),丙乙丙9.为控制不同工件落入轨道的角度，设计了如图甲所示的装置，CD是固定水平平台OAK右端的竖直虚线，CD左侧所在空间存在水平向右的匀强电场，CD右侧不存在电场。长为2xo的AK段涂有特殊粗糙材料。倾角为θ的斜面KN连接平台和水平面NQ。在Q处有一足够高的固定竖直挡板，且NQ=0.6m弹性物块G和工件T质量分别为m和km(k为常数且0<k<3),物块G所带电荷量为q(q>0),工件T不带电初始时，工件T静止在K点，物块G在0点由静止开始被电场加速，并沿着OA运动，物块G和平台间的动摩擦因数μ随它与0点距离x变化的图像如图乙。物块G到达K点时与工件T发生弹性碰撞，碰后工件T做平抛运动，K距离斜面底端DN高度为H=1.8m、tanθ=1.5,工件T第一次与轨道KNQ或挡板碰撞时速度方向与水平方向夹角设为β,左侧电场的电场强度大小为,重力加速度g大小取10m/s²,物块G和工件T均视为质点，求：甲乙(1)与工件T碰前，物块G速度最大时的位置与O点间的距离d; 能不断产生初速度不计、质量为m,电荷量为9的带正电的粒子。调节栅极板电压UAc=U₀,粒子被电场加速后进入磁场，在D点第一次离开磁场。忽略栅极板电场的边缘效应以及粒子在栅极板间使所有粒子均能沿x轴负方向从点(-2L,-4L)处射出该磁场，求该磁场区域的最小面积S。点的轴以角速度w匀速顺时针转动，对液面进行扫描探测。初始时光源发出的激光垂直向上射到液面0点。当光源转动扫描时，液面上的接收器检测到一个光点移动，且光点运动到某点P后突然消失(光点14.如图(a)所示，一科研小组计划研究某小型无人机的发射性能，将质量为m=2kg的小型无人机装载到质量为4m的母机上，系统在竖直向上的恒定升力F作用下，从地面静止起飞，经时间T=4s后系统所示的水平风力F(以系统静止起飞时为计时起点),k为常量，忽略空气阻力和系统质量的变化，重力加速度g=10m/s²,求：第10页共48页15.如题图所示，一倾角θ=37°的光滑固定斜面上放有U形导体两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF;EF长度L=1.0m。初始时CD与EF相距d=1.2m,磁场区域。当EF边离开磁场的瞬间，金属杆CD正好进入磁场，并做匀速直线运动；金属杆离开磁场瞬间，导体框恰好运动到斜面底端并被锁定，金属杆运动到斜面底端时也立刻被锁定。已知框之间始终接触良好，框的EF边与杆CD始终与斜面底边平行，金属杆接入电路的电阻为R=2Ω,导体框的电阻忽略不计，磁场的磁感应强度大小B=1.0T,重力加速度大小gg=10m/s²,sin37°=0.6。第11页共48页16.如图甲所示，某市在大运河拐弯公园的人工湖底某位置水平安装了一半径为R的平面圆形灯，恰如17.如图所示，快递公司分拣邮件使用倾角θ=37的传送带，将每个质量m=2kg的邮件从地面运送到高h=6m的出发平台。传送带以v=2m/s的速度顺时针匀速转动。已知各邮件与传送带间的动摩擦因数相同μ=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，8取10m/s²,sin37=0.6,cos37=0.8。求：(3)在机械手放置第一个邮件开始计时的1分钟内，电动机因运送邮件需多做的功。与导轨垂直且接触良好的导体棒a、b,质量均为m,电阻均为R。现对a施加水平向右的恒力，使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度为g。乙(1)求导体棒b刚要滑动时，导体棒a的最大速度Vm;(2)定性画出导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像；(3)求导体棒a发生位移x的过程中，回路中产生的总焦耳热Q;并在a达到最大速度vm时，给b水平向右的瞬时速度vo(vo<Vm),求此后b的最终速度Vb。19.如图长直玻璃棒，激光由其左端面的中心点入射，已知真空中的光速为c、(1)若入射角α=60°,玻璃棒的折射率n=√3,求激光的折射角及其在玻璃中的光速；20.用夯锤打桩钉的示意图如图所示，夯锤静止在桩钉上，电动机带动两个摩擦轮匀速转动、将夯锤提起；当夯锤与摩擦轮边缘速度相等时，两个摩擦轮左右移动松开；夯锤仅在重顶部，撞击桩钉。两摩擦轮角速度均为w=4rad/s,半径均为R=0.5m,对轮对锤摩擦力与正压力的比值为k=0.5,夯锤的质量m=50kg,桩钉从图示位置下移x过程中阻力与x关系：f=100+1000x(x单位为m,f单位为N),整个过程夯锤对桩钉做的总功大小为其击打桩钉前瞬间动能的80%,忽略桩钉重力和空气阻力。重力加速度g=10m/s²,求：(1)夯锤上升速度为零时与桩钉顶端的距离H;(2)夯锤上升过程中，摩擦轮与夯锤因摩擦产生的热量Q;(3)夯锤打击桩钉一次，桩钉能下移的最大距离d。21.如图甲，在xOy平面内平行y轴的虚线MN左侧有一圆形区域，该区域与x轴和MN分别相切于P点和Q点，其内存在匀强磁场I,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外。MN和y轴间y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场。从P点先后发射出两个相同的带正电的粒子，初速度大小均为V₀,粒子1的速度方向沿着y轴正方向，粒子2速度方向与x轴负方向夹角30°。粒子1在磁场I中偏转后从Q点沿x轴正方向进入电场，并从坐标原点O离开电场，粒子1到0点时，粒子2刚进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q,匀强电场的电场强度,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。乙(1)求圆形匀强磁场区域的半径；(2)求两个粒子从P点先后发射的时间差；粒子2第一次到达y轴时与粒子1的距离。22.如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波在xOy平面内传播，实线圆、虚线圆分别表示t=0时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，图乙为图甲中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，且正方向为竖直向上，求：23.工厂的传送装置如图甲所示，传送带的速度为v=5.0m/s,长度l=4.0m。一质量为m=1.0kg的工件从台上固定了一个质量为M=4.0kg的阻挡块，以工件与阻挡块接触为计时起点，两者的相互作用力大小随时间变化的关系可近似用图乙表示。定义两个物体间碰撞后系数e,即,该物理量的大小只与两个物体的材料有关，重力加速度取g=10m/s²,求：F/N24.如图所示，倾斜平行光滑金属导轨轨道间距L=1m,与水平面成θ=37°,下端连接水平光滑金属导轨，连接处导通。倾斜导轨、水平导轨处均有垂直轨道向上的B=2T的匀强磁场。定滑轮距水平导轨中点正上方h=10m,距导轨连接处水平距离d₀=17m,不可伸长绝缘轻绳连接cd棒中心。两相同金属棒生弹性碰撞。碰撞前瞬间释放金属棒cd,碰后金属棒ab位置的加速度沿导轨向右做匀加速直线运动。已知sin37°=0.6,重力加速度g=10m/s²,导轨电阻不计，忽(2)金属棒ab释放后经过t₁=4s,25.超声波在医疗及生产领域的应用很广泛，将超声波传播简化为如题图甲所示，超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。如图乙所示为t=0时刻A质点右侧介质1中的部乙26.如图甲所示，两组平行金属导轨在同一水平面固定，间距分别为d,连接电阻Ri,边长为d的正方在距磁场左边界d处，一长为d的均匀导体棒在外力作用下，以恒定速度v₀向右运动，直至通过磁场，棒运动至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为R,R1的阻值为2R,其他电阻不计，棒与导乙27.如图甲所示为某机场行李物品传送装置实物图，图乙为该装置直线段部分简化图，由传送带及固定货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放，在距左端L=8m处货物被取走，货物运动时的剖面图如图丙所示。已知传送带匀速运行且速度v=1m/s,货物质量m=10kg,其底部与传送带上表面A间的动摩擦因数为从=0.4,其侧面与挡板C间动摩擦因数为μ₂=0.2(重力加速度g=10m/s²,甲e乙丙(2)货物在传送带上滑动时的加速度大小；(3)若传送带速度在0.5m/s至2m/s范围内可调，要求取走该货物时因传送货物而多消耗的电能不能超过122J,则传送带速度不超过多少。30.如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ,P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场功W与场强E的关系。第21页共48页31.一列简谐横波沿x轴正向传播，在t=0和t=25s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0到25s内运动的路程为8.5cm。求：32.如图所示，光滑的轻质定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量m=1kg、时金属杆置于导轨下端QF处，将重物和金属杆由静止释放，金属杆向上运动到A点(图中未画出)过程中，通过电阻R的电荷量q=4C,此时重物已经匀速下降，速度v=6m/s。已知运动过程中金属杆始终(2)金属杆从释放到运动到A点的过程中上升的高度h及该过程金属杆中感应强度B随时间t变化的关系式。33.增程款电动汽车常配备轴向磁通永磁发电机，利用燃油提供的动力进行发电给电池充电，从而达到长续航目的。如图1轴向磁通永磁发电机结构原理图，可简化为如图2,8个彼此绝缘相互靠近的相同扇形线圈均匀分布组成定子固定不动，两侧的永磁体盘组成转子并随转轴一起转动。转子产生的磁场如图所示，磁感应强度大小均为B,定子上线圈内外半径分别为R、2R,每个线圈的电阻为r,线圈匝数为n,上转子上转子磁极定子盘定子绕组下转子磁极(1)若转子盘受到外力作用以角速度w逆时针匀速转动(即线圈相对磁场顺时针运动),求线圈中的感应②得21p₁+0.2×10⁵×7=0.8×10⁵×(21【详解】(1)从释放A开始到到达O′处，设00'的距离为h,对A由机械能守恒定律有(3)碰后A、B的重力4mg=4×0.8×10N=32NN=4mg-kx根据几何关系有0.4²+s²=x²【详解】(1)由牛顿第二定律有当k=0时，从圆心O点沿半径方向向外发射粒子如图所示。由几何关系有²+R²=(2R-r)²故当入射方向与环的半径夹角为θ时，那么进入磁场再进入内圆再进入磁场时的夹角都为θ,又v=wr(3)因阻力满足f=ah对N有2BLIt=mv-0(3)由f-x图像得阻力f=600+1000x②【详解】(1)xo=0.2m,由乙图得μ=2x-0.4解得v₀=2m/s解得工件T被碰后的速度大小(3)若平抛后T恰好落在N点，则竖直方向(ii)T落在水平面上，则【详解】(1)如图所根据题意可知B点与00'的距离为,OB=R,所直入射，光路不变；因为OB=00′=R,所以根据几何关系可知θ₂=30(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，第一次射出介质的点为D,且所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图③(3)降落伞展开后，下落高度h=vt'【详解】(1)由动能定理得由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径(2)设圆周运动半径为R,由又由几何关系可知，打到D点半径则粒子速度偏转角均为90°,轨迹为1/4圆弧；轨迹如图所示第11页共48页点的线速度(转动速度)为对整体(总质量5m)由牛顿第二定律F-5mg=5ma₁解得F=5m(g+a)=10×(10+(3)水平方向0~T内Fx=0,水平位移为0;(2)对导体框：因为EF进入磁场匀速，所受合力等于0,感应电流(3)设磁场的宽度为x,EF在磁场中运动的时间为t,隔7s放一个，则传送带上最多输送2个邮件。(3)电动机多输出的能量转化为邮件的重力势能、动能和摩擦产生热量，有解得W=188J1分钟内8个邮件完成全程，多输出的能量W₈=8W=1504J③【详解】(1)导体棒b刚要滑动时，对导体棒b有(2)导体棒b未滑动前，所受摩擦力为静摩擦力，大小等于安培力，随着导体棒a速度增大，回路中感应电流变大，导体棒a所受速运动，电流变化率逐渐变小，则导体棒b摩擦力随时间的变化率逐渐变小，导体棒b滑动后，摩擦力为滑动摩擦力且恒定不变，当导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像如图(3)当导体棒a的速度最大时，导体棒a加速度为0,对a有F=μmg+BILb获得最终速度时，导体棒a、b加速度均为0,对整体有F=2μmg代入已知条件α=60,n=√3(2)设折射角为β,光线射到玻璃棒侧壁时的入射角为θ,由几何关系得：θ=90-β 又v=at(3)夯锤击打桩钉前动能Ek=mgH得粒子1在电场中从Q到0运动的时间为t₂,竖直方向上的位移y=R粒子2在磁场中从P点运动到S点，转过角度为150°,所用时间(3)粒子1从0点进入时竖直方向的速度为V,,有V,=at₂=v₀【详解】(1)由图甲可知波峰到波谷的距离为2m,故波的波长为λ=4m图乙为质点A的振动图像，则T=4s(2)图乙为图甲中质点A的振动图像，t=0时刻位移为最大值，假设质点A开始振动的方向向z轴正方向，从虚线处传播至实线处所用时间为,质点A振动至最大位移所需时间为,则机械波从虚线处传播到质点A振动至最大位移的时间为·,此时t=0时刻平面内只有一圈波谷，符合题意。若质点A开始振动的方向向z轴负方向，机械波从虚点A振动至最大位移的时间为,t=0时刻平面内有两圈波谷，不合题意。可知质点A开始振动的方向向z轴正方向，则机械波恰好传至B处所需时间(3)0处的波源距离C质点为xoc=√6²+8²m=10m可得C质点的振动时间为10s-5s=5s可得t=0到t=10秒时间内C质点通过的路程s=4A+A=5cm【详解】(1)由题图可知工件初速度vo=2.0m/s,传送带速度v=5.0m/s,动摩擦因数工件随后做匀速运动，位移x₂=l-x=0.5m(2)工件到达右端时速度V1o=v=5.0m/s取向右为正方向，对工件应用动量定理-