7.1 行星的运动-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课时卷

摩擦力依然等于重力而平衡，故a物件所受的摩擦力不变，D错 误。故选B。】 6.D【解析：陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转 时，a、b和c三点的角速度相同，c半径小，根据v=rw,c的线速 度要比a、b的小，a、b的半径相等，线速度大小相等，由于a、b两 点的线速度方向不同，A、B、C错误；陀螺绕垂直于地面的轴线 以角速度w稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，c半径小， 根据a=wr可知，a、b两点的加速度比c点的加速度大，D正 确。故选D。] 7.解：对A点而言：a4-紧；B点：a=空，且R=2,=, 则as=尺A=0,24n/g。又因为C点R=号c=且a R 3 Run,ae=Rcwc2,所以ac=尺aA=0.04m/s。 4生活中的圆周运动 【基础过关】 1.C【解析：匀速转动时，只有法向加速度（向心加速度），橡皮 块受到的静摩擦力指向盘心；当减速转动时，还会产生与速度方 向相反的加速度，则合力方向如图C所示。故选C。】 2.B[解析：汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动，其所 需要的向心力由静摩擦力提供，则∫=m爱，转弯半径一定时， 速度应小一些，这样需要的向心力就小，不容易发生侧滑，A错 误，B正确；速度一定时，转弯半径应大一些，这样需要的向心力 就小，不容易发生侧滑，C错误；综上可知，侧滑与否与汽车行驶 速度有关，D错误。故选B。】 3.B【解析：运动员和自行车组成的整体受重力、支持力、摩擦 力作用，靠合力提供向心力，整体做匀速圆周运动，则合力不为 零，合力大小F=m受，方向时刻改变，指向圆心，A错误，B正 确；当运动员减速时，需要的向心力减小，静摩擦力可能减小，使 向心力减小，运动员不会沿倾斜赛道上滑，C错误；发生侧滑是 因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合 力小于所需要的向心力，运动员做离心运动，运动员受到的合力 方向仍指向圆心，D错误。故选B。】 4.A【解析：火车速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压 力作用，由重力和支持力的合力提供向心力，如图所示，A正确： 若火车速度小于时，火车所受的重力和支持力的合力大于所 需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互 挤压，内轨受到侧压力作用，B错误；若火车速度大于时，火车 所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有 离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压 力作用，C错误；火车在弯道行驶时受到重力、支持力、牵引力、 摩擦力作用，D错误。故选A。】 N F合 YC 第4题图 5,B[解析：当所提供的向心力小于物体所需要的向心力时，就 会产生离心现象，A正确；阴雨天行驶时车轮上的泥巴容易被甩 出，是因为泥巴受到的合力小于泥巴做圆周运动的向心力，B错 误；洗衣机脱水桶是利用离心运动把湿衣服甩干的，C正确；汽 车转弯时速度过大，会因离心运动而侧滑漂移，容易造成交通事 故，D正确。故选B。] 6.解：(1)绳子的拉力T在竖直方向的分力与游客的重力平衡， T0s0=mg.解得T=g (2)绳子的拉力在水平方向的分力提供向心力，Tsin0=m2(R十 gtan 0 Lsin0),解得w=√R+Lsin0 【能力提升】 1.D[解析：运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高 点，此时运动员的重力和单杠对他的支持力平衡，则在最高点时 速度为0，向心力为0，A、B错误；运动员在最低点时，向心力为 R,=R一mg=m二，解得单杠对他的作用力F=mg十m二 可知，当运动员在最低点速度变大时，单杠对他的作用力增大， 根据牛顿第三定律可知，他对单杠的作用力增大，C错误；若运 动员在最高点，恰好由重力提供向心力，即mg=m二解得此时 运动员的速度c=√配，当<V配时，有mg一R=m茫，速 度)增大，R减小：当>L时，有mg+F=m艺，即R g,速度增大，F增大D正确 2.D[解析：假设小球在最高点A受到向下的拉力F,由牛顿 第二定理可得F十mg=m V27 ,解得F=-受，故小球受 到受的支持力。故选D】 3.B[解析：小球通过管道最低点时，具有向上的向心加速度， 根据牛顿第二定律得知，合力向上，则管道对小球的支持力向 上，由牛顿第三定律得到，小球对管道的压力向下，A正确，B错 误；设运动的半径为r,小球的质量为，小球通过最高点时速度 大小为，管道对小球有向上作用力，大小为N,根据牛顿第二 定律得mg一N=m号。当=√gr时，N=0,说明管道对小球 无压力；当>√gr时，N<0,说明管道对小球的作用力向下， 则小球对管道的压力向上，CD正确。故选B】 阶段按圆轨道来处理，此时太阳处于行星轨道的圆心处，B正 4.D[解析：设路面对汽车的支持力为N,在最低点，根据牛顿 确；若将行星的运动轨道按照圆轨道来处理，则R即为圆的半 第二定律有N一mg=m京，所以N>mg。根据牛顿第三定律 径，C正确；根据开普勒第三定律，只有当绕恒星运动的行星的 轨道半径相同，周期才能相同，但是由于各行星运动的半径与地 知，汽车对路面的压力等于路面对汽车的支持力，所以汽车对路 球公转的半径不相同，故周期不同，D错误。故选ABC。】 面的压力大于汽车的重力，A、B、C错误；为了防止爆胎，应使路 4.A【解析：根据开普勒第三定律号=k,可知与太阳之间的平 面对汽车的支持力N小一些，由N三m尽+mg可知应该减小 均距离越大的行星，它公转轨道的半长轴α越大，则周期越大。 车速，D正确。故选D。] 故选A。] 5.C[解析：当小球以速度v经内轨道最高点时，小球仅受重力， 重力充当向心力，有g=m号，当小球以速度2如经内轨道最高点 5.A【解析：由。一，两段时间内地球公转的轨迹长度相等， 可知时间长说明速度小，依据开普勒定律，速度小说明离太阳 时，小球受重力g和向下的支持力Fv,合力充当向心力，有mg十 远，A正确，B错误；在北半球冬天地球离太阳近，而夏天离太阳 Fx=m (20)2 ；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对 远，C、D错误。故选A。】 小球的支持力相等，Fx'=Fv;由以上三式得到，F'=3mg,故选C.】 6,A【解析：根据开普勒第三定律气-k,由题知行星的运行周 6.解：(1)静摩擦力提供向心力，有f=mrw2=0.6×0.2×4N= 期之比是3V3:1,则它们的轨道半径之比为3：1。故选A】 0.48N。故转盘绕中心O以ω=2rad/s的角速度旋转时，A受 7.B[解析：由“火星自转周期与地球接近”，可知火星的同步卫 到的摩擦力大小为0.48N,方向指向转盘中心O。 T同 (2)当A所受最大静摩擦力提供向心力时，转盘绕中心O旋转的 星的周期为24h:根据开普勒第三定律7可得T华 3 角速度w最大，由fa=m2r,解得r一√0.2X0.6rad/s V写=√（兮×24=3h.故选】 5rad/s。 【能力提升】 7.解：1)根据牛顿第二定律，mg一F=m尺，解得F=mg 1BC【解析：开普勒行星运动的公式号=长中T表示行星运 动的公转周期，A错误，B正确；k是一个对所有行星都相同的常 v2 量，C正确；地球绕太阳运转，月球绕地球运转，公式中的k不 (2)由F=mg一m发可知，当汽车的行驶速度u=√gR时，拱形 桥的桥面对汽车的支持力F=0,汽车将脱离桥面，出现危险。 7意≠分D错误。故选BC】 同，则 a月9 对驾驶员的建议：汽车通过桥面时车速不宜过快。对桥梁设计 2.D【解析：根据开普勒第二定律，对任意一个行星而言，太阳 者的建议：适当增大拱形桥桥面的半径。 行星的连线在相等时间内扫过的面积相等。所以火星从B→ C→D的过程中，火星与太阳的距离先增大后减小，所以速率先变 第七章万有引力与宇宙航行 小后增大，A错误；太阳行星的连线在相等时间内扫过的面积相 1行星的运动 等，所以火星从A→B→C的过程中，火星与太阳的距离增大，速 【基础过关】 率逐渐变小，万有引力对它做负功，B错误；公转周期为T。,火星 1.BC[解析：由开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动的轨道 从A→C的过程中所用的时间是0.5T。,由于火星从A→B→C的 是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，故它离太阳的距离是变 过程中，速率逐渐变小，从A→B与从B→C的路程相等，所以火 化的，A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，由于受到太阳的引 星从A一B所用的时间小于孕，C错误，D正确。故选D.】 力作用而被约束在速度与引力所决定的平面内一定的轨道上， C正确，D错误。故选BC。] 3.B[解析：取极短时间△，根据开普勒第二定律得之a△1一 2.B[解析：根据开普勒第一定律，所有的行星绕太阳运动的轨 合b△1，解得w=号.故选B.】 道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，A正确，不符合题意； B错误，符合题意；根据开普勒第三定律，所有的行星轨道的半 4.A[解析：公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看 长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，C正确，不符 作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知二-k,运动的周期之 合题意；不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，D正确， 不符合题意。故选B。] 比受-√在一个周期内扫过的面积之比为爱-瓷 3.ABC【解析：行星的运动轨道与圆十分接近，绕太阳运行的 行星做匀速圆周运动，A正确；根据开普勒第一定律，太阳处于 尽，面积速率为亭可知面积速率之比为√图。故选A】 椭圆轨道的一个焦点上，行星的运动轨道与圆十分接近，在中学 5.C[解析：在I轨道上，n1=R+H=2R;在Ⅱ轨道上，半长轴 41 为。=B里-号R。根据开普勒第三定律知 2 T ,解得五=T.故选C1】 8 6.C[解析：根据题意可得P与Q的轨道半径之比为p：ro 15:4,根据开普勒第三定律有分务可得周期之比为T: 1心58：8，根据w一华可得二≈分放选C】 7.解：由题可知，探测器在飞向火星的椭圆上运行时，其轨道半 长轴为5+R=1.25R。由开普勒第三定律可得 2 T地？一 (1.25R)3 T2 ，解得T≈1.4T地。所以探测器从地球运行轨道到火 ≈0.7年。 星运行轨道所需时间为二乞 2万有引力定律 【基础过关】 1.ABC【解析：引入的公式F=m实际上是牛顿第二定律， 抓住引力提供向心力得出的，A正确；引入的公式=严是匀 速圆周运动线速度与周期的关系式，B正确；引入的公式无=为 实质上是开普勒第三定律，是开普勒通过分析行星运动观测数 据得到的，因此无法在实验室中得到验证，C正确；在探究太阳 对行星的引力大小F的规律时，得到关系式Fo©码，根据牛顿 第三定律得出Fo陸，最终用数学方法合并成关系式Fc ,D错误。故选ABC】 2A【解析：根据万有引力定体F=G”严，可得G=, 2 力的单位是N,1N=1kg·m/s2,距离的单位是m,质量的单位 是g,所以万有引力常量的单位是。，故选A】 3.B[解析：m1与m2之间的万有引力总是大小相等、方向相 反，是一对相互作用力，不是一对平衡力，而与m1、m2是否相等 无关，A错误，B正确；万有引力存在于一切物体之间，C错误；r 为两物体之间的距离，就是重心到重心的距离，所以如果知道两 个物体间重心之间的距离，就算不能看成质点，也能用万有引力 公式进行计算。例如两个靠得很近的铅球之间的万有引力，D 错误。故选B。】 4.C【解析：根据F=GM,由题意有M与m不变，距离r增加，F 2 变小。故选C】 5.C【解析：两夸克间的万有引力F=G"m=6.67×101× 2.1×100X7.1X10”N≈3.4×10-”N。故选C.】 (1.0×10-16)2 42无敌原创·同步课时卷物理·必修第二册 6.B【解析：火箭在地面上所受万有引力为F=G,火箭上 升到某高度H处所受的引力为F'=G Mm (R+H),由题意已知 F=F,联立可解得火箭离地面的高度H=(厄-1)R。故 选B。】 7.B[解析：由题意知mg=600N,mg=960N,可以得到g 16,由万有引力等于玉力得CM=8R,即有冬一资解得 R'=2R。故选B.] 【能力提升】 1.D[解析：设两个均匀球体的质量为m,根据万有引力定律 可得F一又m专，解得F-管箭，可知F与 Gm2 r成正比。故选D。] 2.D[解析：牛顿当时还没有测量出万有引力常量，后来卡文 迪许测出了万有引力常量，所以牛顿并没有计算出地球对月球 的万有引力的数值和月球对月球表面物体的万有引力的数值， A、B错误；对任一物体在星球表面受到的重力等于星球对物体 的万有引力，即Sm山=mg,根据题意无法知道地球质量与月球 R2 的质量关系以及地球半径与月球的半径关系，故无法求出月球 表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的大小关系，C错 误；设物体质量为m,地球质量为M,地球半径为R,月球轨道半 径r=60R,物体在月球轨道上运动时的加速度为a,由牛顿第二 定律G0=加，地球表面物体重力等于万有引力织M- mg,联立解得名品，D正确。故选D.】 3B【解析：字航员在地球上所受的万有引力，宇航 员在该星球上所受的万有引力片-，由题知M=合M, 尽一宁风懈得导-瓷×念名，故选1 4.B[解析：“嫦娥四号”逐渐远离地球，飞向月球的过程中，离 地球越来越远，离月球越来越近，由万有引力定律F=6知 地球与嫦娥四号之间由于，变大，所以引力变小，A错误，B正 确：由F=G可知，月球对“嫦娥四号”的引力由于，藏小，所 以引力变大，C、D错误。故选B。] 5.D[解析：若将挖去的小球体用原材料补回，可知剩余部分 对m的吸引力等于完整大球体对m的吸引力与挖去小球体对 m的吸引力之差，挖去的小球体球心与m重合，对m的万有引 力为零，则剩余部分对m的万有引力等于完整大球体对m的万 有引力：以大球体球心为中心，分离出半径为受的球，易知其质 量为8M,则剩余均匀球壳对m的万有引力为零，故剩余部分 对m的万有引力等于分离出的球对其的万有引力，根据万有引 1 力定律F=G8m M_3π(R+H) 为p= 。故选B。] =G。故选D】 GTR3 2R2 5.C【解析：不考虑火星自转，万有引力充当向心力，G R 6.A[解析：设地球的密度为ρ，根据题意知，质量分布均匀的 球壳对壳内物体的引力为零，若物体在地球内部，即x<R,物体 mg,得中心天体火星质量M=,A正确，不符合题意；由题 G 受到地球的万有引力即为半径等于x的球体在其表面产生的万 意有6=m二，T-2,得中心天体火星质最M=忍，B r2 有引力，mg-G”,M=p专，得到g=92,g与x成 3 正确，不符合题意；由恶意有G=m架，M为中心天体太 2 正比当公R后，8-g与成反比。故选A.】 阳的质量，火星质量已经被消去，不能计算火星质量，C错误，符 7.解：由太阳与行星间的引力公式F=GM得太阳对地球的引 合题意：由题意有G=m架得中心天体火星的质量M= 2 力=G太阳对月球的引力=G,联立可得 ÷D正确，不符合题意。故选C] a2 【能力提升】 F2m2(a+b)· 1.D[解析：设天体的质量为m,月亮的质量为M,天体做圆周 3万有引力理论的成就 运动的轨道半径为R,由万有引力提供向心力则有G 【基础过关】 m装G-m(停)R,由以上两式解得M一花D正确： 1.AD[解析：开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记 由于天体的质量在上面的式子中两边都约掉了，所以无法测量， 录，发现了行星运动的三大定律，A正确；牛顿提出了万有引力 还有天体的半径与月亮的半径也没有用到，轨道半径是天体到 定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，B错误；“地心说”的 月亮的距离。故选D。] 代表人物亚里士多德和托勒密，认为地球是宇宙的中心，其他星 2.A[解析：卫星围绕“超宜居”行星运行，根据万有引力提供 球都在绕地球运动，C错误；海王星是运用万有引力定律在“笔 Mm 尖”下发现的行星，D正确。故选AD。】 向心力可得GR平=m(R+A)祭 ，解得“超宜居”行星的质 2B[解析：在星球表面有mg一G,解得g一G兰。 ,所以题 量M=(R),A正确：“超宜居”行星的体积V=专R, g地 GT 当·念==云·代人数指得=云X8g 则其密度为p=节 C祭款，B错误：根据6=m号可 M3π(R+h)3 1.6m/s,由牛顿第二定律可知上升器的加速度为a=F一m题≈ m ,可知卫星的轨道半径越大，则线速度越小，C错 2.1m/s2。故选B。] 误；根据GMm r2 3.C[解析：设地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R, 心r可得如一√受可知卫星的轨道半径越 小，则角速度越大，D错误。故选A。】 黄金代换式GM=gR,已知火星的半径是地球半径的？，质量 3B【解析：根据万有引力等于重力袋密=m,得g兴。 是地球质量的号，则火星表面的重力加速度是地球表面的重力 因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2 加速度的于，即一g,运动员以初速度%在地球起跳时，根据竖 4 倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而 人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为 直上抛的运动规律得出运动员跳起后双脚离地的最大高度h 器石，由于火星表面的重力加速度是音8，运动员以相同的初速 m=器=kg=60kg.故选B] 4.A[解析：在M=I3与F=ma的类比中，与转动惯量I对应 度在火星上起跳时，跳起后双脚离地的最大高度《=？~2m 的物理量是m,其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的 故选C。] 难易程度，A正确；3为单位时间内地球的角速度的改变量，则 4B【解析：在月球表面有G=mg,结合球体积公式V= g一岩其单位是a=ad/g,B错误；地球自转利车过程中， 地球自转的角速度逐渐减小，则根据mg=F引一muR,可知赤 gR 4 M 3r,则密度为p=宁= =G在缩绿六号上有G 道表面附近的重力加速度逐渐变大，C错误；地球停止自转后， 3πR3 赤道附近和两极点附近的重力加速度大小相等，D错误。故 RD=加禁(R+D,结合球体积公式V-号”，则密度 Mm 选A。】 5.AD[解析：若已知“天问一号”的运行周期和轨道半径，则根物理 第七章万有引力与宇宙航行 1行星的运动 基础过关) 1.(多选)对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是 A.在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变化的 B.在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的 C.某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内 D.某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内 戡 2.有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中不正确的是 三三三 A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 地 B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C.所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 御 D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的 3.(多选)由于多数行星的运动轨迹接近圆，开普勒行星运动规律在中学阶段可以近似处理，其中包括 A.行星做匀速圆周运动 B.太阳处于圆周的中心 C袋=长中的R即为圆周的半径 D.所有行星的周期都和地球公转的周期相同 4.太阳系中的行星轨道与圆十分接近，它们之中与太阳间距离越大的行星，绕太阳公转一周所用的 时间 A越长 B.越短 C.相等 D.无法判断 5.二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳 从北回归线回到赤道。2004年3月20日为春分，9月23日为秋分，可以推算从春分到秋分187 天，而从秋分到春分则为179天。关于上述自然现象，下列说法正确的是（设两段时间内地球公转 的轨迹长度相等) ( A.从春分到秋分地球离太阳远 B.从秋分到春分地球离太阳远 C.在北半球夏天地球离太阳近 D.在北半球冬天地球离太阳远 6.两颗行星绕某恒星做匀速圆周运动。若这两颗行星运行的周期之比为3√：1，则它们的轨道半径 之比为 () A.3:1 B.9:1 C.27:1 D.1:9 7.2020年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”由长征五号运载火箭在海南文昌航天发射场 成功发射。升空后，它将经历7个月左右的长途跋涉靠近火星，开展火星环绕、表面降落、巡视探测 三大任务。假设环绕器绕火星运行的轨道半径约为火星同步卫星轨道半径的子，火星自转周期与 地球接近，那么环绕器绕火星一圈需要的时间最接近 ( A.1h B.3h C.6h D.12h 。能力提升) 1(多选)关于开普勒行星运动的公式号-，下列理解正确的是 A.T表示行星运动的自转周期 B.T表示行星运动的公转周期 C.k是一个对所有行星都相同的常量 D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期 为T月，则地 _a月3 17 2.行星绕太阳公转轨道是椭圆，火星公转周期为T。,忽略其他行星对它的影响，则 () ● B --O- 太阳 D 第2题图 A.火星从B→C→D的过程中，速率逐渐变小 B.火星从A→B→C的过程中，速率逐渐变大 C火星从A一B所用的时间等于 D.火星为A~C所用的时间等于号 3.如图所示，某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，远日点A和近日点B距太阳的距离为α和b,若行星经 过A点时的速率为，则经过B点时的速率为 B 第3题图 A.63 c a 4.已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2(公转轨迹近似为圆)，如果把行星和太阳 连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中 扫过的面积速率之比是 () A图 B R2 c是 D是 5.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为H的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T;随 后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示，若近月点接近月球 表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周 期为 () 18无敌原创·同步课时卷物理·必修第二册 近月点 第5题图 A.T c DAT 6.为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P,它离地球表面的距离约为地球半径的15倍；另 一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍，P与Q的角速度之比约为 ( ) A.1:2 B.2:√15 C.1:8 D.4:15 武 7.近几年，全球兴起探索火星的热潮。发射火星探测器可按以下步骤进行：第一步，在地球表面用火 的 箭对探测器进行加速，使之沿地球公转轨道运动；第二步，在适当时刻启用探测器上的火箭发动 烯 机，在短时间内对探测器沿原方向加速，使其速度值增加到适当值，从而使探测器沿着一个与地球 辨 营 轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道飞行，运行半个周期后正好飞行到火星表面 附近，此时，启动探测器上的发动机，使之成为绕火星运转的卫星，然后采取措施使之降落在火星 三 上。如图所示，设地球的轨道半径为R,火星的轨道半径为1.5R,探测器从地球运行轨道到火星运 行轨道大约需要多长时间？ 火星 梦 地球 第7题图