2021新高考物理高考必考题型最新模拟好题汇编(含答案)：计算题(三套)

高考题型必考题型专项训练：计算题

组合练1

1.(2020浙江临海高三模拟)如图所示,有一长为0.6 m、质量为0.5 kg、两端开口的圆筒,圆筒的中点处有一质量为0.1 kg的活塞,活塞与圆筒内壁紧密接触。将圆筒竖直静放于地面上方某一高度,发现活塞无滑动,然后将圆筒静止释放,经过0.3 s圆筒与地面接触,圆筒与地面相碰后速度瞬间减为0,且不会倾倒,最终活塞刚好落地。不计空气阻力,求:

(1)圆筒释放前,活塞受到的摩擦力大小和方向;

(2)圆筒落地后,活塞下滑过程中的加速度大小和摩擦力大小。

2.(2020山东高三一模)

如图所示,气缸内A、B两部分气体由竖直放置、横截面积为S的绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触且不漏气。初始时两侧气体的温度相同,压强均为p,体积之比为V A∶V B=1∶2。现将气缸从如图位置缓慢转动,转动过程中A、B两部分气体温度均不变,直到活塞成水平放置,此时,A、B两部分气体体积相同。之后保持A部分气体温度不变,加热B部分气体使其温度缓慢升高,稳定后,A、B两部分气体体积之比仍然为V A∶V B=1∶2。已知重力加速度为g。求:

(1)活塞的质量;

(2)B部分气体加热后的温度与开始时的温度的比值。

3.(2020山东高三模拟)

核聚变是能源的圣杯,但需要在极高温度下才能实现,最大难题是没有任何容器能够承受如此高温。

托卡马克采用磁约束的方式,把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内巧妙实现核聚变。相当

于给反应物制作一个无形的容器。2018年11月12日我国宣布“东方超环”(我国设计的全世界唯一

一个全超导托卡马克)首次实现一亿度运行,令世界震惊,使我国成为可控核聚变研究的领军者。

(1)2018年11月16日,国际计量大会利用玻尔兹曼常量将热力学温度重新定义。玻尔兹曼常量k可

以将微观粒子的平均动能与温度定量联系起来,其关系式为E k=3

kT,其中k=1.380 649×10-23 J/K。请

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你估算温度为一亿度时微观粒子的平均动能(保留一位有效数字)。

(2)假设质量为m、电荷量为q的微观粒子,在温度为T0时垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,求粒子运动的轨道半径。

(3)东方超环的磁约束原理可简化如图。在两个同心圆环之间有很强的匀强磁场,两圆半径分别为r1、r2,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域内的带电粒子只要速度不是很大都不会穿出磁场的外边缘,

而被约束在该区域内。已知带电粒子质量为m、电荷量为q、速度为v,速度方向如图所示。要使粒

子不从大圆中射出,求环中磁场的磁感应强度最小值。

4.(2020山东高三二模)

圆弧ABC位于竖直平面内,圆弧与光滑水平平台相切于C点且固

如图所示,一个半径足够大的光滑1

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定在平台上,另一个半径为R的半圆弧位于竖直平面内,其圆心恰为平台的右端点O,质量为m的小物块甲放在O点,质量为3m的小物块乙从圆弧ABC上的某点由静止开始下滑,物块乙滑到平台右端和

物块甲相碰,碰后甲做平抛运动,落到半圆弧上后不再弹起。两物块均可视为质点:

(1)若甲的落点与O点的连线与水平方向的夹角为α,求甲碰后瞬间的速度大小;

(2)若甲落到半圆弧上某点的动能最小,求此时对应的甲碰后瞬间的速度大小;

(3)求满足第(2)问条件时,物块乙开始下滑时距平台高度的范围。

组合练2

1.(2020河南高三模拟)

第32届夏季奥林匹克运动会即东京奥运会游泳比赛,中国选手有50人次获得参赛资格。如图所示,游泳池里注满了水,水深h=√7 m,在池底有一点光源S,它到池边的水平距离为3.0 m,从点光源S射向池边的光线SP与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角。一裁判员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为3.0 m;当他看到正前下方的点光源S时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求:

(1)水的折射率;

(2)裁判员的眼睛到池边的水平距离。(结果保留根式)

2.(2020山东高三二模)如图所示,两条相距为L的光滑平行金属导轨所在的平面与水平面之间的夹角为θ,两导轨上端接一阻值为R的电阻,一根金属棒与两导轨垂直放置,在外力作用下处于导轨上的ab 位置保持不动;在ab上方、两导轨与电阻所包围的平面内有一半径为r的圆形区域Ⅰ,区域Ⅰ内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B1及随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为已知常量;在ab下方还有一方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场区域Ⅱ,区域Ⅱ的上边界MN与导轨垂直。从t=0时刻开始撤去外力,金属棒由静止开始运动,在t0时刻恰好到达MN处并开始沿导轨向下做匀速运动,金属棒在运动过程中始终与两导轨相互垂直且接触良好,不计金属棒与导轨的电阻,重力加速度为g。求:

(1)在0~t0时间内流过电阻的电荷量;

(2)金属棒越过MN之后,穿过闭合回路的磁通量Φt随时间t的变化关系;

(3)金属棒的质量。