第六章圆周运动、第七章 万有引力与宇宙航行 综合素养提升检测卷-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理必修二第六章 圆周运动、第七章 万有引力与宇宙航行 综合素养提升检测卷 建议用时：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分； 2．请在答题纸的指定位置上填写班级、姓名、学号，并粘贴条形码； 3．第I卷（选择题）答案和第II卷（非选择题）答案均写在答题纸上。 第I卷选择题（选择题，共46分） 一、单选题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分 1．如图所示，在短道速滑比赛中，运动员过弯时的运动可以看成匀速圆周运动。该运动员过弯时（　　） A．加速度为零 B．加速度不变 C．速度改变 D．速度不变 2．我国风力发电装机容量位居全球第一。如图所示为风力发电机，其风轮机叶片上有P、Q两点，当叶片匀速转动时，P、Q两点的（　　） A．角速度大小不相等 B．转动周期不相等 C．线速度大小相等 D．向心加速度大小不相等 3．若把地球看作一个巨大的拱形桥，桥的半径就是地球的半径，地球表面上有一辆超级汽车在高速行驶，如图所示。忽略地球自转，则下列说法不正确的是（　　） A．汽车处于失重状态 B．汽车的行驶速度越大，汽车对地球表面的压力越小 C．若汽车的行驶速度达到地球的第一宇宙速度，则汽车对地球表面的压力为0 D．若汽车的行驶速度达到地球的第三宇宙速度，则汽车将绕地球做圆周运动 4．“食双星”是一种双星系统，两颗恒星在引力作用下绕连线上某点做匀速圆周运动，由于距离遥远，观测者不能把两颗星区分开，但两颗恒星的彼此掩食会造成其亮度发生周期性变化，观测者可以通过观察双星的亮度研究双星。如图所示，两颗恒星相邻两次掩食的时刻分别为、。时刻，较亮的恒星遮挡较暗的恒星，造成亮度稍微减弱；时刻，较暗的恒星遮挡较亮的恒星，造成亮度减弱比较明显。由此可知，该双星系统的周期为（　　） A． B． C． D． 5．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，在A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则（　　） A．小汽车通过桥顶时处于超重状态 B．小汽车上桥过程中所受合外力为零 C．小汽车通过桥顶时对桥面的压力大小为 D．小汽车到达桥顶时的速度最大为 6．有关开普勒三大定律，结合下图，下面说法不正确的是（　　） A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上 B．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率不相等 C．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长 D．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 7．中国航天的下一个重大任务——火星探测器天问二号，也即将踏上征程。“天问二号”发射后将沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，则下列说法正确的是（　　） A．地球绕太阳公转速度小于火星绕太阳公转速度 B．“天问二号”从A点运动到C点的时间为个月 C．“天问二号”的发射速度v应满足 D．“天问二号”沿霍曼轨道飞往火星轨道过程中做加速运动 二、多选题：本题共3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。 8．如图，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。一名质量为m的游客坐在座椅上随过山车一起运动，当游客经过圆轨道最高点时与座椅间的作用力恰好为零，重力加速度大小为g，游客可视为质点，则游客经过圆轨道最高点时（　　） A．处于不平衡状态 B．处于失重状态 C．速度大小一定为 D．若向心力为F，则游客受到的合力大小等于mg+F 9．如图所示，一固定容器的内壁是半径为的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为的质点，它与容器内壁间的动摩擦因数为，由静止释放的质点下滑到最低点时，向心加速度的大小为。重力加速度大小为。则此时（　　） A．质点处于超重状态 B．容器对质点的支持力大小为 C．质点受到的摩擦力大小为 D．质点的速度大小为 10．我国“朱雀”行星探测计划对类地行星X进行详细探测，探测器将先进入行星X的同步轨道（轨道周期与行星自转周期相同），轨道高度为h。随后经过多次变轨，最终进入贴近行星表面的圆形轨道运动。已知行星自转周期为T0，贴近表面轨道周期为T，引力常量为G，忽略大气阻力及探测器质量变化。根据上述信息，下列判断不正确的是（　　） A．T大于T0 B．行星X的半径R与同步轨道高度h满足关系式 C．行星X的质量可表示为，其中R为行星X半径 D．探测器在行星X同步轨道上的加速度大于在贴近表面轨道上的加速度 第II卷非选择题（选择题，共54分） 三、实验题（本大题共2小题，共16.0分。第一小题8分，第二小题8分） 11．用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，以使塔轮和旋臂随之匀速转动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力 (1)本实验采用的主要研究方法是______ A．等效替代法 B．理想实验法 C．控制变量法 (2)两个大小相同、材质相同的小球，分别放在两旋臂的相同半径位置上，皮带放在半径之比等于2:1的塔轮半径上，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为 。 12．卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）实验时需要测量的物理量是 ； （2）待测质量的表达式为 。 四、解答题（本大题共3小题，共38.0分。第一小题9分，第二小题13分，第三小题16分） 13．水平圆盘面正以角速度 rad/s绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴1m处的P点有一质量为4kg的小物体随圆盘一起转动，物块与圆盘动摩擦因素 ，g=10m/s2 求 (1)此时物块所受摩擦力的大小 (2)若从现在起角速度随时间均匀增加，满足ω= + 0.5t（rad/s），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物块开始滑动时对应的时刻。（结果可保留根号） 14．一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为，卫星离地面的高度为，地球表面的重力加速度大小为，求： (1)卫星运动的加速度大小； (2)卫星运动的周期。 15．宇航员到了某星球表面后做了如下实验：如图所示，用长为L的细线悬挂一质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，当细线与竖直方向夹角为时小球做匀速圆周运动的周期为T。已知星球的半径为R，万有引力常量为G，忽略星球自转，求： (1)该星球表面重力加速度的大小； (2)该星球的密度 试卷第8页，共8页 试卷第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 高中物理必修二第六章 圆周运动、第七章 万有引力与宇宙航行 综合素养提升检测卷参考答案 1．C 【详解】匀速圆周运动速度方向变化，速度改变，加速度方向变化，加速度改变，加速度为向心加速度，不为零。 故选C。 2．D 【详解】ABC．P、Q两点共轴转动，两点的角速度相同，周期相等，由可知，P点的线速度较大，故ABC错误； D．根据可知，P点的向心加速度较大，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．汽车做圆周运动，加速度方向向下，可知，汽车处于失重状态，故A正确； B．对汽车进行分析，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得 可知，汽车的行驶速度越大，汽车对地球表面的压力越小，故B正确； C．第一宇宙速度近似等于近地卫星的环绕速度，则有 解得 可知，若汽车的行驶速度达到地球的第一宇宙速度，则汽车对地球表面的压力为0，故C正确； D．第三宇宙速度指脱离太阳束缚的最小发射速度，可知，若汽车的行驶速度达到地球的第三宇宙速度，则汽车不可能绕地球做圆周运动，故D错误。 故选D。 4．B 【详解】依题意可知，从到，恒星转过了半周，则该双星系统的周期为，故选B。 5．D 【详解】ABD．取小汽车受到桥的支持力为，小汽车通过桥顶时，由牛顿第二定律有 解得 当时，速度最大为 故小汽车通过桥顶时处于失重状态，故AB错误，D正确； C．由牛顿第三定律有小汽车通过桥顶时对桥面的压力等于桥面对其的支持力，故C错误。 故选D。 6．D 【详解】A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确； B．由开普勒第二定律可知地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率比远日点运行的速率大，故B正确； C．由开普勒第三定律可知火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长，故C正确； D．在相等时间内，同一行星与太阳的连线扫过的面积相等，故D错误。 故选D。 7．B 【详解】A．由牛顿第二定律 解得 地球绕太阳公转的轨道半径小于火星绕太阳的公转半径，因此地球的公转速度大于火星的公转速度，故A错误； B．火星绕太阳公转半径为1.5R，地球公转半径为R，探测器椭圆轨道的半长轴为1.25R。根据开普勒第三定律 其中T'=12月，解得 则“天问二号”从A点运动到C点的时间为，故B正确。 C．火星探测器“天问二号”需要脱离地球引力束缚，但不脱离太阳的引力，其发射速度v应满足11.2km/s≤v＜16.7km/s，故C错误； D．“天问二号”沿霍曼轨道飞向火星的过程中，引力方向与速度方向夹角大于90°，因此探测器做减速运动，故D错误； 故选B。 8．ABC 【详解】A．做圆周运动，合外力不等于零，A正确； B．在最高点时，加速度向下，处于失重状态，B正确； C．当游客经过圆轨道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向心力，根据牛顿第二定律 解得 C正确； D．对座椅的作用力为零，则合外力等于重力，D错误。 故选ABC。 9．ABD 【详解】A．质点下滑到最低点时，向心加速度的大小为，方向竖直向上，是超重状态，A正确； B．对质点进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律 有 解得，B正确； C．质点受到的摩擦力大小为，C错误； D．在最低点，由向心加速度公式 解得，D正确。 故选ABD。 10．ABD 【详解】A．由开普勒第三定律可知，轨道半径越大周期越长。同步轨道半径R+h大于行星半径R，故同步轨道周期T0大于贴近表面轨道周期T，即T <T0，故A错误。 B．由开普勒第三定律可得 整理得，故B错误。 C．对同步轨道，由万有引力提供向心力， 解得，其中R为行星X半径，故C正确。 D．探测器做圆周运动的加速度由决定，半径越大加速度越小。同步轨道半径R+h大于贴近表面轨道半径R，故同步轨道上的加速度小于贴近表面轨道上的加速度，故D错误。 故选ABD 。 11．(1)C (2) 1:4 【详解】（1）实验研究向心力与半径、质量和角速度的关系，在研究其中两个物理量关系时，需要确保其它物理量一定，可知，实验用的主要研究方法是控制变量法。 故选C。 （2）两个大小相同、材质相同的小球，分别放在两旋臂的相同半径位置上，即两小球质量相等，圆周运动的半径相等，皮带放在半径之比等于2:1的塔轮半径上，则有 解得 根据， 解得 12． （1）测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期 （2） 【详解】（1）待测物体绕O点做匀速圆周运动，设半径为，周期为，则有 可知实验时需要测量的物理量：待测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期。 （2）根据 可得待测质量的表达式为 13．(1) (2) 【详解】（1）由题可知，此时物块圆周运动所需要的向心力大小为 而物块与圆盘间的最大静摩擦力 故此时物块与圆盘间的摩擦为静摩擦，其大小等于物块圆周运动的向心力，即 （2）当物块刚要滑动时，则有 代入数据解得 又因为 联立解得 14．(1) (2) 【详解】（1）在地球表面有 卫星绕地球做匀速圆周运动有 解得 （2）根据匀速圆周运动的加速度公式有 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）对小球进行受力分析，小球受到重力和细线的拉力。小球做匀速圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供，则有 解得该星球表面重力加速度的大小 （2）在星球表面，物体的重力等于万有引力，即 因为密度 联立解得 答案第14页，共6页 答案第13页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $