2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集

2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集一、单项选择题（总共10题，每题2分，共20分）1.在《2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集》中，关于平抛运动的研究，下列说法正确的是（）A.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，但两个分运动的时间不同B.平抛运动的加速度始终指向轨迹的凹侧，因此轨迹是一条抛物线C.平抛运动是匀变速曲线运动，其速度变化量Δv的方向始终竖直向下D.在平抛运动中，任意相等时间内的速度变化量大小相等，方向不同2.根据第4章习题集中的内容，关于匀速圆周运动，下列描述错误的是（）A.匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此是变速运动B.匀速圆周运动的加速度大小不变，但方向始终指向圆心，因此是变加速运动C.匀速圆周运动中，向心加速度a与角速度ω的关系为a=ω²r，其中r为圆周半径D.匀速圆周运动中，向心力由合外力提供，且方向始终与速度方向垂直3.在《2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集》第4节中，关于离心现象的描述，下列说法正确的是（）A.离心现象是指物体在旋转时由于惯性向外飞出的现象，实际是惯性力作用的结果B.当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动C.离心现象只发生在水平圆周运动中，竖直圆周运动不会出现离心现象D.离心现象是物体对向心力的反抗，因此离心力与向心力大小相等、方向相反4.根据习题集第4章第5节的内容，关于万有引力定律，下列说法正确的是（）A.万有引力定律F=G(m₁m₂)/r²适用于质点间的引力计算，不适用于宏观物体B.在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力，但两者本质不同C.万有引力常量G的数值与物体质量及距离无关，是一个普适常数D.当两个物体间的距离趋近于零时，万有引力将趋于无穷大5.在《2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集》中，关于人造地球卫星的运动，下列说法正确的是（）A.人造地球卫星的运行速度仅取决于地球的质量，与轨道半径无关B.近地轨道卫星的运行周期小于地球自转周期，因此会自东向西运行C.卫星在轨道上运行时，机械能守恒，但动能和势能会相互转化D.卫星进入轨道后，若仅受地球引力作用，其运动状态将永不改变6.根据习题集第4章第6节的内容，关于开普勒三大定律，下列说法错误的是（）A.开普勒第一定律指出所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上B.开普勒第二定律表明行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此行星在近日点运动速度更快C.开普勒第三定律适用于所有天体间的运动，其表达式为T²∝r³，其中T为公转周期，r为轨道半长轴D.开普勒三大定律是牛顿万有引力定律的推论，因此没有独立意义7.在《2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集》中，关于机械能守恒定律的应用，下列说法正确的是（）A.机械能守恒定律适用于所有宏观物体的运动，包括非惯性参考系B.当物体受到非保守力（如摩擦力）作用时，机械能一定不守恒C.在竖直上抛运动中，若忽略空气阻力，物体的机械能守恒，但动能和势能会相互转化D.机械能守恒定律的适用条件是系统不受外力作用，因此无法应用于有空气阻力的情况8.根据习题集第4章第7节的内容，关于功和功率，下列说法错误的是（）A.功是标量，其正负取决于力和位移的方向关系，与参考系无关B.平均功率P=W/t，瞬时功率P=Fv，其中v为速度的切向分量C.在恒力作用下，物体的动能变化量等于合外力所做的功D.功率是描述做功快慢的物理量，单位时间内做的功越多，功率越大9.在《2026年福建省部编版高中物理必修第二册第4章习题集》中，关于圆周运动的向心力，下列说法正确的是（）A.向心力是物体所受的合外力，其方向始终指向圆心，但大小可能变化B.在水平圆周运动中，向心力由重力提供，因此物体必须受到支持力C.在竖直圆周运动中，最高点和最低点的向心力大小一定相等，方向相反D.向心力的大小与角速度的平方成正比，与半径成反比，表达式为F=mv²/r10.根据习题集第4章第8节的内容，关于天体运动中的能量问题，下列说法正确的是（）A.人造地球卫星在近地轨道运行时，其机械能仅由动能和引力势能组成，不受其他能量影响B.当卫星从高轨道进入低轨道时，动能增加，势能减少，机械能守恒C.卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将逐渐减小，轨道半径也会减小D.卫星发射过程中，火箭提供的推力做正功，使卫星的机械能突然增加二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.在平抛运动中，物体在水平方向做______运动，在竖直方向做______运动，两个分运动的______相同。2.匀速圆周运动的角速度ω与周期T的关系为______，向心加速度a与角速度ω的关系为______。3.当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做______运动，这种现象称为______。4.万有引力常量G的数值为______，其单位为______。在地球表面附近，物体所受的重力加速度g约为______。5.人造地球卫星在近地轨道运行时，其运行速度约为______，运行周期约为______。6.开普勒第一定律指出所有行星绕太阳的轨道都是______，太阳位于椭圆的一个______上。7.机械能守恒定律的适用条件是系统______，即只有______做功。在竖直上抛运动中，若忽略空气阻力，物体的机械能______。8.功是______，其正负取决于______和______的方向关系。平均功率P与瞬时功率P的关系为______。9.在水平圆周运动中，向心力由______提供；在竖直圆周运动中，最高点的向心力由______和______的合力提供。10.卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将______，轨道半径也将______。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.平抛运动的加速度始终指向轨迹的凹侧，因此轨迹是一条抛物线。（）2.匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此是变速运动。（）3.当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动。（）4.万有引力常量G的数值与物体质量及距离无关，是一个普适常数。（）5.人造地球卫星的运行速度仅取决于地球的质量，与轨道半径无关。（）6.开普勒三大定律是牛顿万有引力定律的推论，因此没有独立意义。（）7.机械能守恒定律适用于所有宏观物体的运动，包括非惯性参考系。（）8.功是标量，其正负取决于力和位移的方向关系，与参考系无关。（）9.在水平圆周运动中，向心力由重力提供，因此物体必须受到支持力。（）10.卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将逐渐减小，轨道半径也会减小。（）四、简答题（总共8题，每题2分，共16分）1.简述平抛运动的特点及其分解方法。2.解释匀速圆周运动中向心力的来源和方向。3.什么是离心现象？在什么情况下会发生离心运动？4.简述万有引力定律的主要内容及其适用条件。5.人造地球卫星的运行速度与轨道半径有何关系？为什么？6.开普勒三大定律分别是什么？它们有何重要意义？7.机械能守恒定律的适用条件是什么？举例说明机械能守恒的应用。8.功和功率有何区别？如何计算平均功率和瞬时功率？五、应用题（总共8题，每题4分，共24分）1.一物体以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求物体在3秒内水平位移和竖直位移。（g=10m/s²）2.一物体做匀速圆周运动，半径为0.5m，角速度为2rad/s，求物体的线速度和向心加速度。3.一质量为2kg的小球在水平面上做匀速圆周运动，线速度为4m/s，半径为1m，求小球所受的向心力。4.一卫星在距离地球表面36000km的轨道上运行，求卫星的运行速度和周期。（地球半径为6400km，g=9.8m/s²）5.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，求物体在3秒内重力做的功。（g=10m/s²）6.一物体以初速度10m/s竖直上抛，不计空气阻力，求物体上升的最大高度和总运动时间。（g=10m/s²）7.一质量为2kg的物体在水平面上受到一个水平向右的恒力作用，物体从静止开始运动，前5秒内位移为25m，求恒力的大小和平均功率。8.一卫星在轨道上运行时受到空气阻力，其机械能逐渐减小，轨道半径也随之减小，解释这一现象的原因。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C解析：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，两个分运动的时间相同，因此A错误；平抛运动的加速度始终竖直向下，指向轨迹的凹侧，因此B错误；平抛运动是匀变速曲线运动，其速度变化量Δv的方向始终竖直向下，因此C正确；在平抛运动中，任意相等时间内的速度变化量大小相等，方向相同，因此D错误。2.D解析：匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此是变速运动，因此A正确；匀速圆周运动的加速度大小不变，但方向始终指向圆心，因此是变加速运动，因此B正确；匀速圆周运动中，向心加速度a与角速度ω的关系为a=ω²r，其中r为圆周半径，因此C正确；匀速圆周运动中，向心力由合外力提供，且方向始终与速度方向垂直，因此D错误。3.B解析：离心现象是指物体在旋转时由于惯性“试图”沿切线方向飞出，实际是向心力不足的结果，因此A错误；当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动，因此B正确；离心现象在水平圆周和竖直圆周运动中都会出现，因此C错误；离心现象是物体对向心力的“反抗”，但离心力是惯性力，不是真实力，因此D错误。4.C解析：万有引力定律F=G(m₁m₂)/r²适用于质点间的引力计算，也适用于宏观物体，因此A错误；在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力，但两者本质不同（重力是万有引力的一个分力），因此B错误；万有引力常量G的数值与物体质量及距离无关，是一个普适常数，因此C正确；当两个物体间的距离趋近于零时，万有引力将趋于无穷大，但此时物体已不再是质点，定律不再适用，因此D错误。5.C解析：人造地球卫星的运行速度与轨道半径有关，速度公式为v=√(GM/r)，因此A错误；近地轨道卫星的运行周期小于地球自转周期，因此会自西向东运行，因此B错误；卫星在轨道上运行时，机械能守恒，但动能和势能会相互转化，因此C正确；卫星进入轨道后，若仅受地球引力作用，其运动状态将永不改变（保持匀速圆周运动），因此D错误。6.D解析：开普勒第一定律指出所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，因此A正确；开普勒第二定律表明行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此行星在近日点运动速度更快，因此B正确；开普勒第三定律适用于所有天体间的运动，其表达式为T²∝r³，其中T为公转周期，r为轨道半长轴，因此C正确；开普勒三大定律是牛顿万有引力定律的推论，但它们在历史上具有独立意义，因此D错误。7.C解析：机械能守恒定律适用于惯性参考系，因此A错误；当物体受到非保守力（如摩擦力）作用时，机械能可能不守恒，但若系统机械能守恒（如弹簧振子），则机械能仍守恒，因此B错误；在竖直上抛运动中，若忽略空气阻力，物体的机械能守恒，但动能和势能会相互转化，因此C正确；机械能守恒定律的适用条件是系统只有重力或弹力做功，因此D错误。8.A解析：功是标量，其正负取决于力和位移的方向关系，与参考系有关（如斜向上抛出物体，水平方向位移为零，但水平方向有力做功），因此A错误；平均功率P=W/t，瞬时功率P=Fv，其中v为速度的切向分量，因此B正确；在恒力作用下，物体的动能变化量等于合外力所做的功，因此C正确；功率是描述做功快慢的物理量，单位时间内做的功越多，功率越大，因此D正确。9.A解析：在水平圆周运动中，向心力由水平方向的力提供（如静摩擦力、拉力等），因此A正确；在竖直圆周运动中，最高点的向心力由重力和支持力的合力提供，因此B错误；在竖直圆周运动中，最高点的向心力由重力和支持力的合力提供，最低点的向心力由重力和支持力的合力提供，但大小不一定相等（取决于速度大小），因此C错误；向心力的大小与角速度的平方成正比，与半径成正比，表达式为F=mv²/r，因此D错误。10.C解析：人造地球卫星在近地轨道运行时，其机械能由动能和引力势能组成，还可能受到其他能量影响（如空气阻力），因此A错误；当卫星从高轨道进入低轨道时，动能增加，势能减少，机械能守恒，但总机械能减小，因此B错误；卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将逐渐减小，轨道半径也会减小，因此C正确；卫星发射过程中，火箭提供的推力做正功，使卫星的机械能增加，但这是瞬时的，因此D错误。二、填空题1.匀速直线；自由落体；初速度解析：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，两个分运动的初速度相同。2.ω=2π/T；a=ω²r解析：角速度ω与周期T的关系为ω=2π/T；向心加速度a与角速度ω的关系为a=ω²r。3.离心；离心现象解析：当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动，这种现象称为离心现象。4.6.67×10⁻¹¹；N•m²/kg²；9.8解析：万有引力常量G的数值为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²；在地球表面附近，物体所受的重力加速度g约为9.8m/s²。5.7.9km/s；约90分钟解析：人造地球卫星在近地轨道运行时，其运行速度约为7.9km/s，运行周期约为90分钟。6.椭圆；焦点解析：开普勒第一定律指出所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。7.只有重力或弹力做功；重力或弹力；守恒解析：机械能守恒定律的适用条件是系统只有重力或弹力做功；在竖直上抛运动中，若忽略空气阻力，物体的机械能守恒。8.标量；力；位移；P(t)=P(t)解析：功是标量，其正负取决于力和位移的方向关系；平均功率P与瞬时功率P的关系为P(t)=P(t)。9.水平方向的力；重力；支持力解析：在水平圆周运动中，向心力由水平方向的力提供；在竖直圆周运动中，最高点的向心力由重力和支持力的合力提供。10.减小；减小解析：卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将逐渐减小，轨道半径也将减小。三、判断题1.×解析：平抛运动的加速度始终竖直向下，指向轨迹的凹侧，不是指向轨迹的凹侧。2.√解析：匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此是变速运动。3.√解析：当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动。4.√解析：万有引力常量G的数值与物体质量及距离无关，是一个普适常数。5.×解析：人造地球卫星的运行速度与轨道半径有关，速度公式为v=√(GM/r)，因此速度与轨道半径成反比。6.×解析：开普勒三大定律是牛顿万有引力定律的推论，但它们在历史上具有独立意义。7.×解析：机械能守恒定律适用于惯性参考系，因此不适用于非惯性参考系。8.√解析：功是标量，其正负取决于力和位移的方向关系，与参考系无关。9.×解析：在水平圆周运动中，向心力由水平方向的力提供（如静摩擦力、拉力等），不一定由重力提供。10.√解析：卫星在轨道上运行时，若受到空气阻力，其机械能将逐渐减小，轨道半径也会减小。四、简答题1.简述平抛运动的特点及其分解方法。答：平抛运动的特点是：（1）物体具有水平初速度，且水平方向不受力；（2）物体在竖直方向做自由落体运动；（3）物体做匀变速曲线运动。分解方法：将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，两个分运动的时间相同。2.解释匀速圆周运动中向心力的来源和方向。答：匀速圆周运动中，物体速度方向时刻改变，因此需要合外力提供向心力。向心力的来源可以是重力、弹力、摩擦力等，具体取决于运动场景。向心力的方向始终指向圆心，因此是变力。3.什么是离心现象？在什么情况下会发生离心运动？答：离心现象是指物体在旋转时由于惯性“试图”沿切线方向飞出，实际是向心力不足的结果。当物体所受的合外力不足以提供所需的向心力时，物体将做离心运动。4.简述万有引力定律的主要内容及其适用条件。答：万有引力定律的主要内容是：宇宙中任何两个物体之间都存在相互吸引力，其大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离平方成反比。表达式为F=G(m₁m₂)/r²。适用条件是质点间的引力计算，或宏观物体在距离足够远时。5.人造地球卫星的运行速度与轨道半径有何关系？为什么？答：人造地球卫星的运行速度与轨道半径成反比。速度公式为v=√(GM/r)，其中G为万有引力常量，M为地球质量，r为轨道半径。因此，轨道半径越大，运行速度越小。6.开普勒三大定律分别是什么？它们有何重要意义？答：开普勒三大定律分别是：（1）第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；（2）第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等；（3）第三定律：行星绕太阳的公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。它们的重要意义在于揭示了行星运动的规律，为牛顿万有引力定律的发现奠定了基础。7.机械能守恒定律的适用条件是什么？举例说明机械能守恒的应用。答：机械能守恒定律的适用条件是系统只有重力或弹力做功。例如，在自由落体运动中，物体只受重力作用，机械能守恒。8.功和功率有何区别？如何计算平均功率和瞬时功率？答：功是描述力对物体作用效果的物理量，是标量；功率是描述做功快慢的物理量，是标量。平均功率P=W/t，瞬时功率P=Fv，其中v为速度的切向分量。五、应用题1.一物体以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求物体在3秒内水平位移和竖直位移。（g=10m/s²）解：水平方向：物体做匀速直线运动，水平位移x=v₀t=10×3=30m；竖直方向：物体做自由落体运动，竖直位移y=½gt²=½×10×3²=45m。答：物体在3秒内水平位移为30m，竖直位移为45m。2.一物体做匀速圆周运动，半径为0.5m，角速度为2rad/s，求物体的线速度和向心加速度。解：线速度v=ωr=2×0.5=1m/s；向心加速度a=ω²r=2²×0.5=2m/s²。答：物体的线速度为1m/s，向心加速度为2m/s²。3.一质量为2kg的小球在水平面上做匀速圆周运动，线速度为4m/s，半径为1m，