2026年人教版高中物理必修第二册第7章习题及答案

2026年人教版高中物理必修第二册第7章习题及答案第1页共1页2026年人教版高中物理必修第二册第7章习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.在光滑水平面上，一质量为2kg的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，5秒内物体位移为25m。则该恒力F的大小是多少？A.4NB.5NC.10ND.20N参考答案：C2.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，刹车后做匀减速直线运动，刹车距离为10m。则汽车刹车时的加速度大小是多少？A.5m/s²B.10m/s²C.20m/s²D.40m/s²参考答案：B3.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ。则小球做匀速圆周运动的角速度大小是多少？A.sqrt(g/Lcosθ)B.sqrt(g/Lsinθ)C.sqrt(gtanθ)D.g/L参考答案：B4.一颗人造地球卫星贴近地球表面做匀速圆周运动，则卫星的运行速度大小是多少？（已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g）A.sqrt(gR)B.sqrt(2gR)C.sqrt(g/2R)D.2sqrt(gR)参考答案：A5.如图所示，一个质量为m的小球从高度为h的平台上水平抛出，不计空气阻力，则小球落地时速度方向与水平方向的夹角θ的正切值是多少？A.sqrt(2gh)B.2ghC.h/gD.g/2h参考答案：C6.一颗人造地球卫星在距离地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，则卫星的运行周期T与贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星的周期T₀的关系是？A.TT₀B.TT₀C.T=T₀D.无法确定参考答案：A7.如图所示，一个质量为m的小球从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，斜面与水平面的夹角为α。则小球下滑的加速度大小是多少？A.gsinθB.gcosθC.gsin(θ+α)D.gcos(θ+α)参考答案：A8.一颗人造地球卫星在距离地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，则卫星的向心加速度大小与贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星的向心加速度大小的比值是多少？A.1B.sqrt(h/R)C.h/RD.R/h参考答案：B9.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ。则小球做匀速圆周运动的线速度大小是多少？A.sqrtgLcosθB.sqrtgLsinθC.sqrtgLtanθD.gLcosθ参考答案：B10.一颗人造地球卫星在距离地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，则卫星的线速度大小与贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星的线速度大小的比值是多少？A.1B.sqrt(h/R)C.h/RD.R/h参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿拉斯克2.物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向______。参考答案：圆心3.向心力是效果力，它是由某个力的______提供的。参考答案：合力4.万有引力定律的公式为F=______，其中G是引力常量。参考答案：Gm₁m₂/r²5.第一宇宙速度是指物体绕地球做匀速圆周运动所需的最小______。参考答案：速度6.人造地球卫星做匀速圆周运动时，其线速度大小与轨道半径成______比。参考答案：反7.在地球赤道处，物体随地球自转所需的向心加速度大小约为______m/s²。参考答案：0.0338.根据开普勒第三定律，所有行星绕太阳公转的______的平方与轨道半长轴的立方成正比。参考答案：周期9.火箭发射时，其推力必须大于火箭的______，才能实现加速上升。参考答案：重力10.宇航员在太空中会体验到失重现象，这是因为宇航员和飞船都处于______状态。参考答案：完全失重三、判断题（共10小题，每题2分）1.在匀速圆周运动中，向心加速度的方向始终指向圆心。参考答案：√2.万有引力定律适用于两个质点之间的相互作用，也可以近似应用于两个均匀球体之间的相互作用。参考答案：√3.离心现象是指物体在旋转时由于惯性而远离旋转中心的趋势。参考答案：×4.在圆周运动中，线速度的大小不变，但线速度的方向时刻改变。参考答案：√5.向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，它是一种效果力，不是物体间的真实作用力。参考答案：√6.在地球表面附近，所有物体自由落体的加速度都相同，这个加速度称为重力加速度，其大小约为9.8米/秒²。参考答案：√7.根据开普勒第三定律，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，且行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。参考答案：√8.牛顿第二定律的公式F=ma中的力F是指物体所受的合外力。参考答案：√9.在完全非弹性碰撞中，碰撞前后的总动量守恒，但机械能不守恒。参考答案：√10.物体做平抛运动时，其水平分速度和竖直分速度之间是相互独立的。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述匀速圆周运动的特点。参考答案：匀速圆周运动是物体沿着圆周以恒定的速率运动。其特点是线速度大小不变，但方向时刻改变，因此存在加速度，即向心加速度；物体所受合外力指向圆心，称为向心力。2.说明向心力的来源及其作用效果。参考答案：向心力的来源可以是物体间的相互作用力，如重力、弹力、摩擦力等。其作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动，不断改变物体的运动方向。3.列举三个生活中常见的离心现象实例。参考答案：①洗衣机的脱水桶在高速旋转时，衣物会被甩到桶壁上；②汽车转弯时，如果速度过快，乘客会感觉被甩向弯道外侧；③旋转木马上的乘客在快速旋转时会感觉被压在木马上。4.分析万有引力定律的适用条件。参考答案：万有引力定律的适用条件是：①适用于质点或可视为质点的物体；②适用于宏观低速物体，不适用于高速微观粒子；③两个物体间的距离应远大于物体自身的大小。5.解释为什么地球上的物体都受到重力作用。参考答案：地球上的物体都受到重力作用是因为地球具有质量，根据万有引力定律，地球对物体产生引力，这个引力就是重力。重力是地球对物体的万有引力的近似表现，方向竖直向下。6.比较匀速圆周运动与直线运动的区别。参考答案：匀速圆周运动与直线运动的区别在于：①运动轨迹不同，匀速圆周运动轨迹是圆，直线运动轨迹是直线；②速度方向不同，匀速圆周运动速度方向时刻改变，直线运动速度方向不变；③加速度不同，匀速圆周运动有向心加速度，直线运动（匀速）加速度为零。7.简述开普勒三大定律的主要内容。参考答案：开普勒三大定律的主要内容是：①行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上（椭圆定律）；②行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等（面积定律）；③行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比（周期定律）。8.说明为什么第一宇宙速度是发射人造地球卫星所需的最小速度。参考答案：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所需的最小速度，因为当物体以第一宇宙速度水平发射时，它将绕地球做匀速圆周运动，不再落回地面。第一宇宙速度的大小为7.9km/s，是物体在地球表面附近克服重力做圆周运动所需的最小速度。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长度为5m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求物体滑到斜面底端时的速度大小。（g取10m/s²）参考答案：10m/s2.一质量为2kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求小球运动2秒时，小球的速度方向与水平方向夹角的正切值。（g取10m/s²）参考答案：13.一轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，将其一端固定，另一端连接一质量为0.5kg的小球，小球在光滑水平面上做简谐运动，求小球振动的周期和最大速度。参考答案：πs5m/s4.一列火车在平直轨道上做匀加速直线运动，已知火车在2秒内速度从10m/s增加到16m/s，求火车的加速度和在这4秒内通过的路程。参考答案：3m/s²72m5.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒时速度达到多少？此时物体下落的高度是多少？（g取10m/s²）参考答案：30m/s45m6.一质量为60kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动，求电梯中的人对地板的压力。（g取10m/s²）参考答案：688N7.一物体从倾角为45°的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长度为10m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，求物体滑到斜面底端时的速度大小。（g取10m/s²）参考答案：5m/s8.一轻质弹簧一端固定，另一端连接一质量为1kg的小球，小球在光滑水平面上做简谐运动，弹簧的劲度系数为100N/m，求小球振动的周期和最大加速度。参考答案：πs100m/s²标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：根据位移公式x=1/2at²，可得加速度a=2x/t²=2×25/5²=2m/s²。根据牛顿第二定律F=ma，可得恒力F=2×2=4N。故选项C正确，选项A、B、D错误。2.参考答案：B解析：根据速度位移公式v²-v₀²=2ax，可得加速度a=(0-(72km/h)²)/2×10m=(0-(20m/s)²)/20m=-20m/s²。加速度大小为20m/s²。故选项B正确，选项A、C、D错误。3.参考答案：B解析：对小球进行受力分析，重力mg沿细线方向分解为mgcosθ和mgsinθ。mgsinθ提供向心力，即mgsinθ=mv²/L。解得角速度ω=sqrt(gsinθ/L)。故选项B正确，选项A、C、D错误。4.参考答案：A解析：对卫星进行受力分析，重力mg提供向心力，即mg=mv²/R。解得运行速度v=sqrt(gR)。故选项A正确，选项B、C、D错误。5.参考答案：C解析：小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。落地时竖直分速度vy=sqrt(2gh)。水平分速度vx保持不变。则tanθ=vy/vx=sqrt(2gh)/v₀。故选项C正确，选项A、B、D错误。6.参考答案：A解析：根据开普勒第三定律，卫星的运行周期T与轨道半径r的三次方成正比，即T²/r³=常数。卫星在高度为h的轨道上运行时，轨道半径r=R+h。贴近地球表面运行时，轨道半径r=R。则(T/T₀)²=(R+h)³/R³，可得TT₀。故选项A正确，选项B、C、D错误。7.参考答案：A解析：对小球进行受力分析，重力mg沿斜面方向分解为mgsinθ。mgsinθ提供下滑的加速度，即mgsinθ=ma。解得加速度a=gsinθ。故选项A正确，选项B、C、D错误。8.参考答案：B解析：根据万有引力提供向心力，即GMm/r²=ma。解得向心加速度a=GM/r²。卫星在高度为h的轨道上运行时，轨道半径r=R+h。贴近地球表面运行时，轨道半径r=R。则(a/a₀)=(R/R+h)²，可得a/a₀=sqrt(h/R)。故选项B正确，选项A、C、D错误。9.参考答案：B解析：对小球进行受力分析，重力mg沿细线方向分解为mgcosθ和mgsinθ。mgsinθ提供向心力，即mgsinθ=mv²/L。解得线速度v=sqrt(gLsinθ)。故选项B正确，选项A、C、D错误。10.参考答案：B解析：根据万有引力提供向心力，即GMm/r²=mv²/r。解得线速度v=sqrt(GM/r)。卫星在高度为h的轨道上运行时，轨道半径r=R+h。贴近地球表面运行时，轨道半径r=R。则(v/v₀)=sqrt(GM/R)/sqrt(GM/(R+h))=sqrt(R/(R+h))=sqrt(h/R)。故选项B正确，选项A、C、D错误。二、填空题1.参考答案：牛顿拉斯克解析：本题考查力的单位。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。这是由英国物理学家艾萨克•牛顿以他的名字命名的，用于衡量物体所受的力的大小。2.参考答案：圆心解析：本题考查匀速圆周运动的加速度方向。物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向圆心，即向心加速度。这是由于物体在圆周运动中不断改变速度方向，因此需要一个指向圆心的加速度来维持其圆周运动。3.参考答案：合力解析：本题考查向心力的来源。向心力是效果力，它是由某个力的合力提供的。例如，在地球表面，物体做圆周运动时，向心力可以由重力的一部分分力提供，也可以由绳子的拉力提供，或者是这些力的合力。4.参考答案：Gm₁m₂/r²解析：本题考查万有引力定律的公式。万有引力定律的公式为F=Gm₁m₂/r²，其中G是引力常量，m₁和m₂分别是两个物体的质量，r是两个物体质心之间的距离。这个公式描述了两个物体之间的引力大小。5.参考答案：速度解析：本题考查第一宇宙速度的定义。第一宇宙速度是指物体绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度。当物体的速度达到第一宇宙速度时，它可以绕地球做匀速圆周运动，而不会落回地面。6.参考答案：反解析：本题考查人造地球卫星的线速度与轨道半径的关系。人造地球卫星做匀速圆周运动时，其线速度大小与轨道半径成反比。这是由于根据万有引力定律和向心力公式，可以推导出v²=GM/r，其中v是线速度，G是引力常量，M是地球质量，r是轨道半径。7.参考答案：0.033解析：本题考查地球赤道处物体的向心加速度大小。在地球赤道处，物体随地球自转所需的向心加速度大小约为0.033m/s²。这个数值可以通过地球自转的角速度和赤道半径计算得出。8.参考答案：周期解析：本题考查开普勒第三定律的内容。根据开普勒第三定律，所有行星绕太阳公转的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。这个定律描述了行星绕太阳公转的轨道特性。9.参考答案：重力解析：本题考查火箭发射的条件。火箭发射时，其推力必须大于火箭的重力，才能实现加速上升。这是由于根据牛顿第二定律，物体要加速运动，其受力必须大于其重力。10.参考答案：完全失重解析：本题考查宇航员在太空中的状态。宇航员在太空中会体验到失重现象，这是因为宇航员和飞船都处于完全失重状态。在太空中，宇航员和飞船都受到地球的引力，但由于它们都在自由落体状态，因此会体验到失重现象。三、判断题1.参考答案：√解析：在匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但速度方向不断改变，因此存在加速度。这个加速度称为向心加速度，其方向始终指向圆心，是维持物体做圆周运动的原因。2.参考答案：√解析：万有引力定律适用于两个质点之间的相互作用，即F=G(m₁m₂)/r²。对于两个均匀球体，可以将其视为质量集中在球心的质点，因此也可以近似应用于两个均匀球体之间的相互作用。3.参考答案：×解析：离心现象是指物体在旋转时由于惯性而倾向于保持其原有运动状态，表现为远离旋转中心的趋势，但并不是一种真实的作用力，而是惯性表现。向心力才是维持圆周运动的真实作用力。4.参考答案：√解析：在圆周运动中，物体的线速度大小保持不变，但线速度的方向时刻改变，因为线速度是矢量，其方向始终沿着轨迹的切线方向。5.参考答案：√解析：向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，它是一种效果力，不是物体间的真实作用力，而是由其他力（如重力、摩擦力、弹力等）提供的合力，其作用效果是使物体产生向心加速度。6.参考答案：√解析：在地球表面附近，所有物体自由落体的加速度都相同，这个加速度称为重力加速度，其大小约为9.8米/秒²，方向竖直向下。7.参考答案：√解析：根据开普勒第三定律，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，且行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，即T²∝a³。8.参考答案：√解析：牛顿第二定律的公式F=ma中的力F是指物体所受的合外力，即物体所受的所有外力的矢量和，加速度a是物体在合外力作用下的加速度。9.参考答案：√解析：在完全非弹性碰撞中，碰撞前后的总动量守恒，因为系统不受外力或外力之和为零。但机械能不守恒，因为碰撞过程中存在能量损失，通常转化为热能、声能等。10.参考答案：√解析：物体做平抛运动时，其水平分速度和竖直分速度之间是相互独立的，水平分速度保持不变，竖直分速度受重力加速度影响，做自由落体运动。四、简答题1.参考答案：匀速圆周运动是物体沿着圆周以恒定的速率运动。其特点是线速度大小不变，但方向时刻改变，因此存在加速度，即向心加速度；物体所受合外力指向圆心，称为向心力。解析：本题考查匀速圆周运动的基本概念和特点。匀速圆周运动虽然速率不变，但由于运动方向不断变化，速度矢量是变化的，因此存在加速度。这个加速度指向圆心，称为向心加速度，其大小为v²/r。产生向心加速度的力称为向心力，其大小为mv²/r，方向始终指向圆心。理解匀速圆周运动的关键在于区分速率和速度，以及认识到加速度和力的方向性。2.参考答案：向心力的来源可以是物体间的相互作用力，如重力、弹力、摩擦力等。其作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动，不断改变物体的运动方向。解析：向心力不是一种特殊的力，而是按作用效果命名的力，其来源可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力或分力。向心力的作用效果是提供使物体做圆周运动的向心加速度，不断改变物体的速度方向，使物体保持在圆周轨道上运动。例如，地球绕太阳公转的向心力主要来源于太阳对地球的万有引力。3.参考答案：①洗衣机的脱水桶在高速旋转时，衣物会被甩到桶壁上；②汽车转弯时，如果速度过快，乘客会感觉被甩向弯道外侧；③旋转木马上的乘客在快速旋转时会感觉被压在木马上。解析：离心现象是物体在旋转时由于惯性倾向于保持直线运动状态而产生的现象。当旋转系统提供不了足够的向心力时，物体会远离旋转中心。生活中的离心现象广泛应用于机械设计和日常体验中，理解这些现象有助于认识向心力的作用。4.参考答案：万有引力定律的适用条件是：①适用于质点或可视为质点的物体；②适用于宏观低速物体，不适用于高速微观粒子；③两个物体间的距离应远大于物体自身的大小。解析：万有引力定律F=G(m₁m₂)/r²是一个近似定律，有其适用范围。当物体不能视为质点时，需要考虑物体的大小和形状，此时应使用积分方法计算引力。在高速运动情况下，需要考虑相对论效应。定律适用于引力场中两个物体之间的相互作用，不适用于电磁相互作用等其他力。5.参考答案：地球上的物体都受到重力作用是因为地球具有质量，根据万有引力定律，地球对物体产生引力，这个引力就是重力。重力是地球对物体的万有引力的近似表现，方向竖直向下。解析：重力是地球对物体的万有引力的结果。地球的质量非常大，因此它对附近物体的引力也很大。重力的大小与物体的质量成正比，方向指向地心。在地球表面附近，重力的表达式可以简化为G=mg，其中g是重力加速度。6.参考答案：匀速圆周运动与直线运动的区别在于：①运动轨迹不同，匀速圆周运动轨迹是圆，直线运动轨迹是直线；②速度方向不同，匀速圆周运动速度方向时刻改变，直线运动速度方向不变；③加速度不同，匀速圆周运动有向心加速度，直线运动（匀速）加速度为零。解析：匀速圆周运动和直线运动是两种基本的运动形式。匀速圆周运动虽然速率不变，但由于方向不断变化，存在向心加速度。直线运动中，如果速率不变，加速度为零；如果速率变化，存在直线加速度。这两种运动的根本区别在于速度方向的变化情况。7.参考答案：开普勒三大定律的主要内容是：①行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上（椭圆定律）；②行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等（面积定律）；③行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比（周期定律）。解析：开普勒三大定律描述了行星绕太阳运动的规律。第一定律指出行星轨道不是正圆而是椭圆，解决了第谷观测到的行星轨道偏心问题。第二定律表明