内容正文:
高一物理人教(必修第二册)第32一35期
数理柄
答案详解
2024~2025学年高一物理人教(必修第二册)
第32~35期(2025年2月)
《圆周运动》同步核心素养测评(三)
A组
1.A:2.D:3.A:4.D:5,B:6.C:7,D
提示:
1.在空间站中所有物体均处于完全失重状态,瓶子做圆周
图1
运动的向心力全部由细绳提供,所以只要瓶子有速度,就会使
5.小孩离开滑梯后,傲平抛运动,有x=w1,h=,解
绳子产生弹力而处于绷紧状态,瓶子就能逋过圆周的最高点
得。=8m/s,小孩在滑梯底端时,由牛顿第二定律可得F、
而水的密度较大,单位体积的水的质量较大,当水和油未分离
时,二者做圆周运动的角速度和半径相同,根据F=m,可知
mg m
R,解得R、=780N,根据牛顿第三定律可知小孩滑到
水所需的向心力较大,比油更易做离心运动进而运动至外侧
滑梯底端时对滑梯的压力大小为780N.故B正确。
故A正确,
6.要使重物做离心运动,M,N接触,则A端应靠近圆心,因
2.地面对滑板的支持力和滑板对地面的压力,是一对相互
此安装时A端比B端更靠近车轮的园心,故A错误:向心力是
作用力,大小相等,故A错误:以滑板为研究对象,在经过U形
效果力,它是由弹力和物体重力的合力提供,故B错误:灯在最
场地最低点时,需要竖直向上的向心力,根据牛顿第二定律可
低点时F-g=m心,解得心=√后一子.因此增大重物质
知,地面对滑板的支持力大于运动员对滑板的压力与滑板重力
量可使LD灯在较低转速下也能发光,故C正确:灯在最低点
之和,故B错误;以运动员为研究对象,在经过U形场地最低点
时,需要竖直向上的向心力,根据牛顿第二定律可知,滑板对运
时F-g=m号,灯在最高点时P+g三m二,匀速行驶时。
动员的支持力要大于运动员所受的重力,根据牛顿第三定律可
在最低,点时婵簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力
知,运动员对滑板的压力与滑板对运动员的支持力是相互.作用
因此匀速行驶时,若[ED灯转到最低点时能发光,则在最高点
力,大小相等,侧运动员对滑板的压力大于运动员所受的重力,
时不一定能发光,故D错误。
故C错误,D正确。
7.环即将向上滑动时绳子出现拉力,在此之前物体的向心
3.当圆盘转速加快到两物体柳要发生滑动时,α物体靠细
力由重力、支持力和摩擦力提供角速度最小时,环受到重力、
线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆
支持力和摩擦力作用,摩擦力的方向沿杆向上,它们的水平合
周运动,所以烧断细线后,α所受最大静摩擦力不足以提供其
力提供向心力,故AB错误:角速度大于o。时环受到的摩擦力
做圆周运动所需要的向心力,a要发生相对滑动,离圆盘圆心
方向可能沿杆向下,其水平分量与杆支持力的水平分量共同提
越来越远,但是b所需要的向心力小于b的最大静摩擦力,所以
供向心力,故C错误,D正确.
b仍保持相对圆盘静止状态,故A正确,BCD错误。
8.不断变化450210√0
4.对单板滑雪爱好者整体受力分析如图1所示,有F合=
9÷:(2恶
mgtan,该合力提供向心力,有mgtan0=mR,解得:=
解析:(1)运动员在水平弯道上做匀速圆周运动,在骑行
√gRan8,故D正确,
的时间:内走过的圆狐长为1,则运动员的线连度大小为:号
高一物理人教(必修第二册)第32~35期
(2)根据牛顿第二定律可得
mg=m Leos B解得三
2Lcos a'tan B
,放C错误,D正
片=发
25
确。
联立解得地面对自行车摩擦力大小为
4.摩擦力小
西南东北
F.=
R
5.(1)5rad/s:(2)0.75m
解析:(1)设转盘的角速度为时,物块A将开始滑动,则
10()子g(2)
23g
9r
mg =mrowa
解析:(1)对小球进行受力分析,在竖直方向上
代入数值解得w=5rad/s
Frcos30°=mg
(2)A放置在离中心距离不同的位置上弹力不同,由于@
解得绳子的拉力
=6rad/s>wo,知弹簧处于伸长状态,由临界条件可知转动半
片=子5mg
径最小,弹簧提供向内的弹力,摩擦力达到最大,方向指向圆
心,合力提供向心力
(2)在水平方向上,根据牛顿第二定律
mg +F mrw
Frsin 30 mo'r(1 sin 30)
由胡克定律可知
可得波浪鼓转动的角速度
F=k(r-ro)
23g
0=9r
代入数值解得r1=0.75m
故满足条件的A转动半径r1的最小值为0.75m
B组
《圆周运动》核心素养单元测评
1.BC;2.AD;3.BD.
提示:
1.C;2.B;3.A;4.C:5.A:6.C:7.B.
提示:
1.对行李箱受力分析如图2所示,可得Feos a-F、sina
1.向心加速度的方向沿半径指向圆心,速度方向沿圆周的
=mwR,F sin a+Fxcos a=mg,其中,向心力由摩擦力与弹
切线方向,所以向心加速度的方向始终与速度方向垂直,故A
力的水平方向的分力的合力提供,故A错误,B正确:根据以上
正确:向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小,
两式,可得F、=mgeos a-ma Rsin c,当转速减小时,角速度
减小,则F、增大,最大静摩擦也增大,行李箱不可能下滑.故C
故B正确:地球自转时,各点的向心加速度都指向地轴,不一定
正确,D错误。
都指向地心,故C错误;物体做匀速圆周运动时,向心加速度始
终指向圆心,故D正确.本题选不正确的,故选C
2.几个轮之间通过皮带传动,所以A、B轮边缘点的线速度
大小之比为1:1,故A错误:根据=wr可得,角速度之比为
1:2,放B正确:根据0,=亡可得,向心加速度大小之比为
r
图2
1:2,故C错误:根据T=2可得,周期之比为2:1,故D错误
2.根据题意,当小球与环间的弹力为零时,小球的速度最
3.当宇航员随圆环转动时,内壁的弹力提供向心力,由题
小,即g=m三,解得:√,当小球与环间的弹力大小
等于环与木板总重力大小时,小球的速度最大,即mg+(mg+
意知弹力大小等于重力,可得mg=m心r,解得。=√任
2g)=n兰解得=2后放AD正确
0.7rad/s,故A正确。
4.驱动轮做大小不变的匀速转动时,驱动轮与从动轮边缘
3.对两演员分别进行受力分析,则有Fnsin a=mg,Fnsin B
点的线速度大小相等,向心加速度口,=二,可得从动轮边缘某
多,解得三万,放A错误,B正确:根据a
tan a
质点的向心加速度a的大小与r成反比,故C正确
一2
高一物理人教(必修第二册)第32~35期
5.由于铁球密度大,容易发生离心运动,所以铁球会在靠
13.(1)T=2红,D=oR:(2)F,=mw2R
外壁的②位置:而木球密度小,不易发生离心运动,所以木球
解析:(1)因杯子随圆盘一起做匀速圆周运动,转动的半
会在靠转轴的①位置,故A正确。
6.若汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最
径为R,根据周期与角速度的关系公式可知T=2如
大,根据牛顿第二定律有R。=m元可得R=咒x心,可知
由线速度与角速度的关系公式可得,线速度的大小为”=
当汽车的速率增大为原来的(k>1)倍时,其转弯的轨道半
(2)根据向心力公式可得F。=m@R
径至少应为原来的倍.故C正确
圆盘对杯子的静摩擦力提供杯子做圆周运动的向心力,则
7.火车受重力和轨道的支持力,两个力的合力提供向心
有摩擦力大小F=F。=moR
力,根据mgam0=m二可知该弯道的半径r:
ang放A正
14(12mds(215N(3)音m
确:由以上分析可知,当火车质量改变时,规定的行驶速度大小
解析:(1)对小球B,根据牛顿第二定律有
不变,故B错误:当火车速书小于时,重力和轨道的支持力的
mgtan a=mo'r,
合力大于火车所需的向心力,则火车有做向心运动的趋势,则
解得w=2rad/s
内轨将受到轮缘的挤压,故C正确:同理,当火车速率大于:时,
(2)对小球B,在竖直方向有
外轨将受到轮缘的挤压,故D正确.本题选错误的,故选B.
8.BC;9.BD:10.AC.
F:=mg
cos a
提示:
对小球A,在竖直方向有
8.物体做圆周运动,合力不等于零,故A错误:在最高点
Fzcos a mg F cos 0
时,加速度向下,处于失重状态,故B正确:当游客经过圆轨道
解得F,=15N
最高点时与座椅间的作用力恰好为零,重力提供其圆周运动的
(3)对小球A,根据牛顿第二定律有
向心力,根据牛顿第二定律g=n天,解得:=√瓜,放C正
Rsin0-na=心,解得认=音n
确:对座椅的作用力为零,则合力等于重力,故D错误
15.(1)c=√gR:(2)a=2gR;(3)见解析
9拖把杆向下运动的速度:子=015as,放A错误:
解析:(1)若运动员恰好通过最高点,重力刚好提供向心
拖把杆上段1s内匀速下压了15cm,则螺杆转动5圈,即拖把
力,则有
头的转速为n=5/s,拖把头转动的角速度w=2πm=
mg =mR
10m rad/s,拖把头边缘的线速度1=oR=Tm/s,故BD正
解得运动员在最高点C处的速度大小为
确,C错误,
e=√gR
10.由题图乙可知,当转盘角速度的二次方为2w时,A、B
(2)设运动员在最低点B时的速度为g,所受滑道对他的
间的细绳开始出现拉力,可知此时B达到最大静摩擦力,根据
支持力为F,据题意有F=3mg,由牛顿第二定律得
牛顿第二定律有kMg=M·2L·2,当转盘角速度的二次方为
3时,A达到最大静摩擦力,对A分析,根据牛顿第二定律有
F mg =mR
kmg-F,=m·L·3,对B分析有kMg+F1=M·2L·3m,
解得g=√2gR
联立解得m=2M,L=二,k=45,故AC正确
(3)若运动员离开C点后做平抛运动,当他落回到圆心0
mo
mg
高度处时。
山1c2)相酮3)名
竖直方向有R=之g
2华
db
kL
水平方向有x=4
高一物理人教(必修第二册)第32~35期
联立解得x=√2R>R
M'm
工=、义一质量为的列本军空
R
由此可以判断运动员会落在DA平台上
Mm
《万有引力与宇宙航行》同步核心素养测评(一)
间站上,有G
R+)=m::,解得马里亚纳海沟底处和空间
A组
站所在轨道处的重力加速度之比为点=R-(R+h),放
1.D:2.D:3.B:4.C;5.D:6.B:7.A.
提示:
A正确。
1.根据开普勒第二定律,同一行星与太阳的连线在相等时
8.2R√2:43:1
间内扫过相等面积,故A错误:当两物体距离趋近于0时,万有
①m其:(2
m
M(r-R)2
引力公式不再适用,其引力不是无穷大,故B错误:牛顿通过
解析:(1)地球表面上质量为m。的小水球,随地球自转,
“月一地检验”,发现了月球受到的引力与地面上的重力是相
半径为R,周期为T,则向心力为
同性质的力,故C错误:卡文迪什设计扭秤实验装置,借助实验
放大法,比较准确地测出了引力常量,故D正确。
An R
F=m,(浮)产R=mT
2.当两个物体间的距离r趋于零时,它们不能看作质点,
(2)月球对水球引力为
该公式不再适用.故A错误;m1和m,所受的引力性质相同.故
Gmmo
B错误:当有第三个物体m放人之间时,m,和m之间的万有
F=-R)
引力不变.故C错误:由牛顿第三定律可知,m1和m所受引力
地球对水球引力
总是大小相等的.故D正确
GMmo
F2=
R
且根据开普勒第三定律号是,解得T=318A.T8年
联立可
m
=M(r-R)
≈5.7年,故B正确。
4.浮力产生的原因为液面不同高度的压力差,空间站绕地
01c,(2)万-1
稳定飞行时,地球对它的万有引力提供向心力,处于完全失重
解析:(1)飞船在A处对地球的万有引力的大小
状态,液面没有压力差,所以斑马鱼只受万有引力作用,不受浮
F=GMm
力作用,故AB错误,C正确:根据万有引力表达式F=GMm可
(2)飞船由A点运动到B点所需的时间为子,则飞船沿椭
知,斑马鱼所在轨道的半径更大,所以其所受地球引力比其在
地面所受引力小,故D错误.
圆轨道运动周期为T:号
5.探测器在火星表面附近竖直减速下降过程,加速度竖直
向上,处于超重状态,故A错误,D正确:火星对“天问一号”的
根据题意得椭圆轨道的半长轴,=尺+尼
2
引力为F=6架,敌B错误:火星对天向-号有吸引力,放
根据开昔勒第三定律得号一子
C错误。
Ro
联立解得:
=拒-1
6.设地球的质量为M,月球的质量为m,飞行器的质量为
B组
m',飞行器距地心的距离为1,距月心的距离为2,由万有引力
1.AC;2.AC;3.AD.
定律可得3=Gum:GCmm'-G/m:m'
提示:
=4:1,
1,第谷进行了长期观测,记录了大量数据,开普勒通过对
解得1:2=9:2,故B正确.
数据研究总结得出了开普勒行星运动定律,故A正确:根据开
7.设质量为m1的物体在马里亚纳海沟底处,有:普勒第一定律,行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳处于椭
一4
高一物理人教(必修第二册)
第32~35期
圆的一个焦点上,故B错误:根据开普勒第二定律,行星距离太
受√哥。学由于中圆地球轨道卫星离地面
4
阳越近,其运动速度越大,距离太阳越远,其运动速度越小,故
C正确;所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方
高度要低些,所以与同步轨道卫星相比,中圆地球轨道卫星的
的比值都相等,故D错误
线速度大,角速度大,周期小,向心加速度大.故D正确。
2.根据G俨=mg可得地表处的引力场强度即地表重力
3根据兴=mg,1=p号,可得0=流由于星
加速度:=6兴,与之类似,在距离地面2R处即离地心3识处的
球与地球密度相同,星球表面的重力加速度是地球表面的重力
加速度的2倍,则星球的半径是地球半径的2倍,则该星球的质
C3可8,放AC正确,D错误
引力场强度g=G,M
量是地球质量的8倍.故D正确。
3.根据开普勒第二定律,“天舟号”与地球连线在相同时
4根据万有例列方提供向心力6物=m号
,解得火星的
间内扫过的面积相等,则“天舟号”在A点比在B点运动得快,
示,放A正确,B错误:对火星表面质量为,的物
质量M=4π
故A正确:由于质量关系未知,无法比较万有引力大小,故B错
误:“天舟号”与“天宫号”是不同轨道的航天器,不符合开普
=mg,解得火星表面的重力加速度的大小g=
休有GR
勒第二定律,放C错误:根据开青勒第三定律子=,“天科号~
4n2
R,放CD错误
轨道半长轴小于“天宫号”运动半径,则“天舟号”绕地球运动
5.设黑洞的质量为L,半径为R,则黑洞的密度p=业
的周期比“天宫号”绕地球运动的周期小,故D正确
4.(1)放大的思想
Fr
(2)
(3)10"
、,设质量为m的物体在该黑洞表面,则贴三g
mm
simβa
G黑洞表面的物体做匀速圆周运动的速度为光速。,则根据
5."=
sin a
牛顿第二定律可得g=
G
解析:由牛顿第二定律,有
R,=R=√
,联立可得p
GMm =m
=
3c2
4nGR,故A正确。
6.左边星体受到中央星和右边星体的两个万有引力作用,
解得书=
+G mm
其向心力由它们的合力充当,则cmm
(2R)2=m1
芹解
由题可知ina=生,inB。=
「地
得T=4rR
R
N/5Gm
,故C正确。
师得兰
=
sin Ba
sin am
7.设卫星P绕地球运动的半径为,地球半径为R,根据万
《万有引力与宇宙航行》同步核心素养测评(二)》
有引力提供向心力Gm=m
禁,根据几何关系有R。
A组
4
1.D:2.D;3.D:4.A:5.A;6.C:7.B.
n号,地球的体积为V=专心,地球的密度为p兰联立解
提示:
得p=
24=,故B正确
1,天王星轨道外面还有一颗未发现的行星.该行星对天
王星产生吸引作用,使其轨道产生了偏差.故ABC错误,D
正确。
9(1)2
L(2)
2roR2
2.卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可
得=m=m,=m4
=ma,可得=
CM
解析:(1)根据竖直上抛运动规律可得:=2
高一物理人教(必修第二册)第32一35期
解得g月=
20
2.双星绕连线上的一点做匀速圆周运动,其角速度相同,
t
两者之间的万有引力提供向心力,则有F=mwL,=mgw(L
(2)在月球表面,万有引力提供向心力,设一绕月球表面
运动的近地卫星的质量为m,则有C
-).m,+m,=业,解得m,=一,放A错误,B正确:两
=mg月
者角速度相同,A的半径大,D=o,则A星的线速度大于B星的
解得M=R_2R
G
线速度,故C错误,D正确.
10(1r=5(2p=3
3根据、GHm
R+),解得地球的质量可表示
T
(R+h)下=m
解析:(1)设探测器的质量为m,绕火星表面做匀速圆周
为M=4如(+h),故A正确:地球的密度可表示为p=号
CT
运动,有mg=m(停
M-=
4
3 mh
3R+h),故B错误:质量为m的航天员在空间
GTR
解得,=
4n2
站中受到的地球引力大小为F=
GMm
-4nmR+h,故
(2)设火星的质量为M,探测器绕半径为r的火星表面做
(R+h)2
7
匀速圆周运动有
C正确;D错误,
GMm m
2
7
4.46π4hr
aG
aRo
火星的体积
5.(1);
(2)
c;(3)
R-R
解析:(1)根据角速度的定义可知空间站的角速度为
火星的平均密度
p=兴
(2)地球表面的万有引力等于重力G=mg
R
联立解得p=
CT
解得地球的质量为
B组
M=g
1.AC:2.BD:3.AC.
G
提示:
(3)空间站沿圆形轨道运行,万有引力提供向心力
.由万有引力提供向心力G公=m产,可求得火显质
'(R+)=mw(R+h)
量M=
4a23
G示,故A正确:因不知道火星的半径,无法求得火星
gR-R
又因为w三台解得h=月子
的密度,故B错误:根据开普勒第三定律
亭可求出天向
一号的周期T=
厚T,放C正确:因不知道探测器的质量。
无法求出它受到的合力,故D错误。
一64
素养·拓展
数理插
8年2月1日-星玉
高中物理
上接第3版
在的室数.常用陕心分密将国
州表九黄量屋地电话
黑32期兼1124海
人级
Ba能力篇
-2
数理招
多特氧二香
衡准源科学工程
一,需干“面力此业
多通■【车想孙3小程,号中雄令.4
专金高介:禁血通
1日力4打可尚特0君,
L为方使推离物斤李,使线
甲乙受山大小之比为,
密脑的力为后票心,,所受受体对其的门
圆周运动的动力学问题
通村件惠粉塞
甲Z纳调比,:
取甲,乙线连度大小比为14酒
位下C山线度表
求解策略
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口厘离韩世调
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厂,4由定,围对A的支特电的小,点
吧津在的睡可中的前院用,瑰解问同的
月
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古汽之,做到调动的物体受到的所
例2量不轻图性
成老,卫到他两家雪
4,瑞定研见对象和害的物轨道平面及图心
有力的革径方到回楼为正及分解,周沿南
用,州方商高拉题水中的.气
杆P指庄良岸上,开密有一十
心力恒力力主导
入第二定列方深期
,为的气甲每两.中周库W
平为用胶军及为民的夏国显周
用一中面内,商。研究对象经边的鞋着平面
情方身由频第二延神纳力学方程
四.期国细.再1m
通昆绿的,为了前止代车销州,道序议为
.怎代延勿转速随展,行3格情会
工时物其通只方斯黄出向力物.乘
A.
2复2树,地
三,计简理父秀14女
为什么“离心沉淀
由士由中候重三博动力学力界【锐卧我承
延西动方性受到为城一十力线是几个力的
√。.司口
7林失了物中
“重力沉淀”快?
合是某一个为分力.要程体坐
仁7+6E
《1》在速小中,物体通
餐B托碧桃4一起正业有平
定
目中理4角.言
率复,构物性受合力与速现结嘴直,其方
内酸速同园动,从水平化青
解析:受重力和杆约门
上,国丙有边
地A,4.N通量物m=1g,A,时含国时
根学,灰主洲金相
的试稀中
以球一水平陶右的同时由度.球会在内期
专度气
(2》在变速国周共中,由千体过识们通
拉必指院心,里3第,由力
A夏府两40向网小年量¥香P
识一体体.其裕置为典,舒滑中写特确
不食健环存经真力向上税起,已如明加速克
年要州通且重新盖透
速江不看直,合力在生最与的分力灰号
GA时A的单数力结末雄大
性用度及内,数寿牌植山害清物植力,
的
丙的力与/·A无
气心力,产生到C国度,放变速的方尚合
D香对A的左植
过打体2
也光地写
且4生的最建度是0
的粒料7,电园安,
G从的品大通度是3F
取行离中(寓的位青上,且A终千打
高速特时,所的心力为
且.小端最右度是2
延,任任女山促多解,计悟井享围北眼申,是
圆周运动的多解问题
身在手商的当技能画
,四国度神到对这个商粒的用用小每
A年场
一更短雪达写因速商线优南食有的离
射问项
神精有的洁作,加
校春保心物作相力小十它听省壁的心力
身。直是为D,戏平线置,到同
。司时物t0生
量为一通区Q
国1所求,长度0目
为》2私利化青平一线四星天花反上,捷目
线'以度计
.
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期析=题A想导起&
工,带为风复如速魔海离心配支如博度大
52,5
点评:解客本题的风就是,1川销墙生难是
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》只南空卡
兔量,州确先量有等的条情:(己引我击P与)通
千到得层海用油时
出(线界轨时十样纳丝确生生无制响直认角
L.有P士的G,P.0度
风,{1)明编对两个增玉来风开计时0,两者
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