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福建省莆田市2020-2021学年高一下学期期末考试备考金卷物理（A卷）试题+答案
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这是一份福建省莆田市2020-2021学年高一下学期期末考试备考金卷物理（A卷）试题+答案，共8页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．历史上主要有四位科学家对万有引分定律的形成和完善做出了杰出的贡献，按他们研究的先后顺序，排列正确的是( )
A．卡文迪许－牛顿－开普勒－第谷
B．开普勒－第谷－牛顿－卡文迪许
C．第谷－开普勒－牛顿－卡文迪许
D．第谷－开普勒－卡文迪许－牛顿
2．关于摩擦力对物体做功，下列说法中正确的是( )
A．滑动摩擦力总是做负功
B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功
C．静摩擦力对物体一定不会做功
D．静摩擦力对物体总是做正功
3．若物体在运动过程中受到的合外力不为零，经过一段时间，则( )
A．物体的动量可能不变
B．物体的动能一定变化
C．物体的加速度一定变化
D．物体速度方向一定变化
4．如图，从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了( )
A．减小冲量
B．减小动量的变化量
C．增大与地面的冲击时间，从而减小冲力
D．增大人对地面的压强，起到安全作用
5．如图所示，竖直放置的轻质弹簧下端固定在地面上，上端与物块A连接，物块A处于静止状态时弹簧的压缩量为x0。现有物块B从距物块A上方某处由静止释放，B与A相碰后立即一起向下运动但不粘连，此后物块A、B在弹起过程中将B抛离A。此过程中弹簧始终处于竖直状态，且在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A．当B与A分离时，弹簧的压缩量为x0
B．两物块一起运动过程中的最大加速度大于g
C．当B与A一起向上运动到弹簧的压缩量为x0时，它们共同运动的速度最大
D．从B开始下落至B与A分离的过程中，两物块及弹簧组成的系统机械能守恒
6．如图所示，长为L的细绳的一端连着小球，另一端固定在O点，O点距离天花板的竖直高度为h，开始时小球静止在最低点，细绳竖直。现给小球一个向左的初速度，若要小球在绳子不松驰的情况下撞到天花板，已知重力加速度为g，则小球撞到天花板时速度v的最小值为( )
A．eq \r(2gL) B．eq \r(gL) C．eq \r(2gh) D．
7．一辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，小车的v－t图像如图所示，在2～10 s内的图像为曲线，其余时间段图像均为直线。已知在2～14 s内，小车以额定功率运动，14 s末关闭动力让小车自由滑行。若小车的质量为1 kg，在整个运动过程中可认为小车所受的阻力大小不变。下列说法中正确的是( )
A．小车的额定功率为6 W
B．小车所受阻力大小为2 N
C．小车加速阶段的平均功率为8.1 W
D．加速阶段小车的位移大小为45 m
8．2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约400 km，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A．地球的质量为eq \f(4π2r3,GT2)
B．空间站的向心加速度为
C．空间站的线速度大小为eq \r(gr)
D．空间站的运行周期大于地球自转周期
9．下列说法中正确的是( )
A．能量只以势能和动能两种形式存在
B．能量只存在于具有高度或处于运动状态的物体中
C．任何物体都具有能量
D．能量的存在形式多种多样，且不同形式的能量之间可以相互转化，并且在转化过程中，总能量是守恒的
10．如图所示，一质量为m的小球从A点以速度v0＝4 m/s竖直上抛，与此同时受到一个恒定的外力作用，小球运动到最高点B时速度大小v＝3 m/s。已知重力加速度为g，则小球从A运动到B过程( )
A．做匀变速曲线运动
B．速度的大小可能一直减小
C．速度的大小一定是先减小后增大
D．外力大小可能等于0.5mg
11．质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M∶m可能为( )
A．4∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶2
12．一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a－t图象如图所示，t＝0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，则( )
A．t＝2 s时，水平拉力F的大小为4 N
B．在0～6 s内，合力对物体做的功为396 J
C．在0～6 s内，合力对物体的冲量为36 N·s
D．t＝6 s时，拉力F的功率为180 W
二、非选择题：本题共5小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(4分)某同学在“探究碰撞中的不变量”实验中，采用如图甲所示的实验装置，在已经平衡过摩擦力的轨道上，停着A、B两小车，A车系一穿过打点计时器（打点频率为50 Hz）的纸带，在启动打点计时器后，给A车一沿轨道方向的初速度，A车运动一段距离后，与静止的B车发生正碰，由于两车相撞处装有尼龙拉扣（图中未画出），两车立即粘在一起继续运动，纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，则可测出碰撞后两车的速度为________m/s（结果保留两位有效数字）；为完成实验，他还需要测量的物理量有_______。
14．(10分)某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能Ep＝eq \f(1,2)kx2（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）”的实验，装置如图（a）所示。水平放置的弹射器将质量为m的小球弹射出去，测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，用刻度尺测出弹簧的压缩量为x，甲、乙光电门的间距为L，忽略一切阻力。
(1)小球被弹射出的速度大小v＝________，求得弹簧弹性势能Ep＝________。（用题目中的字母表示）
(2)该同学测出多组数据，计算并画出如图（b）所示Ep与x2的关系图线，从而验证了它们之间的关系。根据图线求得弹簧的劲度系数k＝_______N/m。当弹簧压缩量从1 cm变为2 cm时（始终在弹簧弹性限度内），弹簧做功________J。
(3)由于重力作用，小球被弹出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果___________（选填“有”或“无”）影响。
15．(10分)疫情期间，质量为25 kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁l＝2.5 m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5 m/s；当秋千板摆到最高点时，小孩与横梁在竖直方向上的距离为h＝1.5 m，不考虑空气阻力的影响，取g＝10 m/s2。求：
(1)秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩重力做的功；
(2)当秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小与方向；
16．(12分)如图所示，用F＝8 N的水平拉力，使物体从A点由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动到达B点，已知A、B之间的距离s＝8 m。求：
(1)拉力F在此过程中所做的功；
(2)若物体从A到B刚好用时t＝4 s，求拉力F做功的平均功率及t＝4 s时的瞬时功率。
17．(16分)如图所示，在距离水平地面一定高度处的竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆轨道AB，在半圆轨道最低点B处有两个小球P、Q（两小球均可视为质点），两小球之间放有火药，点燃火药，两小球分别获得水平向右和水平向左的初速度，向左运动的小球P落在水平地面上的C点，向右运动的小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点后水平抛出也落在C点。已知火药释放的能量有80%转化为两小球的动能，C点与B点的水平距离为3R，P小球的质量为m，重力加速度为g。求：
(1)半圆轨道AB的最低点B处距离水平地面的高度h；
(2)火药释放的能量E。
2020-2021学年下学期高一期末备考金卷
物 理 答 案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．【答案】C
【解析】首先第谷观测了行星的运行数据，之后开普勒研究第谷的行星观测记录，发现了开普勒行星运动定律，之后牛顿在前人的基础上发现了万有引力定律，后来，卡文迪许准确测出了引力常量的数值。
2．【答案】B
【解析】恒力做功的表达式W＝Fscs α，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误，B正确；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故CD错误。
3．【答案】A
【解析】合外力不为零，但与速度垂直，合外力不做功，比如匀速圆周运动，经过一个周期，物体的动量可能不变，故A正确；如果合外力做的功为零，物体的动能可以不变化，故B错误；如果合外力是恒力，物体的加速度可以不变，故C错误；若合外力与速度同向，物体速度方向可以不变，故D错误。
4．【答案】C
【解析】人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知(F－mg)t＝Δp，而屈腿可以增加人着地的时间，从而减小受到地面的冲击力，所以C正确，ABD错误。
5．【答案】B
【解析】物块A处于静止状态时弹簧的压缩量为x0，kx0＝mg，当B与A分离时，加速度相同，且之间无弹力，可知，此时A的加速度为g，则弹簧处于原长处，故A错误；如果B物体静止释放到A的上端，做简谐运动，则最低点加速度大小为g，而现在到达A端上端速度大于零，则最低点位置更低，则加速度大于g，所以两物块一起运动过程中的最大加速度大于g，故B正确；当B与A一起向上运动到弹簧的压缩量为x0时，合力向下，已经减速，速度不是最大，故C错误；从B开始下落至B与A分离的过程中，两物块及弹簧组成的系统机械能不守恒，因为完全非弹性碰撞过程中存在损失，故D错误。
6．【答案】D
【解析】若要小球在绳子不松驰的情况下恰好撞到天花板，此时绳子的拉力为零，则，，联立解得，所以D正确。
7．【答案】C
【解析】有图像可得，在14～18 s内，有，则阻力大小，10～14 s内小车做匀速运动，有，故小车的额定功率，故AB错误；0～2 s内小车的位移，由牛顿第二定律和速度公式，可得，2～10 s内，功率不变，则，小车加速阶段的平均功率，故C正确；根据动能定理有，则加速阶段小车的位移，故D错误。
8．【答案】AB
【解析】根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，解得M＝eq \f(4π2r3,GT2)，故A正确；根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝ma，又黄金代换式，联立解得空间站的向心加速度a＝eq \f(GM,r2)，故B正确；根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，解得，故C错误；空间站的轨道半径比同步卫星轨道半径小，根据T＝2πeq \r(\f(r3,GM))可知，空间站的运行周期小于同步卫星运行周期，而同步卫星周期等于地球自转周期，则空间站的运行周期小于地球自转周期，故D错误。
9．【答案】CD
【解析】能量的存在形式不单一，如动能、势能、电磁能、光能、化学能、核能等多种形式，且各种形式的能量在一定条件下可以相互转化，转化过程中，总能量是守恒的。任何一个物体都具有能量，不具有能量的物体是不存在的。不同的物体，能量的存在形式和能量的总量是不同的，故AB错误，CD正确。
10．【答案】AC
【解析】由于受到恒定的外力，加速度不变，又因为力与速度不共线，所以小球做匀变速曲线运动，A正确；由于小球合外力的方向朝右下方，所以速度的大小一定是先减小后增大，B错误，C正确；当外力水平向右时最小，所以，竖直方向有vy＝gt，水平方向有v＝at，F＝ma，可得外力最小值是0.75mg，D错误。
11．【答案】BC
【解析】设碰撞后两者的动量都为p，由于题意可知，碰撞前后总动量为2p，根据动量和动能的关系有，碰撞过程动能不增加，有，解得，根据碰后的规律知，碰后M的速度不大于m的速度，则，故选BC。
12．【答案】BC
【解析】由图象可知，t＝2 s时，加速度a＝m/s2，由牛顿第二定律F－f＝ma，得N，故A错误；根据Δv＝at可知，在a－t图象中图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在0～6 s时间内速度增量为Δv＝18 m/s，所以v6＝v0＋Δv＝20 m/s，根据动能定理得W合＝ΔEk＝eq \f(1,2)mv62－eq \f(1,2)mv02，得W合＝396 J，故B正确；根据动量定理得I＝mv6－mv0＝36 N‧s，故C正确；t＝6 s时，根据牛顿第二定律得F6－f＝ma6，解得F6＝10 N，则P＝F6v6＝200 W，故D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(4分)
【答案】0.40 甲、乙两小车的质量
【解析】根据碰撞的规律可知，碰撞后二者一起运动的速度小于碰撞前的速度，所以相邻两点之间距离较小的点为碰撞后打下的点；由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，右边距离较小的点之间的距离为7.00 cm－6.20 cm＝0.80 cm，由于打点计时器打下两点之间的时间间隔为0.02 s，所以速度为，由题意可知，已经测出小车的速度，实验要探究碰撞中的动量是否不变，物体的动量，已经测出速度v，要知道小车质量，还需要测出甲、乙两小车的质量。
14．(10分)
【答案】(1) (2)200 (3)无
【解析】(1)小球进入光电门之前，弹簧的弹性势能全部转化为小球动能，故小球射出的速度等于通过光电门时的水平速度，即，。
(2)由乙图读出数据，并代入公式有，解得，当弹簧压缩量从1 cm变为2 cm时（始终在弹簧弹性限度内），弹簧做功。
(3)根据力作用的独立性，可知对实验结果没有影响。
15．(10分)
【解析】(1)秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩下降的高度
小孩重力做功。
(2)小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力FN，根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下。
16．(12分)
【解析】(1)拉力F在此过程中所做的功
(2)拉力F做功的平均功率
设物体在t＝4 s时的速度大小为v，则根据运动学规律可得
解得v＝4 m/s
拉力F在t＝4 s时的瞬时功率。
17．(16分)
【解析】(1)小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，有
解得
小球Q从A点水平抛出后落在C过程，由平抛运动规律有
联立解得。
(2)小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，由动能定理有
解得
小球P做平抛运动，落在水平地面上的C点，有
解得
P、Q爆炸过程由动量守恒定律有
由能量守恒定可得
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．历史上主要有四位科学家对万有引分定律的形成和完善做出了杰出的贡献，按他们研究的先后顺序，排列正确的是( )
A．卡文迪许－牛顿－开普勒－第谷
B．开普勒－第谷－牛顿－卡文迪许
C．第谷－开普勒－牛顿－卡文迪许
D．第谷－开普勒－卡文迪许－牛顿
2．关于摩擦力对物体做功，下列说法中正确的是( )
A．滑动摩擦力总是做负功
B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功
C．静摩擦力对物体一定不会做功
D．静摩擦力对物体总是做正功
3．若物体在运动过程中受到的合外力不为零，经过一段时间，则( )
A．物体的动量可能不变
B．物体的动能一定变化
C．物体的加速度一定变化
D．物体速度方向一定变化
4．如图，从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了( )
A．减小冲量
B．减小动量的变化量
C．增大与地面的冲击时间，从而减小冲力
D．增大人对地面的压强，起到安全作用
5．如图所示，竖直放置的轻质弹簧下端固定在地面上，上端与物块A连接，物块A处于静止状态时弹簧的压缩量为x0。现有物块B从距物块A上方某处由静止释放，B与A相碰后立即一起向下运动但不粘连，此后物块A、B在弹起过程中将B抛离A。此过程中弹簧始终处于竖直状态，且在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A．当B与A分离时，弹簧的压缩量为x0
B．两物块一起运动过程中的最大加速度大于g
C．当B与A一起向上运动到弹簧的压缩量为x0时，它们共同运动的速度最大
D．从B开始下落至B与A分离的过程中，两物块及弹簧组成的系统机械能守恒
6．如图所示，长为L的细绳的一端连着小球，另一端固定在O点，O点距离天花板的竖直高度为h，开始时小球静止在最低点，细绳竖直。现给小球一个向左的初速度，若要小球在绳子不松驰的情况下撞到天花板，已知重力加速度为g，则小球撞到天花板时速度v的最小值为( )
A．eq \r(2gL) B．eq \r(gL) C．eq \r(2gh) D．
7．一辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，小车的v－t图像如图所示，在2～10 s内的图像为曲线，其余时间段图像均为直线。已知在2～14 s内，小车以额定功率运动，14 s末关闭动力让小车自由滑行。若小车的质量为1 kg，在整个运动过程中可认为小车所受的阻力大小不变。下列说法中正确的是( )
A．小车的额定功率为6 W
B．小车所受阻力大小为2 N
C．小车加速阶段的平均功率为8.1 W
D．加速阶段小车的位移大小为45 m
8．2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约400 km，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A．地球的质量为eq \f(4π2r3,GT2)
B．空间站的向心加速度为
C．空间站的线速度大小为eq \r(gr)
D．空间站的运行周期大于地球自转周期
9．下列说法中正确的是( )
A．能量只以势能和动能两种形式存在
B．能量只存在于具有高度或处于运动状态的物体中
C．任何物体都具有能量
D．能量的存在形式多种多样，且不同形式的能量之间可以相互转化，并且在转化过程中，总能量是守恒的
10．如图所示，一质量为m的小球从A点以速度v0＝4 m/s竖直上抛，与此同时受到一个恒定的外力作用，小球运动到最高点B时速度大小v＝3 m/s。已知重力加速度为g，则小球从A运动到B过程( )
A．做匀变速曲线运动
B．速度的大小可能一直减小
C．速度的大小一定是先减小后增大
D．外力大小可能等于0.5mg
11．质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M∶m可能为( )
A．4∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶2
12．一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a－t图象如图所示，t＝0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，则( )
A．t＝2 s时，水平拉力F的大小为4 N
B．在0～6 s内，合力对物体做的功为396 J
C．在0～6 s内，合力对物体的冲量为36 N·s
D．t＝6 s时，拉力F的功率为180 W
二、非选择题：本题共5小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(4分)某同学在“探究碰撞中的不变量”实验中，采用如图甲所示的实验装置，在已经平衡过摩擦力的轨道上，停着A、B两小车，A车系一穿过打点计时器（打点频率为50 Hz）的纸带，在启动打点计时器后，给A车一沿轨道方向的初速度，A车运动一段距离后，与静止的B车发生正碰，由于两车相撞处装有尼龙拉扣（图中未画出），两车立即粘在一起继续运动，纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，则可测出碰撞后两车的速度为________m/s（结果保留两位有效数字）；为完成实验，他还需要测量的物理量有_______。
14．(10分)某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能Ep＝eq \f(1,2)kx2（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）”的实验，装置如图（a）所示。水平放置的弹射器将质量为m的小球弹射出去，测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，用刻度尺测出弹簧的压缩量为x，甲、乙光电门的间距为L，忽略一切阻力。
(1)小球被弹射出的速度大小v＝________，求得弹簧弹性势能Ep＝________。（用题目中的字母表示）
(2)该同学测出多组数据，计算并画出如图（b）所示Ep与x2的关系图线，从而验证了它们之间的关系。根据图线求得弹簧的劲度系数k＝_______N/m。当弹簧压缩量从1 cm变为2 cm时（始终在弹簧弹性限度内），弹簧做功________J。
(3)由于重力作用，小球被弹出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果___________（选填“有”或“无”）影响。
15．(10分)疫情期间，质量为25 kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁l＝2.5 m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5 m/s；当秋千板摆到最高点时，小孩与横梁在竖直方向上的距离为h＝1.5 m，不考虑空气阻力的影响，取g＝10 m/s2。求：
(1)秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩重力做的功；
(2)当秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小与方向；
16．(12分)如图所示，用F＝8 N的水平拉力，使物体从A点由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动到达B点，已知A、B之间的距离s＝8 m。求：
(1)拉力F在此过程中所做的功；
(2)若物体从A到B刚好用时t＝4 s，求拉力F做功的平均功率及t＝4 s时的瞬时功率。
17．(16分)如图所示，在距离水平地面一定高度处的竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆轨道AB，在半圆轨道最低点B处有两个小球P、Q（两小球均可视为质点），两小球之间放有火药，点燃火药，两小球分别获得水平向右和水平向左的初速度，向左运动的小球P落在水平地面上的C点，向右运动的小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点后水平抛出也落在C点。已知火药释放的能量有80%转化为两小球的动能，C点与B点的水平距离为3R，P小球的质量为m，重力加速度为g。求：
(1)半圆轨道AB的最低点B处距离水平地面的高度h；
(2)火药释放的能量E。
2020-2021学年下学期高一期末备考金卷
物 理 答 案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．【答案】C
【解析】首先第谷观测了行星的运行数据，之后开普勒研究第谷的行星观测记录，发现了开普勒行星运动定律，之后牛顿在前人的基础上发现了万有引力定律，后来，卡文迪许准确测出了引力常量的数值。
2．【答案】B
【解析】恒力做功的表达式W＝Fscs α，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误，B正确；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故CD错误。
3．【答案】A
【解析】合外力不为零，但与速度垂直，合外力不做功，比如匀速圆周运动，经过一个周期，物体的动量可能不变，故A正确；如果合外力做的功为零，物体的动能可以不变化，故B错误；如果合外力是恒力，物体的加速度可以不变，故C错误；若合外力与速度同向，物体速度方向可以不变，故D错误。
4．【答案】C
【解析】人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知(F－mg)t＝Δp，而屈腿可以增加人着地的时间，从而减小受到地面的冲击力，所以C正确，ABD错误。
5．【答案】B
【解析】物块A处于静止状态时弹簧的压缩量为x0，kx0＝mg，当B与A分离时，加速度相同，且之间无弹力，可知，此时A的加速度为g，则弹簧处于原长处，故A错误；如果B物体静止释放到A的上端，做简谐运动，则最低点加速度大小为g，而现在到达A端上端速度大于零，则最低点位置更低，则加速度大于g，所以两物块一起运动过程中的最大加速度大于g，故B正确；当B与A一起向上运动到弹簧的压缩量为x0时，合力向下，已经减速，速度不是最大，故C错误；从B开始下落至B与A分离的过程中，两物块及弹簧组成的系统机械能不守恒，因为完全非弹性碰撞过程中存在损失，故D错误。
6．【答案】D
【解析】若要小球在绳子不松驰的情况下恰好撞到天花板，此时绳子的拉力为零，则，，联立解得，所以D正确。
7．【答案】C
【解析】有图像可得，在14～18 s内，有，则阻力大小，10～14 s内小车做匀速运动，有，故小车的额定功率，故AB错误；0～2 s内小车的位移，由牛顿第二定律和速度公式，可得，2～10 s内，功率不变，则，小车加速阶段的平均功率，故C正确；根据动能定理有，则加速阶段小车的位移，故D错误。
8．【答案】AB
【解析】根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，解得M＝eq \f(4π2r3,GT2)，故A正确；根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝ma，又黄金代换式，联立解得空间站的向心加速度a＝eq \f(GM,r2)，故B正确；根据牛顿第二定律可得Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，解得，故C错误；空间站的轨道半径比同步卫星轨道半径小，根据T＝2πeq \r(\f(r3,GM))可知，空间站的运行周期小于同步卫星运行周期，而同步卫星周期等于地球自转周期，则空间站的运行周期小于地球自转周期，故D错误。
9．【答案】CD
【解析】能量的存在形式不单一，如动能、势能、电磁能、光能、化学能、核能等多种形式，且各种形式的能量在一定条件下可以相互转化，转化过程中，总能量是守恒的。任何一个物体都具有能量，不具有能量的物体是不存在的。不同的物体，能量的存在形式和能量的总量是不同的，故AB错误，CD正确。
10．【答案】AC
【解析】由于受到恒定的外力，加速度不变，又因为力与速度不共线，所以小球做匀变速曲线运动，A正确；由于小球合外力的方向朝右下方，所以速度的大小一定是先减小后增大，B错误，C正确；当外力水平向右时最小，所以，竖直方向有vy＝gt，水平方向有v＝at，F＝ma，可得外力最小值是0.75mg，D错误。
11．【答案】BC
【解析】设碰撞后两者的动量都为p，由于题意可知，碰撞前后总动量为2p，根据动量和动能的关系有，碰撞过程动能不增加，有，解得，根据碰后的规律知，碰后M的速度不大于m的速度，则，故选BC。
12．【答案】BC
【解析】由图象可知，t＝2 s时，加速度a＝m/s2，由牛顿第二定律F－f＝ma，得N，故A错误；根据Δv＝at可知，在a－t图象中图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在0～6 s时间内速度增量为Δv＝18 m/s，所以v6＝v0＋Δv＝20 m/s，根据动能定理得W合＝ΔEk＝eq \f(1,2)mv62－eq \f(1,2)mv02，得W合＝396 J，故B正确；根据动量定理得I＝mv6－mv0＝36 N‧s，故C正确；t＝6 s时，根据牛顿第二定律得F6－f＝ma6，解得F6＝10 N，则P＝F6v6＝200 W，故D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(4分)
【答案】0.40 甲、乙两小车的质量
【解析】根据碰撞的规律可知，碰撞后二者一起运动的速度小于碰撞前的速度，所以相邻两点之间距离较小的点为碰撞后打下的点；由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，右边距离较小的点之间的距离为7.00 cm－6.20 cm＝0.80 cm，由于打点计时器打下两点之间的时间间隔为0.02 s，所以速度为，由题意可知，已经测出小车的速度，实验要探究碰撞中的动量是否不变，物体的动量，已经测出速度v，要知道小车质量，还需要测出甲、乙两小车的质量。
14．(10分)
【答案】(1) (2)200 (3)无
【解析】(1)小球进入光电门之前，弹簧的弹性势能全部转化为小球动能，故小球射出的速度等于通过光电门时的水平速度，即，。
(2)由乙图读出数据，并代入公式有，解得，当弹簧压缩量从1 cm变为2 cm时（始终在弹簧弹性限度内），弹簧做功。
(3)根据力作用的独立性，可知对实验结果没有影响。
15．(10分)
【解析】(1)秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩下降的高度
小孩重力做功。
(2)小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力FN，根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下。
16．(12分)
【解析】(1)拉力F在此过程中所做的功
(2)拉力F做功的平均功率
设物体在t＝4 s时的速度大小为v，则根据运动学规律可得
解得v＝4 m/s
拉力F在t＝4 s时的瞬时功率。
17．(16分)
【解析】(1)小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，有
解得
小球Q从A点水平抛出后落在C过程，由平抛运动规律有
联立解得。
(2)小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，由动能定理有
解得
小球P做平抛运动，落在水平地面上的C点，有
解得
P、Q爆炸过程由动量守恒定律有
由能量守恒定可得
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