内容正文:
18
物
考答案
数理极
D错误
mgR umgxBc =0-0
交流电源,需使用刻度尺测量纸带上两点间的距离,不需要测量
10.当游客以速度经过圆轨道的最高点时,所受合力指向
解得u=0.25
重锤的质量,故不需要天平,故D正确
圆轨道的圆心处,即方向竖直向下,但是在非最高点和非最低点
(3)物块从B点运动至C点的过程中,根据牛顿第二定律有
(2)为充分利用纸带,应先接通电原开关,再打开夹子释放
时,根据牛顿第二定律,人受到重力和座椅的作用力,合力不指
ng ma.t=Va
纸带,打出一条纸带.故没有必要进行或者操作不当的步骤是B
向圆心,可得除了重力之外还有其他力对游客做功,所以机械能
(3)重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量△E,
不守恒,故AB错误:根据动能定理游客所受的合力所做的功W
解得t=1.6
=mg(o+1)
=宁m(2P-mr2子m2,故c正确:当最高点速度小
《必修第二册》核心素养综合测评(二)
1.A;2.C:3.C:4.D:5.B:6.C:7.B.
重链在C点的速度为产
于√瓜时,游客所需的向心力小于重力,有g-P=,解特
提示:
L.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出
动能增输加量4=子成2:m(
3272
物体,物体就不会再落在地球上,敌A正确:英国物理学家卡文
迪什利用“扭秤”首先较准确的测定了引力常量,故B错误;牛顿
9a2-b2
11.(1)冬(2)不变
用“月一地检验”证实了万有引力定律的正确性,故C错误:德
12.(1)A(2)等于(3)6gP(4)gT√-日
解析:(1)由公式F=mo2r可知F-o2图像的斜率k=m,
国天文学家开普勒对他的导师一第谷观测的行是数据进行
解析:(1)为了减小空气阻力的影响,可以减小小球的体
了多年研究,得出了开普勒三大行星运动定律,故D错误
积,增大小球的质量,故应选择体积小、质量大的实心金属球,故
解得m=长
2.速度方向不断改变,故A错误;加速度方向不断改变,故B
A正确,BC错误,
(2)若水平杆不光滑,一开始静摩擦力提供向心力,当静摩
错误;他正沿圆弧形弯道做匀速圆周运动,角速度相同,即相等
(2)小球在水平方向做匀速运动,AB、BC之间的时间相等
擦力达到最大值后,有F+umg=mo2r,可得F=mw2r-mg,
时间内转过的角度相同,故C正确;相等时间内经过的路程相同,
根据x=Et可知xAB=xC
F-o2图像的斜率为k=m,可知F-o2图线的斜率不变
位移方向不一定相同,故D错误
(3)小球在竖直方向做自由落体运动,AB间的竖直高度为
12.(1)<(2)2.40
3.根据题意可知,两个速度夹角为60°,根据速度合成可知,
(3)m,+m)(✉+2
合速度为标=2cos30°=5,故C正
AB=7g(2T)2,AC间的竖直高度为hc=g(47)2,BC之间
87
(m2-m1)(1+2)
4.对人从距水平轨道7.2m高的水滑梯的顶端滑下到水平
实际下落的竖直高度为hBc=hc-hAB=6gT
0+
轨道的未端时由动能定理可得mgh-了mgx=0,解得x=5h=
(4)AB,BC之间的水平距离相等,设为x,根据几何知识有
解析:(1)由甲图可知,m下降,m1上升,打点计时器才能
36m,即水平轨道的长度至少为36m.故D正确.
h品B+x2=B,+x2=
在纸带上打下一系列点,故m1<m:
5.乒乓球被水平抛出后做平抛运动,水平方向位移x=1,
由题意如光=云
(2)根据匀变速直线运动的推论得
竖直方向位移y=之,合位移为s=√+了,解得
与--2L009x10
联立解得x=gT2
/36m2-4
2×0.1
m/s=2.40m/s
0.75m/s,故B正确
(3)0~5过程中系统动能的增加量为
6根据万有引力提供向心力有=m,可得:
小球均度大小为:方”√
(m1+m)(+)2
圆,“天宫”空间站的运行轨道半径小于北斗同步卫星的轨
872
道半径,则“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行
解析:设红矮星的轨道半径为r1、质量为m,中子星的轨道
系统势能的减少量为△£。=m2g(x1+为2)-m1g(:1+x2)
速度,故A错误:“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为
半径为2、质量为m,则根据题意有r1+2=L
=(m2-m1)(x+x2)g
处于完全失重状态,但仍受重力,故B错误;根据万有引力提供
向心力有R=祭(R+6).所有的同步卫是具有相时
GMm
由万有引力充当向心力有
(4)若系统机械能守恒,则有之(m,+m)2=(m?-
的周期,则离地球表面的高度都是一定的,故C正确:若北斗卫
6=m学6"=m
2
m)gh
变形可得=
星在飞行的过程中速度变大了,万有引力小于所需的向心力,则
m+m,动
它将向远离地球的方向运动,故D错误
联立解特:=n十行
7.当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周
(2)根据以上分析可得m=4mB
运动时,模型飞机受到重力和支持力的作用,由重力和支持力的
解得:长
合力提供向心力,故A正确:旋臂对模型飞机的作用力方向可以
可得nm+m=4r
与旋臂不垂直,但在竖直方向和水平方向有分力,且竖直方向的
1.():2)2红R+位、R
分力等于重力,故B错误;根据旋臂对模型飞机的作用力大小的
14.(1)4.5J:(2)2J:(3)0.2m
表达式F=(mg)2+(mLsin 6)下,所以旋臂对模型飞机的
解析:(1)由题意可知在B点,轨道对物块的支持力为
解析:(1)物体在地球表面受到的万有引力等于重力,则有
作用力大于mg,若夹角0减小,则旋臂对模型飞机的作用力减
GMmo
10mg,根据牛顿第二定律得10mg-mg=m尺
R2
=mog
小,故CD正确.本题选不正确的,故选B
8.AC;9.AC:10.BC
根据动能定理得W弹=m后-0
解得地球的质量M:咒
提示:
8.谷种和瘪谷飞出洞口后只受重力作用,则都做匀变速由
根据功能关系E。=W
(2)天舟七号绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供
线运动,故A正确:谷种和德谷从飞出洞口后落地的竖直高度相
联立解得E。=4.5J
向心力可得物=学(R+
月,根据1:√产可知它落地的时间相同,故B特误:谷种飞
(2)在C点,由牛顿第二定律得mg=m
解得天舟七号运动的周期为
T√
出洞口落地时的水平位移比瘪谷小,根据x=可知,谷种飞出
从B点到C点,由动能定理可得
4(R +h)2m(R+h)
R+h
=N
洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小,故C正确:根据,
gR2
R
g
=可知,谷种和瘪谷落地的竖直速度相同,但是水平速度不
-mg·2R-W=
2m呢、
2 mg
14.r=g:a0=25a(3d=-m
同,则落地的速度不同,故D错误
联立解得W,=2J
9.已环绕器绕火是做匀速圆周运动的轨道半径为,、周期
摩擦力做功最终都转化为内能,所以Q=W=2J
解析:(1)设小球从A点运动到D点所用时间为1,小球在竖
直方向做白由落体运动,有”,=
为7,由万有引力提供向心力可得G少=m节,解得火显的质
(3)从C点飞出后,物块做平抛运动,有
2
由数学知识?,=otan60
2R-Taxrct
解得:1=尽
量M=4知2之
,环绕器的质量约去,因此环绕器的质量不能求出,
解得x=0.2m
故A正确,B错误;在火星表面的物体所受万有引力等于重力,则
(2)小球从A点运动到D点的过程中,圆盘转过的角度0=
15.()x=2(2)=√2器
mg
wt
G把。g,解得火星表面的重力加速度6=兴-茶故C
解析:(1)用手托住球B时,弹簧处于压缩状态,对A根据平
解得:0=25rad
正确;火星绕大阳运动的公转周期由已知条件不能求出,故D错误,
衡条件有kx=mgin30
(3)小球从A点运动到D点,小球做平抛运动的水平位移大
10.运动员从起跳区水平起跳后做平抛运动,在空中只受到
公+(r)
重力,加速度为重力加速度,根据加速度定义式有△r=gt,△D-t
解得压缩量:=器
小x=to,A,D两点的距离d=
函数图像为一条过原点直线,故A错误;运动员从起跳区水平起
松手使球B从静止开始下落,平衡位置在0点,弹簧处于伸
跳后在竖直方向做自由落体运动,则。,=,重力的瞬时功率为
长状态,对A在平衡位置有mg=mgsin30°+x2
解得:d=个m
P=mg,=mgt,P-t函数图像为一条过原点的直线,故B正
可解得件长量一爱
15.(1)6N;(2)0.25:(3)1.6s
确;运动员从起跳区水平起跳后运动员的速度为。=
因为物块A在斜面上做关于0点对称的往返运动,故物块A
解析:(1)物块在圆弧轨道上运动,由机械能守恒有
mgk=子m
√后+(g),运动员的动能为6:子m2=子m听+沿斜面上升的最大距离为
之,么函数像为抛物线的一部分,顶点在纵箱的正半
=2(x1+)=2m
在点,由心力公式有人g受
(2)到达0'点时,物块A获得最大速度,对A、B及弹簧组成
轴,故C正确:运动员从起跳区水平起跳后在空中只受重力,机的系统,由机械能守恒定律得
解得FN=6N
械能守恒,£-1函数图像为平行于横轴的一条直线,故D错误,
由牛顿第三定律可知,物块经过圆弧轨道的B点时对轨道
mg(x+)-mg(+)sin30°=2m2
的压力大F%=F、=6N
1.()D(2)B(3)mg(+)m(+
327
/mg
(2)物块从A点运动到C点的过程中,根据动能定理有
解析:(1)验证机械能守恒定律实验中,打点计时器需使用
解得=√2k《必修第二册》核心素养综合测评(二)
◆数理报社试题研究中心
第I卷
选择题(共46分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分,选对得4分,
选错或不选得0分)》
b
1.在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现
部
推动了人类历史的进步.关于科学家和他们的贡献,下列说法中
正确的是
A.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一
物体,物体就不会再落在地球上
B.英国物理学家牛顿利用“扭秤实验”首先较准确的测定了
数
引力常量
C.伽利略用“月一地检验”证实了万有引力定律的正确性
的
报
D.德国天文学家开普勒对伽利略观测的行星数据进行了多
高
梨
年研究,得出了开普勒三大行星运动定律
2.2025年2月8日,在第九届亚东
理
会短道速滑男子500米决赛中,中国选
手林孝埈获得金牌!如图1所示为他比
必
赛中的精彩瞬间,假定他正沿圆弧形弯
道做匀速圆周运动,则他在圆弧弯道运
图1
动过程中
(
册
A.速度恒定
●
茶
B.加速度恒定
C.相等时间内转过的角度相同
岗
D.相等时间内经过的位移相同
3.如图2为自动控制货品运
动的智能传送带,其奥秘在于面
板上蜂窝状的小正六边形部件,
每个部件上有三个导向轮A、B、
小正六边形部件俯视图
C,在单个方向轮子的作用下,货
图2
品可获得与导向轮同向的速度,若此时仅控制A、C两个方向的
轮子同时按图示箭头方向等速转动,则货品获得的速度大小为
(
A.v
B.2v
C.√5
D.2
部
4.某游乐场中的水滑梯如图3所示,可视为由倾斜的光滑轨
道和水平的阻力轨道组成.若人(视为质点)从距水平轨道7.2
高的水滑梯的顶端滑下,人在水平轨道上受到的
平均阻力为其所受重力的?出于安全考虑,
要求人不能碰撞水平轨道的末端,则水平轨道
的长度至少为
(
A.12m
B.18m
C.25m
D.36m
图3
5.如图4所示,乒乓球发球机可发出各种
性质的球,既可用于娱乐健身,又适用于专业
训川练.发球机将一乒乓球以某一速度水平抛
出,乒乓球在最初0.2s内的位移大小为0.25m.
不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.则乒
乓球被抛出时的速度大小为
(
图4
A.0.5m/s
B.0.75m/s
C.1 m/s
D.1.25m/s
6.如图5所示,我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的
近地轨道,是我国宇航员进行太空工作和生活的场所;而同样也
是我国自主研发的北斗卫星导航系统,由5颗同步卫星、30颗非静
止轨道卫星和备用卫星组成,其广泛应用于三维卫星定位与通
信.若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做
匀速圆周运动,则下面说法正确的是
图5
A.“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度
B.“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
C.所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的
D.若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了,它将靠近地球
7.某公园有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目,实物和模型如
图6所示,已知模型飞机质量为m,固定在长为L的旋臂上,旋臂与
竖直方向夹角为(小于90°),当模型飞机以恒定角速度ω绕中央
轴在水平面内做匀速圆周运动时,下列说法不正确的是(
图6
A.模型飞机受到重力、旋臂的作用力
B.旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直
C.旋臂对模型飞机的作用力大于mg
D.若仅减小夹角,则旋臂对模型飞机的作用力减小
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,每小题给出
的四个选项中,有多个选项是正确的,全选对的得6分,少选的得3
分,有错选或不选的得0分)
8.如图7甲所示的“风车”是农民常用来精选谷种的农具.在
同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结
果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,简化模型如图乙所示,若V
处为谷种,忽略空气阻力,对这一现象,下列说法正确的是(
风轮
7777777
7777777777777777777777
乙
图7
A.谷种和嘻谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
B.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同
C.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小
数理报
D.谷种和瘪谷落地的速度相同
高
9.2023年2月10日,远在火星执行全球遥感科学探测任务的
物
“天问一号”火星环绕器(以下简称环绕器),已经在火星“上岗”
理
满两年.作为一位功能强大的“太空多面手”,环绕器在“天问一
号”火星探测任务中,分饰了飞行器、通信器和探测器三大角色,
必
创下多项国内外首次记录.若已知环绕器绕火星做匀速圆周运动
的轨道半径为r、周期为T,火星的半径为R,引力常量为G,则可以
推算出
册
A.火星的质量
B.环绕器的质量
C.火星表面的重力加速度
D.火星绕太阳运动的公转周期
10.跳合滑雪起源于19世纪的挪
助滑道
威,跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停
止区组成,如图8所示.运动员从起跳
区水平起跳后在空中运动的速度变化
量、重力的瞬时功率、动能、机械能分
别用△v、P、E、E表示,用t表示运动
图8
员在空中的运动时间,设起跳处为零势能参考平面,不计空气阻
力,下列图像中可能正确的是
第Ⅱ卷
非选择题(共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分,将正确答案填在题中横
线上或按要求作答)
11.(8分)用如图9甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,
重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时
器,打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能
守恒定律.已知当地重力加速度为g.
打点计时器
一纸带
-重
图9
数
(1)除图甲中所示的装置之外,还必须使用的器材是
高
A.直流电源、天平(含砝码)
B.直流电源、刻度尺
C.交流电源、天平(含砝码)
D.交流电源、刻度尺
物
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤,其中没有必要进行
教
的或者操作不当的步骤是
A.按照图甲所示安装好实验器材并连接好电源
必
B.先打开夹子释放纸带,再接通电源开关打出一条纸带
第
C.测量纸带上某些点间的距离
D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是
册
否等于增加的动能
(3)如图乙所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个
点A、B、C、D、E,通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s,点
A、C间的距离为s,点C、E间的距离为s2,若相邻两点的打点时间
间隔为T,重锤质量为m,根据这些条件计算重锤从释放到下落
0OC距离时的重力势能减少量△E。=
动能增加
量△Ek=
(用题中所给的字母表示)
12.(8分)某学习小组利用手机和刻度尺
研究小球做平抛运动的规律.他们用手机拍摄
功能记录小球抛出后位置的变化,每隔时间T
拍摄一张照片
I.小球在抛出瞬间拍摄一张照片,标记
小球位置为A,然后依次每隔1张照片标记一次
图10
小球的位置,得到如图10所示的B点和C点;
Ⅱ.经测量,AB、BC两线段的长度之比a:b.
(1)为了减小空气阻力的影响,小球应选择
厨
A.实心金属球B.空心塑料球
C.空心金属球
若忽略空气阻力,已知当地重力加速度为g;
(2)AB、BC之间的水平距离在理论上应满足xAB
xG(选填“大于”“等于”或“小于”);
(3)BC之间实际下落的竖直高度为
(用g、T表示);
(4)小球抛出时的初速度大小为
(用g、T、a、b
表示).
四、计算题(本题共3小题,共38分,解答应写出文字说明、方
程式和演算步骤.只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,
答案中必须写出数值和单位)
13.(10分)红矮星与中子星组成双星系统,它们同时绕连线
上的某点做匀速圆周运动.若两星相距L,红矮星的质量是中子星
的n倍,中子星转一圈的时间为t,引力常量为G,求:
(1)红矮星的轨道半径;
(2)红矮星和中子星的总质量.
14.(12分)如图11所示,光滑水平
面与竖直半圆形导轨在B点衔接,内壁
粗糙的半圆形导轨半径R=0.1m.
子养wmww
质量m=1kg的物块压缩轻弹簧至A
处,物块被释放后离开弹簧时获得一个
图11
向右的速度在水平面上运动,当它经过B点进入半圆形导轨的瞬
间对导轨的压力大小为其重力的10倍,之后物块恰能到达导轨的
最高点C,最终落在水平面上某处(未与弹簧相碰),重力加速度g
取10m/s2,不计空气阻力.试求:
(1)弹簧压缩到A点时的弹性势能;
(2)物体从B至C过程,物块与轨道间产生的内能;
(3)物块落在水平面时的位置距B点的距离
数理报
15.(16分)如图12所示,倾角为30°
的足够长光滑斜面上,轻质弹簧一端固定
0
在斜面底端,另一端与质量为m的物块A
0000000
高中物
相连,跨过定滑轮O的轻绳一端系住A,另
30°7入
一端与质量为m的球B相连,细线OA平行
图12
于斜面,此时A静止在O'点.现用手托住球B缓慢上升到使轻绳
刚好伸直.然后松手使球B从静止开始下落,物块A将在斜面上做
修第
关于O'点对称的往返运动,已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度
为g.求:
册
(1)松手后物块A沿斜面上升的最大距离;
(2)物块A获得的最大速度,