内容正文:
高一物理教科(必修第二册) 第32~35期
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答案详解
2024~2025学年 高一物理教科(必修第二册) 第32~35期(2025年2月)
《匀速圆周运动》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,做平抛运动,有xvf,h=士g^{},解
绳子产生弹力而处于棚紧状态,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=n
时,二者做圆周运动的角速度和半径相同,根据F=m{}r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
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
作用力,大小相等,故A错误;以滑板为研究对象,在经过U形
/F,因此增大重物质
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-mg=mo{r.解得u=
知,地面对滑板的支持力大干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U形场地最低点
时F-mg=m
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
动员的支持力要大于运动员所受的重力,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
因能习速行驰时,答灯转到最低点时能发来,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,物体靠组
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,a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、时环受到的摩擦力
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
做圆周运动所需要的向心力,?要发生相对清动,离圆盘圆心
供向心力,故C错误,D正确
越来越远,但是5所需要的向心力小于b的最大静摩擦力,所以
8.不断变化 450/2 10
10
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。三
mgtane.该合力提供向心力,有mgtane=m
2
,解得=
解析:(1)运动员在水平弯道上做匀速圆周运动,在骑行
/gRtanθ.故D正确
的时间,内走过的圆孤长为/.则运动员的线速度大小为v三
高一物理教科(必修第二册) 第32~35期
#
(2)根据牛顿第二定律可得
#
m
2v/2Lcosa'tanB
12
3
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
5.(1)5 rad/s: (2)0. 75m
10.(1)#5ng ()0
解析:(1)设转盘的角速度为t.时,物块A将开始滑动,则
u.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g.=5rad/s
F.cos 30*=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>,知弹策处于伸长状态,由临界条件可知转动半
23ng
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
1.mg+F=mr.o2}
F. sin30*=mo2r(1+sin30)
由胡克定律可知
可得波浪鼓转动的角速度
F=(r.-r。)
23g
o{
三
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.
1.BC: 2.AD: 3.BD.
《匀速圆周运动》核心素养单元测评
提示:
1. C; 2. B; 3. A; 4.C; 5.A; 6. C; 7. B.
1.对行李箱受力分析如图2所示,可得/cosa-F、sina=
提示:
mR.fsina+F.cosa=mg,其中,向心力由摩擦力与弹力的
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
水平方向的分力的合力提供,故A错误,B正确;根据以上两
式,可得F、=mgeosa-mo}Rsina,当转速减小时,角速度减
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
小,则F、增大,最大静摩擦也增大,行李箱不可能下滑,故C正
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
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. 儿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v=or可得,角速度之比为
1:2,故B正确;根据a=
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
意知弹力大小等于重力,可得mg=mo^r.解得
等于环与木板总重力大小时,小球的速度最大,即mg+(mg+
0.7rad/s.故A正确
2mg)=m
7
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.sina=mg,Fsin$
可得从动轮边缘某
点的线速度大小相等,向心加速度a=
tana
2
质点的向心加速度a的大小与r成反比,故C正确
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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)r-2=oR;(2)/=moR
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)因杯子随同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r-2
t
f。
由线速度与角速度的关系公式可得,线速度的大小为v=
R
汽车的速率增大为原来的k(下>1)倍时,其转弯的轨道半径
(2)根据向心力公式可得F=moR
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=mR
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
mgtana=mo2/..
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=2rad/s
内轨将受到轮缘的挤压,故C正确:同理,当火车速率大干,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
cosa
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
F sine-Fsina=mo'r.,解得:r,=
2m.
确;对座椅的作用力为零,则合力等于重力,故D错误
15.(1)vc=gR;(2)rn=2gR;(3)见解析
9.拖把杆向下运动的速度v.=
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,则棵杆转动5圈,即拖把
力,则有
ng=mR
头的转速为n=5v/s,拖把头转动的角速度=2mn=
$0n rad/s.拖把头边缘的线速度 =R="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.
1。=vgR
10. 由题图乙可知,当转盘角速度的二次方为2*时,AB
(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=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
kmg-F =m·L·3 ,对B分析有kMg+F =M·2L·3^}.
解得v=v2gR
F=
4f,故AC正确,
联立解得m=2M,1.=
(3)若运动员离开C点后做平抛运动,当他落回到圆心0
m
ng
高度处时,
水平方向有x三v
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联立解得x=2R>R
G
M'm
由此可以判断运动员会落在DA平台上.
间站上,有GMm
《万有引力定律》同步核心素养测评(一)
(+h){=m:gn,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“1(R-d)(R+h),故
g2
1. D; 2. D; 3. B: 4. C; 5. D; 6. B; 7. A.
R
提示:
A正确.
8.2R
1.根据开普勒第二定律,同一行星与太阳的连线在相等时
2:43:1
4;(2)
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
m2}
9.(1)mo
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”。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;卡文迪许设计扭秤实验装置,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,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m。所受的引力性质相同.故
Gmmo
F.
B错误;当有第三个物体n。放人之间时,n.和n。之间的万有
(r-R)2
引力不变.故C错误;由牛顿第三定律可知,m.和n。所受引力
地球对水球引力
GMmo
总是大小相等的.故D正确.
P.=
#
联立可得
F
_2
=M(r-R)2
~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,液而没有压力差,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
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7”=
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r.,由万有引力
1.AC; 2.AC; 3.AD.
提示:
定律可得F:F,=
2
2
-=4:1.
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:r。=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n;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
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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
/4n7
,由于中圆地球轨道卫星离地面
G
=
阳越近,其运动速度越大,距离太阳越远,其运动速度越小,故
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
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
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GMm
=mg可得地表处的引力场强度即地表重力
T
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g=G
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
g,故AC正确,BD错误.
量是地球质量的8倍,故D正确
(3)3=
4.根据万有引力提供向心力GMm
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
质量VM=
42
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
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
=mg,解得火星表面的重力加速度的大小g=
4n2
#,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p=
M
=
的周期比“天宫号”绕地球运动的周期小,故D正确
3
4.(1)放大的思想
(2
(3)10~
#=
nm'
GM
sinB.
.黑洞表面的物体做匀速圆周运动的速度为光速c.则根据
sin.
ne2}
/GM
牛顿第二定律可得mg三
R
解析:由牛顿第二定律,有
,联立可得p
GMn
3。2
=4n,故A正确.
/GM
6.左边星体受到中央星和右边星体的两个万有引力作用,
解得三
/,
r
其向心力由它们的合力充当,则GmG
.sinB.=
(2)
由题可知sin.=
r_
r
sinB
sing_.
7.设卫星P绕地球运动的半径为r.地球半径为R.根据万
《万有引力定律》同步核心素养测评(二)
A组
2.地球的体积为V=
rsin
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
4n2R
王星产生吸引作用,使其轨道产生了偏差,故ABC错误,D
3
72
正确.
2n.P
2.卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可
g
/GM
得GMn
=mur
2o
__
_^,=
解析:(1)根据竖直上抛运动规律可得1=
r
g
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20
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-LM,故A错误,B正确:两
运动的近地卫星的质量为m,则有CMm
R
=mg
者角速度相同,A的半径大,v三or,则A星的线速度大于B星的
2R
G
G
线速度,故C错误,D正确
3
(2)p=
10.(1)r三
3.根据GMm
为M:4(R+h)}
一.故A正确;地球的密度可表示为p三
解析:(1)设探测器的质量为”.绕火星表面做匀速圆质
M
G72}
运动,有mg=m(2-)
M
3-m(R+h),故B错误;质量为m的航天员在空间
##
G7^R
解得,7
4.
GMm
4n{m(R+h),故
站中受到的地球引力大小为F三
(R+h){}
(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
ah
5.(1)#(2)## 3)##一#
火星的体积
__
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
R
联立解得p=
解得地球的质量为
B组
V:
G
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
cMm
4r2
(#+h){}
=mo(R+h)
2
#/#R#
47
又因为=
-R
量M=
一号的周期7=
无法求出它受到的合力,故D错误
-64
素养·拓展
教祝盔
225军1月然日-量原五
高中物理
土相前3竖
厅星的中是为起,引力南量为6,期中4A为已
通估套室可试酸原通行秋魂,蓝务调,周
场国州量银辉纳电暖
数理招
置35第11
教科
2学南中的得图图
和量,病厅星所道量为
:原门保表型设,道行桶月止来么型的不功进行合桌
5-
公修第二番
静年,:程台大的买
量由组密客为
鲜如旋具执建的不月,可过待通体显星分为
滑口献道与南军工粉
体棒为保量二它相
三.计直理(本1令
长:隆文性出地号:C11F立代号2116
女垂周骨:务学应
轻星的合转1
海导年二相1度得配可
图心制匀电国得写品
圆钙精目万几,经国
标不金十因万存引力侧
,其桂球球心树运的与
特无能显风生相和来
一测天体质量有法可依
作利暖容一起白图所欢,已韩一双厚系性
度★,生售4情休,地可
这工艺十属内生县又;相夏时瓷的不网,可过
用零文铜
帮弹4。之
年尼为青地其图方海
得通信玉星象冷军利通信家星民明通信员夏和
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有哪些业务类型?
任,相最,显心二。-,子,特
A显的提黄大于a某上度
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日图机理制
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个球,经过时,
42
卫星围定业务
康利星中制填,利得抛品点早裤蝗⊙之G行流
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陶又十0感相月内电日支由
重,漏器周两净制内
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实为,容精出H克增大到)信,贴出点与
年章与无,引力说量为公下对日法工角的是
年点之重这以已第流A端一准
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成种高真盖有
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解析:(11设行某的单很为本.圆
卫显移时业务
首因说包
已期与酒的关不有。学
机的其表天为品
卫义移确之毒是在样附地婚和一圆点家
细餐:包干他优达阳穿:出富度,山径
卡是知风华属由上个
力的日标为了国测尾行目昆香作在名命.具
上蛋量为■微天品空园林中受到的地
程,通过刀有刊力荐十力关出型2坐
121是的过的能量为球,疗保的插量者=
重时引力大(话+山
单丛心网的通防业多理相移治流球难美型的于
(1》说抛出的高力色,一次水平
厘里速如进国通,直间
触有可引力性心力,有
为网.正回约常行博痛为T,打花且为C.沈发:
且质量为=玻大悦空同站受判物地
着中轴度信大州1管,期有
礼水上精动是寿和工星税堂作哈业泰
青度k方常,主律
(3t+A=4F1
2)有已周力星月学为4.试请忆理
解中天情的西且专
卫星广地业务
二精空题[分
4某行星明围的国
卫重广播业海见相用主星发适A种发指号
显烧其输国湖由陆的制
区然公或直接转鞋色量个停化年集缘侵食)
红国之请存雪万有引力.这使得有春
道单量与品厅调期
的通信量最广墙通厚江足耳克无+大家1法风
十中可果角冷准,习
送柔山形水已姓
【的者备率无下取引
力作相下里嘉在一过江均约的同自是
·双星系统的特点及求解
食妇联或的一件卫星,明为大年分广地起说钟日
即无通吐广插通情美是待说明金闻月票全域的:
于现起网得城且传
根
34则整对各案
用有a出每:。牛兰
双凰斯统”有以下解整:
AA:身中干星减速国理运将C带
希有:D
卫星间业务
速定大小始件相靠
例工天文学相近在的
复州里车:本世机4
玉养专修L要香起室神的原网
园我国上号一子
球或相在人睡域球卫笔之架相然结形的无
国围5,井日它的角速度,周期牌:
1山1.a1+A15L
我电通信类春这件么导上是用十其至之可的刻
年年上架香门L本=
仁本中子量刘速置建出,提连度闪中准普海电尾系线中星
击养得居工万有引力配情
也导:有
味们心力以它门心力大等
作平事
情等雄和静风
人,两第明制着桂之有带千利夏之同的阳
且美着A码中手量正理南减,二
星某使中网看氧层固以的线上的某一置可
重西5活通九组速雪的计
L:1年1n
空闻博作业务
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