第33期 《圆周运动》 核心素养单元测评-【数理报】2024-2025学年高一物理必修第二册同步学案（人教版2019）

高一物理人教(必修第二册) 第32~35期 ###### 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 5.小孩离开滑梯后,做平抛运动,有x=vot,b=2gf,解 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 绳子产生弹力而处于细紧状态,瓶子就能通过圆周的最高点 得v。=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 mg=m 时,二者做圆周运动的角速度和半径相同,根据F三mr可知 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.V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端更靠近车轮的圆心,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,在经过口形 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 F巨,因此增大重物质 场地最低点时,需要坚直向上的向心力,根据生顿第二定律可 低点时F-mg=mo2r,解得o= 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LED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D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 动员的支持力要大干运动员所受的重力.根据牛顿第三定律可 在最低点时弹策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LED灯转到最低点时能发光,则在最高点 力,大小相等,则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刚要发生滑动时,a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园 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 力提供向心力,故AB错误;角速度大于。时环受到的摩擦力 周运动,所以烧断细线后,a所受最大静摩擦力不足以提供其 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,但是么所需要的向心力小于少的最大静摩擦力,所以 供向心力,故C错误,D正确 8.不断变化 450./2 10 )0 b仍保持相对圆盘静止状态,故A正确,BCD错误 4.对单板滑雪爱好者整体受力分析如图1所示,有F。= 2 mgtane,该合力提供向心力,有mgtanθ=m 解析:(1)运动员在水平弯道上做匀速圆周运动,在骑行 /gRtanf.故D正确 的时间:内走过的圆狐长为1,则运动员的线速度大小为v= 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 2v/2Lcos 'tanB 2 3 确。 联立解得地而对自行车摩擦力大小为 4.摩擦力 小 西南 东北 5.(1)5 rad/s; (2)0. 75m 10.(1)#5 0(2) 解析:(1)设转盘的角速度为。时,物块A将开始滑动,则 1,mg=mro} 解析:(1)对小球进行受力分析,在竖直方向上 代入数值解得.=5rad/s F.cos 30o=mg (2)A放置在离中心距离不同的位置上弹力不同,由于a 解得绳子的拉力 =6rad/s>.知弹箭处于伸长状态,由临界条件可知转动半 F= 径最小,弹策提供向内的弹力,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 u1mg+F=mr.} F. sin30*=mo{}r(1+sin30) 由胡克定律可知 可得波浪鼓转动的角速度 F=h(r.-ro) 7. = 代入数值解得r. =0.75m B组 故满足条件的A转动半径r.的最小值为0.75m 《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Fcosg-F、sing =moR.F.sina+F.cosa=mg,其中,向心力由摩擦力与弹 1.向心加速度的方向沿半径指向圆心,速度方向沿圆周的 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。=mgcosa-moRsina,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:=r可得,角速度之比为 1:2.故B正确;根据a. = m_g 图2 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ng=m 意知弹力大小等于重力,可得mg=mo{}r,解得o= 等于环与木板总重力大小时,小球的速度最大,即ng+(mg+ 0.7rad/s.故A正确 2mg)=m 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F.sing三mg、F-sing 点的线速度大小相等,向心加速度a。= 质点的向心加速度a.的大小与r成反比,故C正确 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 3.(1)r-2-=oR;(2)F.=m'R 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 径为R,根据周期与角速度的关系公式可知r-2π 6.若汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最 , ,可知 大,根据牛顿第二定律有F.=m F 由线速度与角速度的关系公式可得,线速度的大小为v= oR 当汽车的速率增大为原来的h(^>1)倍时,其转弯的轨道半 (2)根据向心力公式可得F。三moR 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 可知该弯道的半径r- 有摩擦力大小F =F.=moR 力,根据mgtanθ=m 14.(1)2 rad/s (2)15N 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:当火车速率小于;时,重力和轨道的支持力的 mgtanx=mor.. 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o=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 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 F.cos a+mg =F.cos 6 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mg=m 5 确;对座椅的作用力为零,则合力等干重力,故D错误 15.(1)vc=gR;(2)t=②gR;(3)见解析 9.拖把杆向下运动的速度v三 解析;(1)若运动员恰好通过最高点,重力刚好提供向心 力,则有 拖把杆上段1s内匀速下压了15cm.则攀杆转动5圈,即拖把 ng=mR 头的转速为n=5v/s.拖把头转动的角速度=2mn= 2 $0n rad/s,拖把头边缘的线速度v =oR="m/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 n。=gR 10.由题图乙可知,当转盘角速度的二次方为2时,A、 (2)设运动员在最低点B时的速度为心.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三3mg,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=m kmg-F =m·L·3^,对B分析有kMg+F=M·2L·3^}, 解得v:=v2gR #F#,n=7# 联立解得m=2M,L= (3)若运动员离开C点后做平抛运动,当他落回到圆心0 mo 高度处时, 竖直方向有R-1 2 水平方向有x三v 高一物理人教(必修第二册) 第32~35期 联立解得x=/2R>R G M'm. R 由此可以判断运动员会落在/2A平台上 间站上,有CMm 《万有引力与宇宙航行》同步核心素养测评(一) (+h){}=m:g,解得马里亚纳海沟底处和空间 A组 g2 1. D; 2. D; 3. B; 4. C; 5. D; 6. B; 7. A. R 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 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7,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 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;n.和n。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n.之间的万有 (r-)2 引力不变.故C错误;由牛顿第三定律可知,m.和m。所受引力 地球对水球引力 GMmo 总是大小相等的.故D正确 F.= ## m =M(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 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=CM可 (2)飞船由A点运动到B点所需的时间为T,则飞船沿 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 圆轨道运动周期为7"- 地面所受引力小,故D错误 5.探测器在火星表面附近竖直减速下降过程,加速度竖直 R+R。 根据题意得圆轨道的半长轴,三 向上,处于超重状态,故A错误,D正确;火星对“天问一号”的 2 P C错误. 6.设地球的质量为M.月球的质量为n.飞行器的质量为 B组 n',飞行器距地心的距离为r,距月心的距离为/。,由万有引力 1.AC; 2.AC; 3.AD. 提示: 定律可得F:F,三 ” 一=4:1. 2 2 2 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r:7:=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m。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圆,太阳处于概 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 /GM /4nr7 ,a= 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,周期小向心加速度天.故D正确 2.根据GMm =mg可得地表处的引力场强度即地表重力 R 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 引力场强度g'=GM 98,故AC正确,BD错误. 量是地球质量的8倍,故D正确 (3)= 3.根据开普勒第二定律,“天舟号”与地球连线在相同时 间内扫过的面积相等,则“天舟号”在A点比在B点运动得快, 4π2 质量M= 故A正确;由于质量关系未知,无法比较方有引力大小.故B错 Mmo 体有G 误;“天舟号”与“天宫号”是不同轨道的航天器,不符合开普 =mog,解得火星表面的重力加速度的大小g= 4 #7,故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M,半径为R,则黑洞的密度?三 的周期比“天宫号”绕地球运动的周期小,故D正确 3M (2) 4.(1)放大的思想 (3)10-1 = GM /sinB sing. m2} /GV R 牛顿第二定律可得mg= ## C=gR= ,联立可得p 解析:由牛顿第二定律,有 3 =4G,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;= sin- (2){= 由题可知sina.= 7 r 解得: sinB sina_ 7.设卫星P绕地球运动的半径为7.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) A组 2 M 1. D: 2. D; 3. D; 4.A; 5.A; 6.C; 7. B. 提示: 得p= 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. 2. 卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可 2t /GM r,_三 解析:(1)根据竖直上抛运动规律可得1= g: 高一物理人教(必修第二册) 第32~35期 解得g:= 2.双星绕连线上的一点做匀速圆周运动,其角速度相同 两者之间的万有引力提供向心力,则有F=mL.=m{}(l (2)在月球表面,万有引力提供向心力,设一绕月球表面 -L),m+m=M,解得m=- L-△,故A错误,B正确;两 R 者角速度相同,A的半径大,v=or,则A星的线速度大于B星的 20R Gt G 线速度,故C错误.D正确 3.根据GMm 为M-4n(R+h){} 解析:(1)设探测器的质量为n.绕火星表面做匀速圆质 G7{ 运动,有ng=m(2), 3n(R+h)2 _# G7 一.故B错误;质量为m的航天员在空间 GMm -4r{m(R+h),故 站中受到的地球引力大小为F= (R+h)2 (2)设火星的质量为M,探测器绕半径为r的火星表面做 72 匀速圆周运动有 C正确;D错误 4.4 4 G 火星的体积 5.(1)#(2)##(3)## # 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 3 联立解得p= 解得地球的质量为 B组 1.AC; 2. BD: 3.AC. 提示: (3)空间站沿圆形轨道运行,万有引力提供向心力 G_Mm =m(R+h) (R+h)} 2 42 /R 量M= 又因为=- 一号的周期7”= 无法求出它受到的合力,故D错误选,心七 7一,笔,工,下 #7霜行 二 《同周运动》核心素养单元测评 投本是中4是过高 的了过十下段气头在一的比 一中出铅头动一现某把内有一5 的中七 建过n设中心 上下阅量 之的死)3头的0上 A.本会在①位会比 。5, 1 下时会把上的用、次 1水会②现,会转①位 了过选 ,_ C.本比会批心站,在的② A.祀下远好2 1) 1分 B中无的心到② &在本地上的,地到比到大的大来 C. 速度为r B.的一, 第1卷 选择题(446) 的,与时,的少空 1甫 , n.45 A.n 一、笔选题!头7小,5题生分,各全,时4分,点法路0分 我方A在本上皆长 1.七了对 ) ) 七答 止开大均与速的早’。 . k.r 的,如一高,的 干,将活题转转:掉绳{戟 C.-点一m 此心听,这上心少比受, 相i D. 习 乙早乙的 十火以的会 2.如回1听十之道选的老了日在题中A铅与的 止,云礼时文小力度听与本地 1) 之比1.A的 地叫下不证是 。 .ir!1 1.1: D.:1 C. 0)i4 _-_- , A._。 3. 人,科 .s上的 了严, 每 选题(共54分) C.干吐 0无视】立干士严与字到 n. 干,吐的 的,的文为 1()基学心回封,第首行 三、酸题(风其题,其16,将江在赴上减按 () n_l。 二、选本题其3题、本题点,话,每小的四选项中,有这是 ,7_。 .1t1.4l. 是的,是选的得6,且地5,老且点不且的评a 4.中七””一, 上 G 3国示的了 所3听i无干士叫 的一“. 大下去心如 一项上陪山一客过 大上以始,(汇此画 入墙力为等,力逐文斗、. l院.遇毫! ) A. B 一/ 口古了 n心77r .n 0o量,.之品 ,. C. 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