参考答案：
1．C
2．B
3．B
4．B
5．D
6．B
7．C
8．BD
9．AD
10．CD
11．AC 2.0 4.0
12． mgs
13．（1）；（2）
（1）小球通过最高点时
解得
（2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有
解得第一宇宙速度为
14．(1)v0>2 ；(2)①刚好对管壁无作用力，v0＝；②对下管壁有作用力，2；
（1）小球在管内运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．要求小球能从C射出，小球运动到C点的速度vC>0．根据机械能守恒即可算出初速度v0，小球从C点射出时可能有三种典型情况： ①刚好对管壁无压力；②对下管壁有压力；③对上管壁有压力．同理由机械能守恒可确定需满足的条件．
小球从A端射入后，如果刚好能到达管顶，则vC=0
由机械能守恒
得
所以入射速度应满足条件
（2）小球从C端射出的瞬间，可以由三种典型情况：
①刚好对管壁无压力，此时需要满足条件
联立得入射速度
②对下管壁有压力，此时相应的入射速度为
③对上管壁有压力，相应的入射速度为
15．（1）1.6m；（2）14J
（1）物体经过点时有
可得
小球运动至点的竖直分位移
A点距地面的高度
（2）以地面为零势面，设物块在水平地面向右的位移为，从点下滑到第一次返回点过程中有
可得
从A点到弹簧压缩最短过程中有沈阳市回民中学 2021 级高一下学期期中考试
物 理
试卷满分：100 分 时间：75 分钟
一、选择题（本题共 10 小题,共 46 分。在每小题给出的四个选项中,第 1-7 题只有一项符
合题目要求,每小题 4 分;第 8-10 题有多项符合题目要求,每小题 6 分,全部选对的得 6 分,
选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分）
在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是( )
德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量C．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
如图所示，当小车 A 以恒定的速度 v 向左运动时，对于 B 物体，下列说法正确的是
（ ）
A．匀加速上升 B．B 物体受到的拉力大于 B 物体受到的重力
C．匀速上升 D．B 物体受到的拉力等于 B 物体受到的重力 3．如图所示，在倾角为 θ 的斜面上 A 点，以水平速度 v0 抛出一个小球，不计空气阻力， 它落到斜面上 B 点所用的时间为（ ）
A． 2v0 sin B． 2v0 tan C． v0 sin D． v0 tan
g g g g
(
第
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6
页
)
质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为 P，且行驶过程中受
到摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为的瞬时加速度的大小为（ ）
v，那么当汽车的车速为 v
3
时，汽车
P
mv
2P
mv
3P
mv
4P
mv
如图甲所示，a、b 两小球通过长度一定轻细线连接跨过光滑定滑轮，a 球放在地面上， 将连接 b 球的细线刚好水平拉直，由静止释放 b 球，b 球运动到最低点时，a 球对地面的压力刚好为零；若将定滑轮适当竖直下移一小段距离，再将连接 b 球的细线刚好水平拉直， 如图乙所示，由静止释放 b 球，不计一切阻力．则下列判断正确的是（ ）
两小球的质量相等
两小球的质量大小无法判断
在 b 球向下运动过程中，a 球可能会离开地面
D．b 球运动到最低点时，a 球对地面的压力仍恰好为零
如图所示，近地卫星的圆轨道 I 半径为 R，设法使卫星通过一次变轨进入椭圆轨道 II， 再通过一次变轨进入半径为 r 的预定圆轨道III。已知地球的质量为 M，引力常量为 G，则
（ ）
(
GM
R
3
)卫星在近地轨道I 上的绕行线速度大小为
卫星在轨道 II 上通过远地点 b 时的加速度大小为 GM
r 2
卫星在轨道 II 上通过近地点 a 时的速度等于在轨道 I 通过 a 时的速度
卫星在预定圆轨道 III 上的机械能小于在近地轨道 I 上的机械能
质量为 m 的物块以一定初速度滑上倾角为 30°的足够长斜面，返回出发位置时速率变为原来的一半。已知重力加速度为 g，则物块与斜面之间的滑动摩擦力大小为（ ）
A． 1 mg B． 1 mg
2 5
C． 3 mg D． 2 mg
10 5
忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ）
A．电梯匀速下降B．将物体竖直上抛
C．将物体由光滑斜面底端拉到斜面顶端D．铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前
从地面竖直向上抛出一物体，其机械能 E 总等于动能 Ek 与重力势能 Ep 之和．取地面为
重力势能零点，该物体的 E 总和 Ep 随它离开地面的高度 h 的变化如图所示．重力加速度取
10 m/s2．由图中数据可得
物体的质量为 2 kg
h=0 时，物体的速率为 20 m/s
h=2 m 时，物体的动能 Ek=40 J
从地面至 h=4 m，物体的动能减少 100 J
把一质量为 m 的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至 A 的位置（设此位置重力势能为零），如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置 C（图丙），途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知 A、B 的高度差为 h，C、B 高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，则下列说法正确的是（ ）
A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力B．状态甲中弹簧的弹性势能为 mgh
C．状态乙中小球的动能为 2mgh D．状态丙中系统的机械能为 3mgh
二、非选择题:本题共 5 小题,共 54 分
11．（6 分）图 1 是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
以下实验过程的一些做法，其中合理的有 . a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
图 3 是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛起点，在轨迹上任取三点 A、B、C，测得 A、B 两点竖直坐标 y1 为 5.0cm、y2 为 45.0cm，测得 A、B 两点水平距离Δx 为 40.0cm，则平抛小球的初速度 v0 为 m/s，若 C 点的竖直坐标 y3 为 60.0cm，则小球在 C 点的速度为 vC= m/s（结果均保留两位有效数字，g 取 10m/s2）．
12．（8 分）如图所示为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空。
实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于 1 m，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度 l 和两光电门中心之间的距离 s；
③将滑块移至光电门 1 左侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门 2；
④测出滑块分别通过光电门 1 和光电门 2 时的挡光时间Δt1 和Δt2；
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量 M，再称出托盘和砝码的总质量 m． 回答下列问题：
滑块通过光电门 1 和光电门 2 时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为 Ek1＝ 和 Ek2＝ ；
在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，系统势能的减少量 ΔEp＝ (重力加速度为 g)；
如果满足关系式 (用题干中字母表示)，则可认为验证了机械能守恒定律．
13．（12 分）一宇航员在半径为 R 的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为 l 的轻绳一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在 O 点，当小球绕 O 点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为 v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为 G， 求：
该行星表面的重力加速度；
该行星的第一宇宙速度。
14．（14 分）如图所示，光滑细圆管轨道 AB 部分平直，BC 部分是处于竖直平面内半径为 R 的半圆，C 为半圆的最高点。有一质量为 m、 半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度 v0 射入圆管．
若要小球从 C 点出来，初速度 v0 应满足什么条件？
若改变小球初速度 v0，小球在 C 点对管壁的压力会有几种不同的情况，请分类讨论，初速度 v0 各应满足什么条件？产生哪几种情况？
15．（14 分）如图所示，从 A 点以水平速度v0 2m/s 抛出质量m 1kg 的小物块P（可视为
质点），当物块 P 运动至B 点时，恰好沿切线方向进入半径R 2m 、圆心角 60 的固定光滑圆弧轨道 BC ，轨道最低点C 与水平地面相切， C 点右侧水平地面某处固定挡板上连接一水平轻质弹簧。物块P 与水平地面间动摩擦因数 为某一定值， g 取10m/s2 ，弹簧始
终在弹性限度内，不计空气阻力。求：
抛出点 A 距水平地面的高度 H ；
若小物块P 第一次压缩弹簧被弹回后恰好能回到 B 点，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能 EP 。
