2026届高三物理二轮复习讲义：题型专练　实验＋中档计算题增分练(三)

实验＋中档计算题增分练(三)1．(2025·安徽合肥三模)为了验证动量守恒定律，某实验小组制作了如图1所示的实验装置。用3D打印机打印出两个质量分别为m1、m2且底面粗糙程度相同的物块A、B，将左侧带有挡板的长木板固定在水平面上，挡板右侧固定一个轻弹簧，弹簧处于原长时其右端在木板上的O点，在O点右侧依次并排放置A、B(A、B紧挨着)，A与弹簧接触但未压缩弹簧。实验步骤如下：①保持B不动，用手拿着A向左将弹簧压缩至位置P；②松手释放A，弹簧恢复原长时A与B发生碰撞，碰后两物块均向右运动一段距离停下，如图2所示，测得A、B静止时它们的左侧面与O点的距离分别为x1、x2；③拿走B，用手拿着A再次将弹簧压缩至位置P，然后松手释放，测得A停下时其左侧面到O点的距离为x，如图3所示，又测得A沿运动方向的宽度为L。(1)为保证实现上述实验目标，应使m1________m2(填“>”“＝”或“<”)；(2)若A、B与木板间的动摩擦因数为μ、重力加速度为g，则碰后瞬间A的速度大小为________；(用μ、g及以上步骤中测得的物理量表示)(3)若碰撞过程A、B组成的系统动量守恒，则应满足________。A．m1x0＝m1x1＋m2x2B．m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1－L)＋m2eq\r(x2)C．m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2－L)【答案】(1)>(2)eq\r(2μgx1)(3)C【解析】(1)为保证实现上述实验目标，即两物块碰撞后m1不反弹，则应使m1>m2。(2)对A碰后由动能定理eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝μm1gx1解得v1＝eq\r(2μgx1)。(3)同理A碰前速度v0＝eq\r(2μgx0)B碰后速度v2＝eq\r(2μgx2－L)若动量守恒则满足m1v0＝m1v1＋m2v2即m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2－L)，故选C。2．(2025·全国卷)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件，否则称为非线性电阻元件。(1)利用伏安法测量某元件的电阻，电流表和电压表的示数分别记为I和U。若将电流表内接，则U________元件两端的电压，eq\f(U,I)________元件的电阻；将电流表外接，则I________流过元件的电流，eq\f(U,I)________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线，由图可知，所测元件是________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加，元件的电阻________(选填“增大”“不变”或“减小”)。(3)利用电流表A1(内阻r1)、电流表A2(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻R0(阻值未知)，测量电阻Rx的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整，完成实验电路原理图。按完整的实验电路测量Rx，某次测量中电流表A1和A2的示数分别为I1和I2，则Rx＝________(用I1、I2和r1表示)。【答案】(1)大于大于大于小于(2)非线性减小(3)见解析图eq\f(I1r1,I2－I1)【解析】(1)若将电流表内接，电流表与元件串联，电流表的示数为流过元件的真实电流，而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压，所以U大于元件两端的电压。根据R＝eq\f(U,I)可知，此时U偏大，I为真实值，所以eq\f(U,I)大于元件的电阻将电流表外接，电压表与元件并联，电压表的示数为元件两端的真实电压，而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流，所以I大于流过元件的电流。根据R＝eq\f(U,I)可知，此时U为真实值，I偏大，所以eq\f(U,I)小于元件的电阻。(2)根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知，所测元件的伏安特性曲线不是直线，所以所测元件是非线性电阻元件根据R＝eq\f(U,I)，在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，随着电流的增加，曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大，其倒数逐渐减小，所以元件的电阻减小。(3)将电流表A1与Rx并联，再与电流表A2、定值电阻R0串联接入电路。电路图如图所示根据并联电路电压相等有I1r1＝(I2－I1)Rx可得Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1)。3．(2025·广东广州模拟)某同学受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测量水深的装置。如图所示，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，横截面积均为S，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为3p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置保持水平放入水下后，通过活塞A向右移动的距离可测定水的深度。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略水温变化，被封闭气体视为理想气体。求：(1)当活塞A向右移动了eq\f(L,3)，此时该活塞受到水的压力F大小；(2)此装置能测量的最大深度h。【答案】(1)eq\f(3,2)p0S(2)eq\f(3p0,ρg)【解析】(1)设此时汽缸A气体压强为p1，活塞受到水的压力为F，对A内的气体，根据玻意耳定律有p0LS＝p1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(1,3)L))S解得p1＝eq\f(3,2)p0对轻质薄活塞进行分析，根据平衡条件有F＝p1S解得F＝eq\f(3,2)p0S。(2)当活塞A到达缸底，此时所测水的深度最大。设此时两汽缸内气体压强为p2，活塞B向右移动d，最大深度为h，对A内气体，由玻意耳定律得p0LS＝p2dS对B内气体，由玻意耳定律得3p0LS＝p2(L－d)S其中p2＝p0＋ρgh解得h＝eq\f(3p0,ρg)。4．甲、乙两辆5G自动驾驶测试车，在不同车道上沿同一方向做匀速直线运动，甲车在乙车前，甲车的速度大小v1＝72km/h，乙车的速度大小v2＝36km/h，如图所示。当甲、乙两车相距x0＝20m时，甲车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小a＝2m/s2，从刹车时开始计时，两车均可看作质点。求：(1)两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离Δx；(2)从甲车开始减速到两车并排所用时间t。【答案】(1)45m(2)12s【解析】(1)当两车速度相等时，两者的距离最大，设经过时间t1两者速度相等，则有v2＝v1－at1其中v1＝72km/h＝20m/s，v2＝36km/h＝10m/s解得t1＝5s在t1时间内，甲、乙的位移分别为x1＝eq\f(v1＋v2,2)t1＝75m，x2＝v2t1＝50m两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离为Δxmax＝x0＋x1－x2＝20m＋75m－50m＝45m。(2)设经过时间t2甲车停下来，根据运动学公式可得t2＝eq\f(