内容正文:
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
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答案详解
2024~2025学年 高一物理人教(必修第二册) 第36~39期(2025年3月)
《万有引力与宇宙航行》同步核心素养测评(三)
转周期相同,与地面保持相对静止,并非受力平衡,故C错误;
A组
地球静止轨道卫星的轨道半径小于月球绕地球运行的轨道半
1.A; 2.C; 3. B: 4.A; 5. D; 6. C; 7. D.
径,根据万有引力提供向心力有GMm
=n
_2
提示:
/CM
1.第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度,也是地
,可知,地球静止轨道卫星绕地球运行的速度大于月球
球卫星绕地球飞行的最大速度,故A正确,D错误;第二宇宙速
绕地球运行的速度,故D正确
度是在地面上发射物体,使之成为绕太阳运动或绕其他行星运
6.在该运动轨道的最高点,该星球上的重力提供向心力有
动的人造卫星所必需的最小发射速度,故B错误;第三宇宙速
mg=
,在该星球表面,万有引力等于重力,则有CMm
度是在地面上发射物体,使之飞到太阳系以外的宇审空间所必
需的最小发射速度,故C错误
m{}
2
B
2.根据万有引力提供向心力有CMm
=m
。
/R
/GM
2'
7.嫦娥六号登月,依然绕地球运动,发射速度大于第一宇
2/5
宙速度即可,故A错误;在环月轨道上,探测器受月球和地球的
舱绕月飞行的周期大于地球上近地圆轨道卫星的周期,返回舱
引力提供向心力,由于探测器绕月运动,则地球对探测器的引
绕月飞行的速度小于地球第一宇宙速度,故C正确
力小于月球对探测器的引力,故B错误;根据万有引力提供向
3.上升器减速后做近心运动,才能从环月轨道下落,故A
错误,B正确:根据F-GM可知下落过程中上升器受到的万
心力有GMm
2
_
,2
有引力逐渐增大,月球表面空气很稀薄,空气阻力可忽略不计,
3-m
根据牛顿第二定律可知上升器的加速度也越来越大,下落过程
一_
月球的第一字宙速度满足CMm- _
中上升器的速度越来越大,故CD错误
2
{#,解得一
4.要使神舟十七号在同一轨道上能追上空间站以实现对
正确
接,则需要使神舟十七号加速,与此同时要想不脱离原轨道,根
8.大于
等于
变大
加速变轨
不变
据F=m
9.(1)1.3x10*m/s};(2)3.7x10m/s
方面有沿轨道向前的分量,另一方面还要有指向地心的分量
解析:(1)在中子星表面,重力等于万有引力,则有
从而使喷气产生的推力与喷气方向相反,故A正确
5.第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速
解得中子星表面的自由落体加速度为
度,中圆地球轨道卫星运行速度不会大于第一宇宙速度,故A
GM
~1.3x10”m/s2
错误;中圆地球轨道卫星所在平面过地心,北京所在伟度平面
R
不过地心,故B错误;地球静止轨道卫星转动的周期与地球自
(2)卫星在中子星表面做匀速圆周运动,万有引力提供向
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
CMT=
心力,由牛顿第二定律得GMm
“=
GMm
=m
,2
P
解得中子星的第一宇审速度为
轨卫星轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,则同步卫星的
/GM
~3.7x10m/s.
运行线速度小干中轨卫星的运行线速度,同步卫星的周期大干
R
中轨卫星的周期,故A错误,B正确;由万有引力提供向心力得
2n(R+H)
10.(1)2iR
GMm_m4
/CMT
。
R
#4,故C
解析:(1)依题意,上升器做平抛运动,坚直方向可得
正确:在地球表面有CMm-mg,则同步卫星的轨道高度为h=
R
3/CMT7
8RT-R,故D错误
r-R=
##4-R=
解得月球表面处的重力加速度为g=
4r}
R
C
5.(1)R
(2)2CM
解得月球的第一字宙速度v-2/R
。2
解析:(1)假设卫星绕太阳表面做圆周运动,由万有引力
(2)根据万有引力提供向心力
,2
GMm
4-(R+H)
=m
72
(RH)2
解得1=R
/GV
联立解得“组合体”的环月运行周期为
2n7(R+H)
T=
(2)假设卫星绕黑洞表面做圆周运动,由万有引力提供向
R}
_mRn:
_.GMm
_
B组
心力,则有
R_
1.BD: 2.AD: 3. BC.
根据题意,太阳收缩成球形黑洞后逃逸速度
提示:
=2.
1.第一宇审速度大小约为7.9km/s.故A错误;若想使卫
2GM
解得2三
Rsw
星进入地球同步轨道,发射速度需大于第一宇宙速度,故B正
确;若卫星发射速度大干第二宇审速度,则会脱离地球束缚,不
2GM
其中v:三c,解得R<
会进人月球轨道,故C错误;若想使探测器发射到火星表面,发
可知,黑洞最大半径R。三
2GM
射速度需大于第二宇审速度,脱离地球的吸引,故D正确
2.根据卫星变轨规律,可知卫星由高轨道到低轨道,需要
《万有引力与宇宙航行》核心素养单元测评
点火减速,故“揽月”与“梦舟”分离时需要减速,故A正确;根
1. D; 2.A; 3.D: 4.A; 5.D; 6.D; 7.C
GM
,因P点离月球的距离更远,故“梦
提示:
1.什普勤语过分析事答的无文观测数据,总结用行星记
舟”经过P点时的加速度小于经过0点时的加速度,故B错误:
动的三大定律,故A错误:牛顿通过“月一地检验”表明地面物
因环月圆轨道的半径大于环月圆轨道的半长轴,根据开普勒
体与月球受地球的吸引力是同种性质的力,故B错误:卡文迪
第三定律可知,“梦舟”在环月圆轨道上的周期大于在环月树
什通过实验测出了引力常量G的值,被誉为第一个能“称量地
圆轨道上的周期,故C错误;“梦舟”由地月转移轨道进入环月
球质量”的人,故D正确,C错误
圆轨道,在近月制动点处减速,使得“梦舟”需要的向心力小于
月球提供的向心力,从而被月球捕获,故D正确
3.卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得
=b,可知常数k只与恒星的质量M有关,与绕恒星运行的行星
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
无关,故A正确
同步卫星的轨道半径,由于该卫星与同步卫星质量关系不确
3.卡文迪什通过该装置测出了引力常量G.与物体质量无
定,则两者所需向心力大小关系也不确定,故D错误,本题选错
关,故AB错误;测得的G是引力常量,根据单位制知公式不仅
误的,故选ABD.
反应物理量数量间的关系,也反应物理量单位间的关系,引力
9.天舟八号在地球的引力场中,所以天舟八号的发射速度
常量是有单位的,故C错误:该实验巧妙地利用了“微小量放
应大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,故A错误;对接前,
大”思想,故D正确
=可知
4.质量较大的M. 和质量较小的M.之间的万有引力F=
周期更短,故B正确:根据CMm
GM.M.
=ma.可得a=
,结合数学知识可知M. =M.时,M.M.有最大值,根据
,1”
前,天舟八号的加速度大于空间站的加速度,故C错误;对接
题意质量较小的黑洞M。吞噬质量较大的恒星M.,所以万有引
前,天舟八号欲追上空间站,可以在低轨道上点火加速做离心
力变大,故A正确.
运动,故D正确.
5.设黑洞质量为M.星体质量为m.该星体由万有引力提
10. 超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配
Mm
供向心力有G
重空间站连接在一起,它们随地球同步旋转,则配重空间站的
3r2
周期等于24h,故A正确;地球同步卫星的轨道在同步空间站
联立可得p=
4,故D正确.
和配重空间站之间,地球同步卫星所受万有引力提供向心力
6. 航天员所受万有引力提供向心力,处于完全失重状态
根据F.=nr
合力不为零,故A错误;核心舱的运行周期为r-m(R+h){}
$
与绩绳作用力共同提供向心力,故B错误:若太空电梯沿缆绳
故B错误;空间站的周期小于同步卫星周期,即小于24h.所以
匀速运动,由于太空电梯绕地球转动,所以其内的物体受力不
航天员在8小时的出舱活动中,将绕地球转过大于-周,故C
平衡,故C错误;若两空间站之间缆绳断裂,则配重空间站受到
的万有引力小于所需的向心力,配重空间站将做离心运动,故
错误:根据GMm
_
D正确.
11.(1)自西向东
靠近赤道
3s
得p=
Gr(K+),故D正确.
过
7.根据牛顿第二定律有CMm
(h)ma,M=_p
4
12.(1)A(2)运行n圈的时间
(3)2
联立可得a=
(4)D
8.ABD; 9. BD: 10.AD.
飞船中物体完全失重
13.(1)gR;(2)
提示:
/4n(R+h)
gR
8.11.2km/s是地球的第二宇宙速度,是脱离地球束缚的
解析:(1)在地球表面有CMm=mg
最小发射速度,地球卫星的线速度小于7.9km/s.故A错误;根
R
GV
#/,低轨道卫星的轨道半径小于
由万有引力提供向心力可得CMm
2
同步卫星的轨道半径,则角速度大于地球同步卫星的角速度,
_
联立可得地球的第一宇宙速度大小为,=
=gR
故B错误:根据GMm-ma解得a-CM
,低轨道卫星的轨道半
r
(2)天和核心舱绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供
径小于同步卫星的轨道半径,则加速度大于地球同步卫星的加
向心力可得
GMm'
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
/4n(R+)
故A错误;一对平衡力等大反向,其位移相同,则对物体做功的
解得周期为T=
GM
。
g2
代数和一定为零,故B正确;滑动摩擦力对物体可做正功,可做
14.(1)R=
(2)3.375x10*m/s2
负功,也可能不做功,故C错误;如果合力不做功.则合力可能
与速度方向垂直,此时物体做匀速圆周运动,故D错误
解析:(1)与银河系中心的距离为r的星体,以速度;围绕
2.在磨盘转动一周的过程中,力F大小恒定,方向始终与
银河系中心旋转,设n为星体的质量,V为黑洞的质量,由万有
手柄AB的运动方向相同,所做的功应等于力与路程的乘积,即
引力提供向心力有
,2
0.6m/s.故B正确.
设质量为m的物体绕黑洞表面做匀速圆周运动,则由万
3.靠背对运动员的力垂直干靠背,由干运动员没有位移
有引力提供向心力有
所以靠背对运动员不做功,故AB错误;脚对踏板的力和踏板的
GM"
___
1
R
位移方向相同,所以脚对踏板做正功,故C正确,D错误
4.已知人对清雪车的作用力为F,根据牛顿第三定律,清
联立可得黑洞半径的表达式为R=
雪车对人的作用力大小也为F,故A错误;清雪车沿水平方向
(2)对在该黑洞表面的物体有nR
。2
=mg
以速度;做匀速直线运动,处于平衡状态,根据平衡条件可得
=Feosθ.故B正确;推力的功率为P=Fvcosθ,故C错误.推
又R=
力水平方向的分力小于清雪车受到的水平方向的阻力时,将不
能推车前进,故D错误
代入数据联立解得重力加速度g=3.375x10{m/s.
15.(1)2nn(R+).
(2)4n{}n(R+)
5.力F是线性变化,可以用平均力求功,则合力对物体做
G2
的功为W=W.-W=
F.+F.
2
--jmgx=61,故D正确
(3)
4n{n(R+h))
R2
6.水车每秒转动的圈数为,水车转动一圈对水做的功W
解析:(1)嫦娥六号探测器绕月运动的周期7-_
W
{
=Nmg·2R,则水车的功率P=
=2NmgR x
60
探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小
nNmgR,故A正确.
2n(R+h)
_r。
30
T
7.福建舰的阻力和速度成正比,则有f=hb,当仅开动一台
解得,三
2nn(R+h)
锅炉时,福建舰的最大速度为v.则有P=fni三,若要使其速
(2)探测器绕月球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心
度达到2v,则有nP=f'·2v=4kr2,解得n=4.故B正确
8.静摩擦力
力,则有
1 动力 正功 F{u
Mm
G
((#)#=##
9.(1)3x101;(2)0
解析:(1)因物体的运动为匀速运动,所以整个吊运过程
解得M-4n{(R+)
Gf
中,钢绳对物体的拉力F的方向竖直向上,大小等于物体的重
力,即F=mg=10N
(3)在月球表面有CM
=mg
当物体沿着与水平方向成30{*角的直线上升时,拉力F与
4n2-(R+h)3
位移x的夹角为a=60*,则
结合上述解得g三
R72
天车钢绳对物体的拉力做的功为
《机械能守恒定律》同步核心素养测评(一)
A组
1.B: 2. B: 3. C: 4. B: 5. D: 6. A; 7. B
(2)当物体又沿水平方向匀速移动时,钢绳拉力F与位移
提示:
1.的方向垂直,则天车钢绳的拉力做功为0
1.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力
10.(1)450 N (2)9.0x10}J (3)600 W
可能做正功,也可能做负功,也可能不做功,总功不一定为0.
解析:(1)由平衡条件有2Fcosθ=F
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
解得F =450N
而由速度-时间关系有v.=a
(2)两绳拉力做的功
解得1=5.0s.
W= Fxcos =2tim250tim20t0.9 J=9.0tm $0$
《机核能守恒定律》同步核心素养测评(二)
(3)两绳拉力的总功率
A组
1. A; 2. D; 3. B: 4. C; 5. B; 6. B; 7. D.
15
提示:
B组
1.重力做功为2000J.根据重力做功与重力势能的关系
1.AD: 2.AD: 3. BD
W.=-AE.可知,重力势能减小2000J.重力势能的变化量与
提示:
是否选定参考平面无关,故A正确,BC错误;由于未选定参考
1.糖秋和谷粒在竖直方向均做自由落体运动,下落的高度
平面,无法确定末位置的重力势能的大小,故D错误
相同,根据h=
2gt{}可知,从释放到落地的过程中,糖秋的运
2.停靠在四楼时检修人员的重力势能是停靠在三楼时的
动时间等干谷粒的运动时间,故A正确;落地时,谷粒的坚直速
两倍,可知电梯停在二楼时,检修人员的重力势能为0.故A错
度等于糖枇的竖直速度,根据P。三mgw。,由于谷粒的重力大于
误;电梯从二楼到四楼,由AE。=2mgh=3600J.可知检修人
员的重力势能增加了3600J.故B错误;电梯从一楼到二楼,重
秋的重力,则谷粒重力的瞬时功率大于糖秋重力的瞬时功
力做负功.故C错误;电梯停靠在五楼时,检修人员的重力势能
率,故B错误;根据W。三mgh.因谷粒和糖秋质量不同,则从释
E.=3mgh=5400J.故D正确
放到落地的过程中,谷粒和枇重力做功不相同,故C错误:从
3.物体的重力势能为E.=mgh,h表示物体重心与参考平
释放到落地的过程中,因谷粒质量较大,则加速度较小,落地时
面的高度差,因木块的重心与地面的高度差较大,故木块的重
水平位移较小.根据W三x可知,风力对糖枇做功比对谷粒做
力势能大,故B正确
功多,故D正确
4. 手拉着弹等上端P缓慢向上移动,物体始终处干平衡状
2. 重力做功为W.=mgh=60xi10xt10J=6000J.故A
态.根据胡克定律得弹策的伸长量Av-哭,在这一过程中,P
=-50x20J=-1000J.故B
&
端上移的距离为H.所以物体上升的高度为h'=H-,物体
错误;支持力的方向与位移方向垂直,则支持力不做功,故C错
误;各力做的总功为W=W。+W,=5000J.合力做功的平均
=2500W,故D正确.
功率为P:V
5. 重力势能最小的点为最低点,在最低点两侧,绳子与水
3. 当汽车的牵引力大小与阻力大小相等时,汽车达到最大
平方向的夹角相同,设为e.右边绳长为a.两侧绳的拉力大小
速度,有P =Fr.=fn.,当汽车的速度为9m/s时,有P=
相同,由几何关系得20cos6=16,Ah=asin6-(20-a)sin
F.v,解得F.=4000N,故A错误,B正确;对此时汽车受力分
35
解得a=
m,猴子在滑行过程中的重力势能最小值约为E
析有F.-f=ma,解得a=2m/s,故C错误,D正确
4.7 1.5 40 28 12
=-mgasinθ=-560J.故B正确
5.(1)20m/s(2)5.0s
6.物体做自由落体运动,机械能守恒,则有E。=F一
解析:(1)设汽车以额定功率启动后达到最大速度t.时牵
引力为F。.汽车达到最大速度时有F。=f=4.0x10N
正确.
而功率P。=Fv。
7.小猫爬到楼梯口B处时的重力势能为0,则小猫在A处
代入数据解得v.=20m/s
的重力势能为E =-mgh =-1x10x1.5J=-15J,故A
(2)设汽车在匀加速度运动时,牵引力为F,根据生顿第二
错误;小猫在E处的重力势能E.=mgh=1x10x4.5J=
定律有F-f=ma
451.故B错误;小猫从B到D重力做的功为W,=-mgh=
解得F=8.0x10N
-1x10x3J=-30J.故C错误;小猫从A到B重力势能增加
设保持匀加速运动的时间为1.匀加速达到的最大速度为
了AE.=mgh =1x10x1.5J=151.故D正确.
r,则有P。=Ft.
8.(1)2.4×10 J(2)-3x101(3)-1.26×101
解得v.=10m/s
9.(1)2.046x10J;
高一物理人教(必修第二册) 第36~39期
($2)W =-2.046t101AE=2. 046t101$
做加速运动,根据牛顿第二定律可得加速度大小为a=
解析:(1)以地面为参考平面,游客相对地面的高度为
341m,则游客的重力势能为
17
E. =mgh=60 x10 t341=2.046xi10]
机加速度方向向上,升降机做减速运动,根据牛顿第二定律可
(2)游客上升过程中重力做功为
n
m
W =-mgh=-60tm10t341 =-2.046ti10$
AB错误;从升降机接触弹策到速度最大的过程中,动能增大
根据重力势能变化与重力做功关系可得
合力做功为正,则弹力做的负功小于重力做的正功:从速度最
AE =-W =2.046x101.
大位置到最低点的过程中,动能减小,合力做功为负,则弹力做
10.(1)1.2x10J;(2)2.7x101;(3)2s
的负功大于重力做的正功,故C正确;由于升降机的高度不断
解析:(1)取地面为参考平面,运动员在A点的重力势能
下降,则重力势能不断减小.弹黄的压缩量不断增大,则弹性势
E. =mgH=60t10t20J=1.2xi101
能不断增大,故D正确.
(2)运动员在A点水平跃出时的动能
4.(1)4(2)20
) (3)逐渐变小
x60x30]=2.7x101
解析:(1)由图可知,第4次的描点不在线上,出现明显偏
差,故第4次数据误差较大,应该别除
(3)根据平抛运动的规律可知:竖直位移P=
(2)根据胡克定律mg三A
解得:=2s
可得m=-
B组
1.AC; 2.CD; 3.CD.
提示:
解得 =20N/m.
(3)在使用过程中,盒子里的纸巾越来越少,纸巾的重力
减少,弹策的形变量减少,故弹箭的弹性势能逐渐变小
0.2m.则物体的重力势能为Et=mg·5=5x10x0.2J=
5.(1)v =8m/s: (2)W=1600J
101.故A正确;物体向右翻转90{*},物体的重心到参考平面的高
解析:(1)假设运动员刚落在B点时竖直方向的速度为
u.,运动员从A点落到B点,有:
v,=gtv%o=v. tan53
x0.4]=20J.物体的重力势能增加量为AE.=E。-E =
解得:t。=8m/s
(20-10)J=10J.故B错误;物体向外翻转90{,物体的重心到
(2)运动员从B点落到C点,做平抛运动,在此过程中,有
b
mg.
-=5x10x0.1]=5J.物体的重力势能增加量为AE
=E.-E.=(5-10)J=-51.该过程物体的重力势能减少
5J.故C正确,D错误
W =mgy
2.由图像可知,弹力与弹策形变量成正比,由功的定义和
解得:W=16001.
图形面积的含义可知,从弹策原长到伸长量为10cm的过程
中,弹力做功为-11.故A错误;从弹原长到伸长量为10cm
的过程中,弹力的做功为一1J.根据W三一AE.得弹性势能改
变量为11,故B错误;由功的定义和图形面积的含义可知,从
伸长量为10cm到伸长量为20cm的过程中,克服弹力做功为
3J.弹性势能增加了3J.故CD正确.
3.从弹策下端触地直到最低点的运动过程中,弹策的弹力
不断变大;当弹力小于重力时,升降机加速度方向向下,升降机4
素养·拓展
数理盔
225军3月然日-量原五
高中物理
上摇第)厦
(使帮中,盒子国的巾灵
四表九量量在铁市话
置39第113
人数
支如信3所你,一健们期
中,国3
-
数理报
黄洋显。有的神黄效片减而彩的。叫翼日
木条工醒
次事收中,月篇机料霍正蜜中
三、计掉理〔头门余
内位出号:C别141代号21-16
是以
脑用自备产传短湿丰彩秋的支,用
【系密性
有,群无房机作从弹夏于闲
江的道6=
触值真最联略一建陆烂
限服通色深丽在不料此合下龙程有不同
重力动催是物修和地设次一系选诉共有
的单恰一个数体末上月有度力导.的果
中
抓佳“五性”学好重力势能
L.期量幢
能稀得焦主、材
有.不上有力,型
A.得门度适
的指蓝连功员:在走
壳通,在性保度内,弹的(属
d料无卡
山
心是诗力做的负功平重山角能正功
言省山峰,队,的通宜山性的4左在平海
土相时性
例所示,点n同
强准,排门短力晚能为
说物津具有重力佛使,是相时干某中
B.重力势的或,神件幼件情大
水下说方,取这下水平有▣
量为11,当在
写过程中为力减量
二,填空题界4年1
4有一铁序”一基到巾盘
温丑码导#型密跨.以子适度以素点浅
酒幻图4甲所术:鞋直独情快挡极有泽落出
生活种的弹簧
州重约怪上。D.制这个木平■国作(拿地
十步且4的支短上
3人=£:46.■38414-5,%)J
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钱物块在A处牌程物得正妈,在处树
装订-图
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程中,之卧雅值对为3」
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