【模型与方法】2025届高考物理二轮复习热点题型归类题型必刷练2“3实验+4计算”（原卷版）

题型必刷练2“3实验+4计算”某实验小组的甲、乙、丙三位同学利用如图所示的（a）、（b）、（c）三个实验装置，分别进行“探究平抛运动的特点”实验。（1）甲同学采用如图（a）所示装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，甲同学只听到一次球落地发出的撞击声，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍然只听到一次球落地声音，这说明A球；（2）乙同学利用手机的频闪拍照功能，得到如图（b）所示的小球做平抛运动频闪照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长L＝2.5cm，重力加速度g＝10m/s2，则手机拍照曝光时间间隔为s，小球经过c点时的速度大小vc＝m/s（41=6.40（3）丙同学采用如图（c）所示实验装置进行实验。下列器材问题或操作方式会对实验结果带来影响的是。（选填选项代号）A．槽与小球间有摩擦B．槽末端切线不水平C．小球每次自由滚下的初始位置不同D．实验时小球在释放瞬间有初速度由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至50℃时，系统开始自动报警。所用器材有：直流电源E（36V，内阻不计）；电流表（量程250mA，内阻约0.1Ω）；电压表（量程50V，内阻约1MΩ）；热敏电阻RT；报警器（内阻很小，流过的电流超过10mA时就会报警，超过30mA时就会损伤）；滑动变阻器R1（最大阻值4000Ω）；电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）；单刀单掷开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干。（1）用图（a）所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27℃时，电压表读数为30.0V，电流表读数为15.0mA；当温度为50℃时，调节R1，使电压表读数仍为30.0V，电流表指针位置如图（b）所示。温度为50℃时，热敏电阻的阻值为Ω。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微（填“偏大”或“偏小”）。（2）某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图（c）所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为（填器件名称）。正确连接后，先使用电阻箱R2进行调试，其阻值设置为Ω，滑动变阻器R1阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器R1连入电路的阻值为Ω。调试完毕后，再利用单刀双掷开关S2的选择性开关功能，把热敏电阻RT接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。（1）判断感应电流的方向时（选填“需要”或“不需要）确定线圈的绕法，为了弄清楚灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，可以用多用电表的（选填“电压挡”、“电流挡”或“欧姆挡”）进行检测。（2）强磁铁快速插入线圈后保持静止，此过程中灵敏电流计指针的偏转情况可能是。A.一直在“0”刻度位置B.从“0“刻度开始向右偏转到最大并维持此角度不变C.从“0”刻度开始向右偏转再向左偏转并越过“0”最后右偏回到“0”位置如图所示，一端开口的绝热试管竖直放置，开口朝上，试管总长l＝75.0cm，横截面积S＝10.0cm2试管内用水银封闭一段理想气体，气柱高度与水银柱高度均为h＝25.0cm，试管下侧内部有一电阻丝，电阻丝的体积可忽略。该理想气体初始温度T1＝300K，处于状态A。现通过电阻丝对封闭的气体缓慢加热，使水银上液面恰好到达玻璃管开口处，气体处于状态B。继续对封闭气体缓慢加热，直至水银恰好即将全部流出，气体达到状态C。已知大气压强p0＝75.0cmHg约为105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，求：（1）气体处于状态B时的温度T2；（2）气体从状态B到状态C，其分子平均动能（选填“增大”、“减小”或“不变”），试管内壁单位面积受到的压力（选填“增大”、“减小”或“不变”）；（3）已知气体从状态A到状态C，内能增加ΔU＝78J，求整个过程电阻丝放出的热量Q。

如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车，小车的左侧靠在竖直墙壁上，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB的最低点B与水平轨道BD平滑相接，车的右端固定有一个轻质弹簧，水平轨道BC段粗糙，CD段光滑。现有一可视为质点的质量为m物块从A点正上方h＝R处无初速度下落，恰好落入小车沿圆轨道滑动，然后沿水平轨道滑行，与弹簧相接触并压缩弹簧，最后又返回到B相对于车静止。已知M＝3m，物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求（1）物块下落后由A滑至B处时，对轨道的压力大小；（2）水平轨道BC段的长度；（3）压缩弹簧过程中，弹簧所具有的最大弹性势能。

如图甲所示，两根完全相同的金属导轨平行放置，宽L＝3m，其中倾斜部分abcd光滑且与水平方向夹角为θ＝30°，匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强B＝0.5T，轨道顶端ac接有电阻R＝1.5Ω。导轨水平部分粗糙，动摩擦因数为μ＝0.05且只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B＝0.5T，其中磁场左边界zk长为1m，边界ke、zf与水平导轨间夹角均为α＝45°且长度相等，磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好，在斜面上由静止释放，释放点距离底端bd高度为h＝3.7m，到达底端bd时已经匀速，速度大小为v0＝8m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时（不计拐角处的能量损失），给金属棒施加外力，其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数v1与位移x图像如图乙所示，棒运动到ef处时撤去外力，此时棒速度大小为v03最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直，金属棒连入电路中的电阻为r＝0.5Ω，金属棒在水平导轨上从bd边界运动到pn边界共用时t=31（1）金属棒的质量m的大小；（2）由静止释放到到达底端bd过程中导体棒产生的焦耳热；（3）水平磁场边界ep的长度d为多少。

如图甲所示是研究光电效应的实验电路图，ab、cd为两正对的、半径为R的平行的、圆形金属板，板间距为d，且满足R≫d。当一细束频率为ν的光照极板ab圆心时，产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片改变两板间电压发现当电压表示数为Uc时，电流表示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出，普朗克常量为