黄金卷06-【赢在高考黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南专用）含解析

【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）黄金卷06（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计，、为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（

）A．断开以后，熄灭，重新亮后再熄灭 B．断开以后，变得更亮，缓慢熄灭C．合上的瞬间，先亮，后亮 D．合上的瞬间，先亮，后亮2．2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神舟十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（）A．两个钢球的直径B．两个钢球的碰撞时间C．手对小钢球B推力的冲量D．两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间3．如图是光学仪器——道威棱镜的简要结构，等腰梯形ABCD是棱镜的横截面，其底角为45°。现有红紫两条与底边BC平行的光线射向AB，经AB折射后，均能直接到达BC边，并都在BC边发生全反射，光均未到达AD面，不考虑光在CD面上的反射，下列说法正确的是（）A．光有可能从AD射出棱镜B．从CD射出的两条光线不再平行C．从CD射出的两条光线，紫光在上红光在下D．两条光线有可能从CD边同一点射出4．如图所示，弹性绳一端系于A点，绕过固定在B处的光滑小滑轮，右端与套在粗糙竖直固定杆M处的小球相连，此时ABM在同一水平线上，弹性绳原长自然长度为AB。小球从M点由静止释放，到达N点时速度恰好为零，P为MN的中点，弹性绳的弹力与其伸长量成正比，且始终处在弹性限度内，杆与小球间的动摩擦因数一定，则此过程中关于小球下列说法错误的是（）A．受到的4个力的作用B．受到的摩擦力逐渐增大C．在P点时重力的瞬时功率最大D．在MP过程损失的机械能比在PN过程的小5．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．匀强电场的电场强度B．小球动能的最小值为C．小球的重力势能最小时机械能也最小D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先增大后减小再增大6．由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”，图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造重直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中为宇航员到地心的距离，为地球半径，曲线为地球引力对宇航员产生的加速度大小与的关系；直线为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系，关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的是（）A．宇航员的线速度随着的增大而减小B．图乙中为地球同步卫星的轨道半径C．宇航员在处的线速度等于第一宇宙速度D．宇航员感受到的“重力”随着的增大而增大二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．7．x轴上a、b、c、d四个质点的坐标分别为、、、，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形图如图甲所示，图乙为质点d的振动图像，下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．时刻质点a在平衡位置C．时间内质点b通过的路程为16mD．时刻质点c处于平衡位置并正向y轴正方向运动8．如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是（

）A．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流B．保持光照不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数一定不断增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．调换电源的极性（同时调整电压表），移动滑片P，当电流表示数刚为零时，电压表示数为遏止电压的数值9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一边长为L的正三角形区域abc，三角形所在平面与磁场方向垂直。两个相同的带正电粒子从a点沿ab方向分别以不同的速率、射出，若，且速率为的粒子从ac边射出，它们在三角形区域内运动的时间。不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用，则两个粒子的速率之比可能为（）A． B． C． D．10．一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．v0=7.5m/sB．该汽车的质量为1×103kgC．在前5s内，汽车克服阻力做功为2.5×104JD．在5～15s内，汽车的位移大小约为50m三、非选择题：本题共5小题，共56分．11.（6分）2023年夏天，异常炎热，这注定水枪玩具销售火爆，不仅儿童玩水枪，甚至成人也开始玩。据《钛媒体》报道，今年夏天，汕头的工厂几乎都在做电动水枪，生产电动水枪的玩具厂数量相较去年翻了至少5倍；在玩具枪市场，今年夏天水枪销量占比已经超过了。周潇同学有一把电动水枪，它有三种模式，一种是散射，一种是直线连续喷射，还有一种是脉冲式发射。周潇同学想测定后两种模式水枪的发射速度。（1）将电动水枪水平固定在铁架台上，采用直线连续喷水模式，按压扳机后细水柱沿直线喷出，在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板，使点处于枪口位置，轴与枪口在同一水平线上，水枪喷水后用手机拍照，得到如图乙所示的轨迹。如果重力加速度，根据图中轨迹可得初速度v0=m/s。（结果保留一位小数）（2）如果水枪并不完全水平，而是枪口略向下偏，则根据图乙数据测出的初速度相对实际值（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。（3）改用脉冲发射方式，每次发射都射出一个“水弹”（很短的小水柱）。测出枪口的高度及“水弹”的射程。改变水枪高度，多次实验。根据实验数据作出枪口高度“y”与射程的平方（x2）关系图线如图丙所示∶如果重力加速度，由图可知水枪发射“水弹”的初速度大小为。12.（10分）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪“秦”电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由10块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池又由10块电芯串联而成。现将一块电芯拆解出来，测量其电动势E和内阻r。实验小组设计了如图甲、乙所示的实验电路图，所用器材如图丙所示。已知电流表的内阻约为1Ω，电压表的内阻约为3kΩ，滑动变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A，定值电阻R0=2Ω。请回答下列问题：（1）实验前利用1A恒流电源对一块电芯进行充电，充满的时间要h；（2）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整；（3）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最端；（选填“左”或“右”）（4）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出U-I图像；（5）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了图乙电路图的实物连接，重复步骤（3）（4）。将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出U-I图像，如图丁所示。可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路（填“甲”或“乙”）测量得到的：（6）利用图丁图像提供的信息可知，该电源电动势E的准确值为，该电源内阻r的准确值为（U1、U2、I1、I2、R0均已知）。13.（10分）一个容积为的导热汽缸下接一圆柱形管，二者总质量为，现用质量、横截面积、厚度可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管管壁间摩擦不计。活塞下端连接弹簧，弹簧下端与地面固定，气缸始终保持竖直。开始时气体温度为，活塞处在A位置，气缸内气体压强为。随着环境温度缓慢升高到，活塞恰能缓慢移至容器底部B位置处，已知A、B间距离，外界大气压强。（1）环境温度由缓慢升高到过程中，气缸内气体压强（选填“变化”或“不变”）；（2）求汽缸内的气体压强及环境温度；（3）升温过程中，若气体内能增加了，求气体需要向外界吸收的热量。14.（14分）如图甲所示，在光滑水平面上静止的小物块A和长木板B质量均为m=2kg，小物块A位于长木板B的左端，二者之间的动摩擦因数μ=0.1。t=0时刻小物块A获得水平向右、大小为v0=7m/s的初速度，同时给小物块A施加如图乙所示的水平向右的作用力。5s时长木板B与其右侧竖直挡板发生第1次碰撞。5s后撤去小物块A所受的水平作用力，最终小物块A没有从长木板B上滑下。长木板B与竖直挡板的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后长木板B的速度大小不变，方向相反。重力加速度g取10m/s2，求：（1）0~5s内水平作用力的冲量大小；（2）t=0时刻长木板B右侧与竖直挡板的距离；（3）长木板B与竖直挡板第2次碰撞前的速度大小，并通过计算分析是否会发生第3次碰撞。15.（16分）如图所示，两根平行金属导轨a1b1c1、a2b2c2平行放置，导轨间距L=1m，a1b1、a2b2段倾斜且足够长，与水平方向的夹角θ=37°，b1c1、b2c2段水平，在距离b1b2连线的左侧x=1.75m处有两根固定立柱，导轨水平和倾斜部分平滑连接。倾斜部分导轨处于磁感应强度大小B=0.3T、方向垂直斜面向上的匀强磁场中（不包括b1b2连线上），水平导轨处没有磁场。质量为m1=0.3kg、电阻为R=0.4Ω的金属棒甲置于倾斜导轨上，质量为m2=0.1kg、电阻为r=0.2Ω的金属棒乙静止在b1b2位置，两金属棒的长度均为L=1m。金属棒甲从距离导轨底端足够远处由静止释放，在b1b2处与金属棒乙碰撞，碰后金属棒乙向左运动，与固定立柱碰后等速率反弹。已知两金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数均为μ1=0.5，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ2=0.2，在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，所有碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，导轨电阻不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。（1）求金属棒甲沿导轨向下运动的最大速度vm；（2）金属棒甲从开始运动至达到最大速度的过程中，其产生的焦耳热为0.4J，求这个过程经历的时间；（3）求金属棒甲、乙第二次碰撞结束瞬间两者的速度大小分别为多少？【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）黄金卷06（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计，、为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（

）A．断开以后，熄灭，重新亮后再熄灭 B．断开以后，变得更亮，缓慢熄灭C．合上的瞬间，先亮，后亮 D．合上的瞬间，先亮，后亮【答案】A【解析】AB．断开以后，马上熄灭，线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，在线圈与小灯泡B构成的闭合回路中产生感应电流，故闪亮后熄灭，故A正确，B错误；CD．合上的瞬间，电源电压同时加到两灯上，两灯同时亮，故CD错误。故选A。2．2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神舟十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（）A．两个钢球的直径B．两个钢球的碰撞时间C．手对小钢球B推力的冲量D．两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间【答案】D【解析】根据动量守恒定律可知为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是时间，可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度。故选D。3．如图是光学仪器——道威棱镜的简要结构，等腰梯形ABCD是棱镜的横截面，其底角为45°。现有红紫两条与底边BC平行的光线射向AB，经AB折射后，均能直接到达BC边，并都在BC边发生全反射，光均未到达AD面，不考虑光在CD面上的反射，下列说法正确的是（）A．光有可能从AD射出棱镜B．从CD射出的两条光线不再平行C．从CD射出的两条光线，紫光在上红光在下D．两条光线有可能从CD边同一点射出【答案】C【解析】光在介质中的光路图如下A．由几何关系和不考虑光在CD面上的反射，结合几何光学可知光不可能从AD射出棱镜，故A错误；B．由几何关系得从CD射出的两条光线仍平行，故B错误；C．从CD射出的两条光线，紫光在上红光在下，故C正确；D．由光路图分析可知两条光线从CD边同一点射出，需要AB面的入射点重合，所以不符合，故D错误。故选C。4．如图所示，弹性绳一端系于A点，绕过固定在B处的光滑小滑轮，右端与套在粗糙竖直固定杆M处的小球相连，此时ABM在同一水平线上，弹性绳原长自然长度为AB。小球从M点由静止释放，到达N点时速度恰好为零，P为MN的中点，弹性绳的弹力与其伸长量成正比，且始终处在弹性限度内，杆与小球间的动摩擦因数一定，则此过程中关于小球下列说法错误的是（）A．受到的4个力的作用B．受到的摩擦力逐渐增大C．在P点时重力的瞬时功率最大D．在MP过程损失的机械能比在PN过程的小【答案】B【解析】A．小球受到重力、弹性绳的弹力、竖直杆的支持力和摩擦力，共四个力的作用，A正确，不符合题意；B．设初始状态时弹簧的伸长量为x，由胡克定律和平衡条件可知小球受到的支持力为设弹性绳与竖直杆的夹角为θ时弹性绳的伸长量为L，如图所示，此时弹性绳的弹力为小球受到的支持力为可知小球向下滑动的过程中，受到杆的支持力不变，因动摩擦因数一定，所以摩擦力不变，B错误，符合题意；C．弹性绳的弹力在竖直方向的分力设小球从M到N下落的高度为h，由动能定理可得设在距离M点y处速度最大，由动能定理可得由数学知识可知当时动能最大，即速度最大，由可知此时重力的功率有最大值，C正确，不符合题意；D．在MP过程小球克服摩擦力做的功等于PN过程小球克服摩擦力做的功，这两个阶段小球克服弹性绳做功不同，由于弹性绳的弹力沿竖直方向的分力越来越大，可知小球在MP过程克服弹性绳做功小于在PN过程克服弹性绳做功，因此在MP过程损失的机械能比在PN过程的小，D正确，不符合题意。故选B。5．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．匀强电场的电场强度B．小球动能的最小值为C．小球的重力势能最小时机械能也最小D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先增大后减小再增大【答案】B【解析】A．小球静止时悬线与竖直方向成角，对小球受力分析，小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有解得故A错误；B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，如图根据牛顿第二定律，有则最小动能故B正确；C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，故C错误；D．小球从初始位置开始，在竖直平面内沿逆时针方向运动一周的过程中，电场力先做正功后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，故D错误。故选B。6．由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”，图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造重直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中为宇航员到地心的距离，为地球半径，曲线为地球引力对宇航员产生的加速度大小与的关系；直线为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系，关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的是（）A．宇航员的线速度随着的增大而减小B．图乙中为地球同步卫星的轨道半径C．宇航员在处的线速度等于第一宇宙速度D．宇航员感受到的“重力”随着的增大而增大【答案】B【解析】A．相对地面静止在不同高度的宇航员，角速度相同都等于地球的自转角速度，宇航员的线速度，随着r增大线速度v增大，故A错误；B．当r=r0时，引力加速度正好等于宇航员做圆周运动的向心加速度，即万有引力提供做圆周运动的向心力，所以宇航员相当于卫星，此时宇航员的角速度跟地球的自转角速度一致，可以看作是地球的同步卫星，即r0为地球同步卫星的轨道半径，故B正确；C．宇航员在r=R处是在地面上，除了受到万有引力还受到地面的支持力，线速度远小于第一宇宙速度，故C错误；D．宇航员乘坐太空舱在“太空电梯”的某位置时，由牛顿第二定律可得其中FN为太空舱对宇航员的支持力，宇航员感受的“重力”为其中：a引为地球引力对宇航员产生的加速度大小，a向为地球自转而产生的向心加速度大小，由图可知：在时，（a引-a向）随着r增大而减小，宇航员感受的“重力”随r的增大而减小；在r＞r0时，（a引-a向）随着r增大而反向增大，宇航员感受的“重力”随r的增大而增大，故D错误。故选B。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．7．x轴上a、b、c、d四个质点的坐标分别为、、、，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形图如图甲所示，图乙为质点d的振动图像，下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．时刻质点a在平衡位置C．时间内质点b通过的路程为16mD．时刻质点c处于平衡位置并正向y轴正方向运动【答案】AB【解析】A．由质点d的振动图像可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，选项A正确；B．时刻质点a在平衡位置正向y轴负方向运动，选项B正确；C．时间内质点b通过的路程为16，选项C错误；D．时刻质点c处于平衡位置并正向y轴负方向运动，选项D错误。故选AB。8．如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是（

）A．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流B．保持光照不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数一定不断增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．调换电源的极性（同时调整电压表），移动滑片P，当电流表示数刚为零时，电压表示数为遏止电压的数值【答案】CD【解析】A．因为光电效应是瞬时发生的不需要预热，A错误；B．保持光照不变，滑片P向右滑动的过程中，当电流达到最大电流之后，即使电压再大，电流也不增加，B错误；C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，相当于增大光子数目，因此移动的电子增加，电流表示数会增大，C正确；D．调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有那么电压表示数为遏止电压的数值，D正确。故选CD。9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一边长为L的正三角形区域abc，三角形所在平面与磁场方向垂直。两个相同的带正电粒子从a点沿ab方向分别以不同的速率、射出，若，且速率为的粒子从ac边射出，它们在三角形区域内运动的时间。不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用，则两个粒子的速率之比可能为（）A． B． C． D．【答案】AB【解析】速率为的粒子从ac边射出，作出该粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系，该粒子轨迹对应的圆心角为120°，当轨迹与bc边相切时，粒子圆周运动的半径最大，根据几何关系可知，此时粒子恰好从c点飞出，则有由于洛伦兹力提供向心力，则有解得由于粒子在磁场中运动的周期令粒子轨迹对应的圆心角为，粒子运动的时间解得由于在三角形区域内运动的时间，可知速率为的粒子运动轨迹对应的圆心角为60°，可知速率为的粒子必定从bc边射出，作出其运动轨迹如图所示根据几何关系有由于洛伦兹力提供向心力，则有解得结合上述，两个粒子的速率之比可知，两个粒子的速率之比可能为与。故选AB。10．一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．v0=7.5m/sB．该汽车的质量为1×103kgC．在前5s内，汽车克服阻力做功为2.5×104JD．在5～15s内，汽车的位移大小约为50m【答案】ABC【解析】B．由图乙可知汽车匀加速阶段的加速度为由图甲可知牵引力为根据牛顿第二定律有解得故B正确；A．当汽车达到最大功率时做匀速直线运动，则有解得故A正确；C．前5s内汽车的位移为则汽车克服阻力做功为故C正确；D．在5～15s内，根据动能定理可得解得故D错误。故选ABC。三、非选择题：本题共5小题，共56分．11.（6分）2023年夏天，异常炎热，这注定水枪玩具销售火爆，不仅儿童玩水枪，甚至成人也开始玩。据《钛媒体》报道，今年夏天，汕头的工厂几乎都在做电动水枪，生产电动水枪的玩具厂数量相较去年翻了至少5倍；在玩具枪市场，今年夏天水枪销量占比已经超过了。周潇同学有一把电动水枪，它有三种模式，一种是散射，一种是直线连续喷射，还有一种是脉冲式发射。周潇同学想测定后两种模式水枪的发射速度。（1）将电动水枪水平固定在铁架台上，采用直线连续喷水模式，按压扳机后细水柱沿直线喷出，在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板，使点处于枪口位置，轴与枪口在同一水平线上，水枪喷水后用手机拍照，得到如图乙所示的轨迹。如果重力加速度，根据图中轨迹可得初速度v0=m/s。（结果保留一位小数）（2）如果水枪并不完全水平，而是枪口略向下偏，则根据图乙数据测出的初速度相对实际值（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。（3）改用脉冲发射方式，每次发射都射出一个“水弹”（很短的小水柱）。测出枪口的高度及“水弹”的射程。改变水枪高度，多次实验。根据实验数据作出枪口高度“y”与射程的平方（x2）关系图线如图丙所示∶如果重力加速度，由图可知水枪发射“水弹”的初速度大小为。【答案】（1）2.5；（2）偏小；（3）5【解析】（1）在图乙中选点（100cm，80cm），据代入数据解得（2）如果水枪枪口略向下偏，则射程会偏小，根据图乙数据测出的初速度相对实际值偏小。（3）由消去可得在图丙中如果都取米为单位，则可得图线斜率可得12.（10分）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪“秦”电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由10块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池又由10块电芯串联而成。现将一块电芯拆解出来，测量其电动势E和内阻r。实验小组设计了如图甲、乙所示的实验电路图，所用器材如图丙所示。已知电流表的内阻约为1Ω，电压表的内阻约为3kΩ，滑动变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A，定值电阻R0=2Ω。请回答下列问题：（1）实验前利用1A恒流电源对一块电芯进行充电，充满的时间要h；（2）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整；（3）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最端；（选填“左”或“右”）（4）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出U-I图像；（5）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了图乙电路图的实物连接，重复步骤（3）（4）。将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出U-I图像，如图丁所示。可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路（填“甲”或“乙”）测量得到的：（6）利用图丁图像提供的信息可知，该电源电动势E的准确值为，该电源内阻r的准确值为（U1、U2、I1、I2、R0均已知）。【答案】（1）0.26；（2）；（3）左；（5）乙；（6）；【解析】（1）由铭牌可知一块电芯额定容量为则用1A恒流电充电有（2）实验电路图如图所示（3）闭合开关S前，滑动变阻器应全部接入电路，所以滑片P应移至最左端。（5）选用甲电路时，所测电动势为电压表与电源并联后整体的等效电源的电动势，即选甲电路时的电动势的测量值小于真实值，选用乙电路时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，所以图丁中标记为I的图线是采用实验电路乙测量得到的；（6）根据以上分析可知，I图线电动势的测量值等于真实值，即根据闭合电路欧姆定律可得所以即13.（10分）一个容积为的导热汽缸下接一圆柱形管，二者总质量为，现用质量、横截面积、厚度可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管管壁间摩擦不计。活塞下端连接弹簧，弹簧下端与地面固定，气缸始终保持竖直。开始时气体温度为，活塞处在A位置，气缸内气体压强为。随着环境温度缓慢升高到，活塞恰能缓慢移至容器底部B位置处，已知A、B间距离，外界大气压强。（1）环境温度由缓慢升高到过程中，气缸内气体压强（选填“变化”或“不变”）；（2）求汽缸内的气体压强及环境温度；（3）升温过程中，若气体内能增加了，求气体需要向外界吸收的热量。【答案】（1）不变；（2），；（3）【解析】（1）对气缸受力分析，变化前有变化后有可知则可知，环境温度由缓慢升高到过程中，气缸内气体压强不变。（2）以气缸为研究对象，根据平衡条件可知解得气体升温膨胀过程为等压过程，由盖吕萨克定律定律有解得（3）由热力学第一定律可知气体膨胀对外做功，则可得所以气体需要向外界吸收热量14.（14分）如图甲所示，在光滑水平面上静止的小物块A和长木板B质量均为m=2kg，小物块A位于长木板B的左端，二者之间的动摩擦因数μ=0.1。t=0时刻小物块A获得水平向右、大小为v0=7m/s的初速度，同时给小物块A施加如图乙所示的水平向右的作用力。5s时长木板B与其右侧竖直挡板发生第1次碰撞。5s后撤去小物块A所受的水平作用力，最终小物块A没有从长木板B上滑下。长木板B与竖直挡板的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后长木板B的速度大小不变，方向相反。重力加速度g取10m/s2，求：（1）0~5s内水平作用力的冲量大小；（2）t=0时刻长木板B右侧与竖直挡板的距离；（3）长木板B与竖直挡板第2次碰撞前的速度大小，并通过计算分析是否会发生第3次碰撞。【答案】（1）；（2）12.5m；（3）1m/s，不会【解析】（1）冲量大小即为图线与坐标轴围成的面积，即（2）对小物块A分析，取向右为正方向，由动量定理可得解得对长木板B应用动量定理，得解得说明长木板B与竖直挡板发生第1次弹性碰撞时，二者还没有达到共同速度，则t=0时刻长木板B右侧与竖直挡板的距离（3）长木板B与竖直挡板碰后，速度反向，大小不变，由动量守恒定律，得解得长木板B与竖直挡板发生第2次弹性碰撞时，小物块A与长木板B已达到共同速度。第2次碰撞后，对小物块A和长木板B应用动量守恒定律，得解得第2次碰后，长木板B向左运动过程中与小物块A速度会同时减为0，所以不会发生第3次碰撞。15.（16分）如图所示，两根平行金属导轨a1b1c1、a2b2c2平行放置，导轨间距L=1m，a1b1、a2b2段倾斜且足够长，与水平方向的夹角θ=37°，b1c1、b2c2段水平，在距离b1b2连线的左侧x=1.75m处有两根固定立柱，导轨水平和倾斜部分平滑连接。倾斜部分导轨处于磁感应强度大小B=0.3T、方向垂直斜面向上的匀强磁场中（不包括b1b2连线上），水平导轨处没有磁场。质量为m1=0.3kg、电阻为R=0.4Ω的金属棒甲置于倾斜导轨上，质量为m2=0.1kg、电阻为r=0.2Ω的金属棒乙静止在b1b2位置，两金属棒的长度均为L=1m。金属棒甲从距离导轨底端足够远处由静止释放，在b1b2处与金属棒乙碰撞，碰后金属棒乙向左运动，与固定立柱碰后等速率反弹。已知两金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数均为μ1=0.5，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ2=0.2，在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，所有碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，导轨电阻不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。（1）求金属棒甲沿导轨向下运动的最大速度vm；（2）金属棒甲从开始运动至达到最大速度的过程中，其产生的焦耳热为0.4J，求这个过程经历的时间；（3）求金属棒甲、乙第二次碰撞结束瞬间两者的速度大小分别为多少？【答案】（1）；（2）；（3）2m/s,4m/s【解析】（1）金属棒甲由静止释放，沿倾斜导轨做变加速直线运动，加速度不断减小，当加速度为零时，速度达到最大值，此时根据受力平衡可得又联合解得（2）设金属棒甲从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为x，由能量守恒可得金属棒甲、乙串联，根据焦耳定律可得由题意可知联合解得根据联合解得整个过程根据动量定理而联合解得即金属棒甲从开始运动至达到最大速度的时间为3.25s；（3）取水平向左为正方向，设第一次碰撞后甲、乙两棒的速度分别为、，根据动量守恒、机械能守恒有解得第一次碰撞后，在摩擦力作用下，甲棒向左做匀减速直线运动，乙棒先向左做匀减速直线运动，与立柱碰撞后再向右左匀减速直线运动，运动过程中甲、乙两棒的加速度大小均为设从第一次碰撞到第二次碰撞，甲、乙两棒通过的路程分别为、，则由于乙棒与立柱是弹性碰撞，碰撞后速度等大反向，则由运动学公式有联合解得（不符合实际情况，舍去）则第二次碰撞前甲、乙两棒的速度大小分别为由上面分析