2026年2026年高考物理三轮冲刺：计算题 刷题练习题汇编（含答案解析）新版

高中物理教案适用年级：高中物理教材：学年：

1.如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在第二象限存在与y轴平行且方向向上的匀强电场。一带负电粒子从x轴上的A点以速度o沿与x轴成θ=60°角的方向射入匀强磁场，恰好垂直于y轴从D点(图中未画出)进入匀强电场，最终从x轴上的C点离开电场。已知OA=d,OC=2d,粒子重力不计，求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R和运动时间t;(2)电场强度的大小E。2.近年来电动汽车越来越普及，有的电动汽车动力来源于直流电机。直流电机工作原理可简化如下图所示：在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，两光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L,两轨间接一电动势恒为E、内阻恒为r的直流电源。质量为m的导体棒ab垂直导轨静置于导轨上，接入电路部分的有效电阻为R,电路其余部分电阻不绳与水平面平行且始终处于伸直状态。已知物块与水平面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,闭合开关S,物块即刻开始加速。(1)求S刚闭合瞬间物块加速度的大小，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力：(2)求当导体棒向右运动的速度为v时，流经导体棒的电流；(3)求物块运动中最大速度的大小。3.如图，在边长为L的正方体区域的右侧面，以中心O为原点建立直角坐标系xOy,x轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场和磁感应强度大小为B的匀强磁场，若电量为q、质量为m的正离子以某一速度正对0点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。(1)若正离子从右侧面坐标为(x,y₀)的P点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量：(2)若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度的正离子能否从右侧面射出。若能，求出射点坐标：若不能，请说明理由。4.如图，在竖直平面的矩形区域abcd内有竖直向上的匀强电场。一带电小球从竖直边ab上的P点以某一速度射入该区域，小球沿Pc做匀速直线运动。若在该区域内再加入垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电小球仍以相同的速度从P点射入该区域，则小球最终从cd边的某点k(图中未标出)垂直cd离开该区域。已知：小球质量为m,带电量为q,ad长为L,ap长为,pb长为,磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,小球在磁场中的运动时间小于求：(1)匀强电场的场强大小；(2)带电小球的入射速度大小；(3)k、p两点之间的电势差。(2)为使离子能够到达GG₁面，环形区域内磁场的取值范围。二、动量及其守恒定律6.如图甲所示，粗糙水平面CD与光滑斜面DE平滑连接于D处；可视为质点的物块A、B紧靠一起静置于P点，某时刻A、B在足够大的内力作用下突然分离，此后A向左运动，已知：斜面的高度H=1.2m;A、B质量分别为1kg和0.8kg,且它们与CD段的动摩擦因数相同；A向左运动的速度平方与位移大小关系如图乙；重力加速度g取10m/s².(1)求A、B与CD段的动摩擦因数μ:(2)求A、B分离时B的速度大小vg;(3)要使B能追上A,试讨论P、D两点间距x的取值范围，7.如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=IT,在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L=1m,电阻可忽略不计。质量均为m=1kg,电阻均为R=10Q的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好，先将PQ暂时锁定，金属棒MN在垂直于棒的拉力F作用下，由静止开始以加速度a=0.1m/s²向右做匀加速直线运动，2s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大(2)求棒MN的最大速度v:(结果保留两位小数)(3)当棒MN达到最大速度v.时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F,则撤去拉力F后两金属棒之间距离增加量△r的最大值是多少?(结果保留两位小数)险，设计师设计了如图所示的减速装置。浮于河面的B板紧靠缓冲装置A板，B的左侧放C的质量为M=12kg,A、B的长度均为L=3m,人与A、B间的动摩擦因数均为μ=0.5,A与地面间的动摩擦因数从₂=0.3。B在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被锁定，不计水流速度，选手和物体C均可看作质点，g=10m/s²,则：(1)为了防止A滑动而出现意外，选手及装备的质量最大不超过多少?(2)若选手及装备的质量为60kg,从h=3.3m的高台由静止开始滑下，经过A后与C发生碰撞后一起运动，碰撞时间极短可忽略，求在此碰撞过程中系统损失的机械能?(3)在第(2)问前提下，人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，要使选手能够到三、曲线运动地板上，轨道的底端A与水平地板平滑相接，两轨道交接处的缝隙很小，可以忽略不计，质量M=1kg的物块a在F=2N的水平恒力作用下从光滑水平地板上的某处由静止开始运动，经过一段时间后撤去水平恒力Fo之后，物块a与物块b发生碰撞(时间极短)。碰撞后，物块a刚好能到达第一圆弧轨道上的B点，该点和O₁点的连线与竖直方向的夹角能从斜面的顶点D无碰撞地进入斜面，并沿斜面下滑到斜面的最低点E。(重力加速度g取10m/s²,√5=2.236)求：(1)C、D两点间的水平距离1及斜面的顶端D距离水平地板的高度h。(2)物块a受水平恒力Fo作用的时间r及a与b碰撞时损失的机械能。(结果保留小数点后两位)篮圈，球心下降到篮圈所在平面时，球未与篮圈接触。已知篮球出手时球心离地的高度h,=2.25m、与篮板的水平距离L=1.17m,篮圈离地的高度h₂=3沿线离篮圈的高度h=0.45m,篮圈的直径d,=0.45m,篮板与篮圈的最小距离L₂=0.15m;若篮球的直径d₂=0.24m、质量m=0.5kg,不考虑空气作用力和篮球的转动。重力加速度g取10m/s²,求：(1)篮球击中篮板时的速度大小；(2)篮球打板损失机械能的最小值。11.下图是一种矿井直线电机提升系统的原理图，在同一竖直平面的左右两边条形区域内，有垂直平面向里和向外交替的匀强磁场，每块磁场区域的高度均为L、磁感应强度大小均为B.梯箱左右两边通过绝缘支架均固定有边长为L、匝数为n、总电阻为R的正方形导线框，线框平面与磁场垂直，上下两边水平。导线框、支架以及梯箱等的总质量为M。电机起动后两边磁场均以速度v沿竖直轨道向上匀速运动。忽略一切阻力，梯箱正常运行时防坠落装置与轨道间没有相互作用。求：(1)电机从图示位置启动，此时导线框ABCD;①相对磁场的运动方向；②哪条边会产生感应电动势；③感应电流的方向：(2)电机刚启动瞬间导线框ABCD所受安培力的大小；(3)当梯箱以的速度向上运动时的加速度大小。12.如图所示，空间分布着水平方向的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m,竖直方向足够长，磁感应强度B=0.5T。单匝正方形线框PQMN边长L=0.4m,质量m=0.2kg,电阻(1)PQ边刚进磁场时感应电流I的大小和方向；(2)PQ边刚进入磁场时的速度大小；(3)线框从“T”位置到“II”位置过程中，恒力F五、牛顿运动定律13.如图是某自动分装流水线示意图，下方水平传送带A以速度v=1.0m/s匀速向右运动，传送带上间隔均匀放置着包装盒，包装盒与其相对静止。机器人每隔相等时间在上方水平传送带B上无初速放置一个工件，每个工件来到传送带右端时已与其共速，此时工件正下方正好有一个包装盒，工件水平抛出后恰好落入正下方的包装盒中，且每当前一个工件落入包装盒时，下一个工件即将抛出。工件与包装盒间的高度差h=0.45m,每个工件质量m=0.5kg,工件与传送带B间的动摩擦系数μ=0.5,取g=10m/s²,不计空气阻力，求：(1)工件从抛出到落入包装盒所需的时间t,相邻两个包装盒间的间距x/;(2)若传送带B与传送轮间不打滑，每输送一个工件上方传送装置至少要提供多少能量?14.如图所示，在倾角θ=30°的足够长的斜面上放置一个凹槽，槽与斜面间的动摩擦因数,槽两端侧壁A、B间的距离d=0.10m。将一质量与槽相等、表面光滑的小物块(可视为质点)放在槽内上端靠侧壁B处，现同时由静止释放物块与槽。已知物块与槽的侧壁发生的碰撞为弹性碰撞，槽与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度(1)物块运动后瞬间，物块与槽各自的加速度大小a、a2;(2)物块与槽的侧壁发生第1次碰撞后的瞬间，物块和槽的速度大小v、v₂';(3)从物块开始运动至与槽的侧壁发生第2次碰撞所需的时间t.15.如图所示，有一质量为M=2.0kg的滑块静放在光滑的水平地面上，滑块上表面AB部水平面到地面的高度h=0.20m。现有质量m=1.0kg的小球，从某一高处以v₀=3.0m/s的初速度水平抛出，小球恰能从A点沿切线进入滑块圆弧曲面，重力加速度g取10m/s²,(1)小球抛出时距离滑块上表面A端的高度H应为多少?(2)当小球滑至圆弧底端B时，滑块的速度大小为多少?(3)若滑块左侧有段足够长的粗糙地面，小球刚离开滑块时，滑块恰好到达该段粗糙地面的边界线，滑块与粗糙地面间的动摩擦因数为μ,问当小球落地时，滑块在粗糙地面滑行的距离是多少?(结果可用含μ的表达式表示)16.如图甲，当t=0时，带电量q=+1.0×10²C、质量m=0.1kg的滑块以v₀=6m/s的速度滑上质量m=0.05kg的绝缘木板，在0~1s内滑块和木板的v-1图像如图乙，当t=1s时，滑块刚好进入宽度d=0.6m的匀强电场区域，电场强度大小为E(0<E<40N/C),方向水平向重力加速度g取10m/s²。(1)求滑块与木板间的动摩擦因数从、木板与地面间的动摩擦因数μ₂;dd乙17.如图是一款弹球投篮游戏示意图，圆形篮筐水平，其边缘固定在竖直篮板上的E点。游戏者控制小球压缩轻弹簧，小球由静止释放向左弹出，到达A点时弹簧恢复原长；小球沿水平轨道进入圆弧轨道BC,从C点沿切线飞戏，小球恰好垂直击中篮板，击中点D在E点正上方。已知小球质量为m;圆弧轨道的半径为R,圆心角∠BOC=53°(sin53°=0.8),C点到篮板的水平距离为12R,C点与篮筐的高度差为7R,篮筐的直径为R,忽略空气阻力和小球体积大小，不计摩擦，重力加速度为g。(1)求游戏者释放小球时弹簧的弹性势能E:(2)求小球经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力；(3)若小球经篮板反弹后能进入篮筐，求碰撞过程小球损失动能的最小值。18.如图，不计电阻的金属导轨AOCD和AOCD'放置在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中.竖直平面AOC与A'OC的距离为L,θ=45°;DCOoCD在绝缘的水平地面上，D与DC靠近但不接触；00C℃为矩形，OC=5L、OD=6L,∠D'CC=45°;金属棒a和b完全相同，长度为L、质量为里、单位长度的电阻为r:a放在水平导轨上，b放在倾斜导轨上，b与导轨的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为8。(1)若固定b,t=0时a从00'以速度v沿导轨向左匀速运动，求通过b的电流I与时间t的(2)若α以某一速度开始向左匀速运动的同时释放b,在α到达CC前，b保持静止，求a19.如图，单人双桨赛艇比赛中，运动员用作分为划水和空中运桨两个阶段，假设划水和空中运桨用时均为0.8s,赛艇(含运动员、双桨)质量为70kg,受到的阻力恒定，划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍，某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为4m/s,运动员紧接着完成1次动作，此过程赛艇前进(2)赛艇的最大速度大小和受到的恒定阻力大小。轴水平。O,处有一粒子源，0₁0连线垂直于竖直平面。MQ间区域有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B,QN间区域有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。粒子源发出速率为v的正电粒子，粒子沿00方向运动，经磁场偏转通过Q平面时，其速度方向与00夹角为30°,再经电场偏转通过N平面上的P点(图中未标出)。忽略粒子间相互(1)粒子的电荷量与质量之比；(3)P点的坐标(x,y)。参考答案【详解】(1)粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动轨迹如图所示。其中O点为带电粒子做匀速圆周运动的轨迹圆的圆心在三角形00A中，由几何关系知粒子在磁场中运动的轨道半径解得由几何关系知，粒子在匀强磁场中运动时转过的圆心角∠DOA=120°则粒子在磁场中的运动时间粒子在磁场中的运动周期解得(2)由几何关系得解得yo=√3d设带电粒子的质量为m,电荷量为q,由牛顿第二定律得设粒子在电场中运动的加速度为a。由运动学公式有2d=D₆L₂,由牛顿第二定律有Eq=m解得E=Bv₀【详解】(1)以导体棒ab和M整体为研究对象，开关S闭合瞬间，它们受安培力和滑动摩擦力F=BIL由牛顿第二定律F.-μMg=(M+m)a联立解得(2)当导体棒向右运动的速度为v时E=BLv解得此时流经导体棒的电流(3)导体棒ab匀速时速度最大，有EE=R+r)【详解】(1)由题可知，整个过程中电场力做功，洛伦兹力不做功，故Eqx,=△E(2)正离子在磁场中做圆周运动，故因为正离子轨道半径大于L,故能从右侧面射出，轨迹如图所示解得出射点坐标为点射出，从k₂点射出，【详解】(1)设电场强度为E,依题意，带电小球在竖直面内沿直线pe做匀速直线运动，说明其所受合外力为零，则有第3页共30页ooaPCb若从k₂点射出，设k₂与p在竖直方向上的距解得x=2.25m综上，要使B能追上A,x应满足2.25m≥x≥0.50m【详解】(1)金属棒MN在2s末时的速度v=at,=0.1×2m/s=0.2m/s所受安培力F如=BI₁L由闭合电路欧姆定律得由牛顿第二定律得F-F₁=ma拉力的功率P=Fv₁解得P=0.04W(2)金属棒MN达到最大速度v时，金属棒MN受力平衡解得.28m/s(3)撤去拉力后，对金属棒PQ、MN组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律可得mv.=2mv通过两棒的电荷量为q=Ir解得解得撤去拉力F后两金属棒之间距离增加量△r的最大值是【详解】(1)B、C整体受到的浮力等于整体的重力，故B若运动受到的阻力为：f=0.1×(M+M₀)g=0.1×(12(2)滑上A时速与C碰前速经过A后与C发生碰撞后一起运动mV₂=(M+m)v(3)人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，根据系统动量定理(M+m)v-(M+m+M₆)v'=f,f=0.1×(解得v'=2.5m/sB运动距离之后一起减速，加速度减速位移所以最大宽度d=x+x₂+L=6.75m【详解】(1)物块b刚好能运动到轨道的最高点C,重力提供向心力，设此时速度为₀,物块b恰能从斜面的顶点D无碰撞地进入斜面，所以此时的速度与斜面平行，将速度分解得物块此时竖直方向与水平方向速度相等，设从C到D点的时间为t。,则有顶端D距离水平地板的高度为h=2R-h=1.35m(2)设碰撞后物块ab的速度分别为v和v,对物块b从A处到C处由机械能守恒得解得v=3√5ms同理对物块a从A处到B处由机械能守恒得设物块a与物块b发生碰撞前的速度为v,由动量守恒得Mv,=Mv+mV解得v,=6m/s水平恒力Fo作用时物块a的加速度为所以物块a受水平恒力Fo作用的时间物块a与物块b发生碰撞前后由能量守恒得损失的机械能为【详解】(1)起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿代入数据得%=2.1m/s(2)反弹后做平抛运动，则反弹速度最大时机械能损失最少，则有L₂+d₁-d₂=vat₂解得vm=1.2m/s11.(1)①导体框相对磁场向下运动，②线框中AB边、CD边会产生感应电动势，③线框中有逆时针(或ADCBA方向的感应电流);(2);(3)【详解】(1)①由于电机起动后两边磁场均以速度v沿竖直轨道向上匀速运动，则导体框③根据楞次定律可知线框中有逆时针(或ADCBA方向的感应电流).(2)电机刚启动瞬间导体框ABCD中感应电动势大小为E=2nBLv则感应电流大小得整个导线框ABCD所受安培力为(3)当梯箱以的速度向上运动此时感应电动势大小为感应电流大小安培力大小F=4nBl₂L根据牛顿第二定律F-Mg=Ma解得12.(1)4A,方向为逆时针：(2)2m/s;(3)1.04J【详解】(1)线框在磁场中匀速运动时，受向左的安培力平衡拉力FF耍=F线框受到的安培力F=BIL解得1=4A(2)根据闭合电路的欧姆定律知切割磁感应线产生的感应电动势E=BLv解得v=2m/s(3)由功能关系有得W,=1.04J则下方相邻包装盒之间的间距为x=vr=0.3m14.(1)a=5m/s²,a₂=0m/s【详解】(1)对物块和槽分别列牛顿第二定律得mgsin30=ma,解得a₁=5m/s²a₂=0m/s²(2)对物块运用运动学公式v²=2ad解得v=√2×5×0.Im/s=1m/s则由弹性碰撞得mV=mv'+mv₂'解得物块与槽的侧壁发生第1次碰撞后的瞬间，物块和槽的速度大小为(3)第一次碰撞后槽匀速运动且v₂'=Im/s,物块匀加速且加速度仍为5m/s²,故有故从物块开始运动至与槽的侧壁发生第2次碰撞所需的时间r为t=t+t₂=0.6s【详解】(1)小球做平抛运动，恰能沿切线进入滑块圆弧曲面，由平抛运动规律得联立解得H=0.8m另解：进入圆弧面时速度关系由动能定理联立解得H=0.8m(2)设小球从滑块右侧离开时，小球的速度为v,滑块的速度为V₂。以小球和滑块为研究对象，小球在滑块圆弧曲