2026年部编版高中物理必修第二册第6章习题及答案

2026年部编版高中物理必修第二册第6章习题及答案第1页共1页2026年部编版高中物理必修第二册第6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m的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动。经过时间t，物体的动能增加了多少？A.F²t²/2mB.Ftc/mC.F²t/2mD.F/m参考答案：A2.一颗人造地球卫星做匀速圆周运动，下列说法正确的是：A.卫星的加速度方向始终指向圆心B.卫星的线速度大小不变，但方向时刻改变C.卫星的向心力大小不变，但方向时刻改变D.卫星的机械能守恒参考答案：B3.如图所示，一个质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R。小球滑到最低点时，对轨道的压力大小是多少？A.mgB.2mgC.mg+mv²/RD.mg-mv²/R参考答案：C4.在光滑水平面上，两个质量分别为m₁和m₂的小球发生弹性正碰，碰撞前m₁的速度为v₀，m₂静止。碰撞后m₁的速度大小为多少？A.v₀B.v₀m₂/(m₁+m₂)C.v₀m₁/(m₁+m₂)D.v₀(m₁-m₂)/(m₁+m₂)参考答案：B5.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的某点时的速度大小是多少？A.√(2gh)B.√(gh)C.2ghD.gh参考答案：A6.如图所示，一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。物体对斜面的压力大小是多少？A.mgB.mgcosθC.mgsinθD.mg/(cosθ-μsinθ)参考答案：B7.一颗人造地球卫星在近地轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是：A.卫星的运行周期与轨道半径成正比B.卫星的运行周期与轨道半径成反比C.卫星的运行速度与轨道半径成正比D.卫星的运行速度与轨道半径成反比参考答案：B8.如图所示，一个质量为m的物体从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。物体下滑过程中，重力势能的减少量等于多少？A.mghB.mghcosθC.mghsinθD.mgh(1-cosθ)参考答案：A9.一颗人造地球卫星在远地轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是：A.卫星的运行周期比近地轨道卫星短B.卫星的运行周期比近地轨道卫星长C.卫星的运行速度比近地轨道卫星大D.卫星的运行速度比近地轨道卫星小参考答案：B10.如图所示，一个质量为m的物体从静止开始沿光滑的1/2圆弧轨道下滑，圆弧半径为R。物体滑到最低点时，对轨道的压力大小是多少？A.mgB.2mgC.mg+mv²/RD.mg-mv²/R参考答案：C二、填空题（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秒内物体的位移为50m，则该恒力F的大小为______N。参考答案：402.一颗人造地球卫星贴近地球表面做匀速圆周运动，其运行速度约为______m/s。（结果保留两位有效数字）参考答案：7.93.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒时速度大小为______m/s，下落的高度为______m。（结果均保留两位有效数字，取g=10m/s²）参考答案：30；454.在一个平行板电容器中，两板间电压为200V，板间距离为0.01m，若两板间电场强度为______N/C。参考答案：200005.一个带电粒子（不计重力）以速度v进入一个匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直，则该粒子在磁场中做______运动，其半径r与粒子速度v的关系为r=______。（设粒子电荷量为q，磁感应强度为B）参考答案：匀速圆周；qBv6.某交流电的电压瞬时表达式为u=311sin100πt（V），则该交流电的频率f为______Hz，有效值U为______V。参考答案：50；2207.一个阻值为10Ω的电阻，通过它的电流为2A，则1分钟内产生的热量为______J。参考答案：24008.在一个LC振荡电路中，电容器C=100μF，电感L=0.1H，则该电路的振荡周期T为______s。参考答案：2π9.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°，则水的折射率n为______。参考答案：1.6510.在验证牛顿第二定律的实验中，为了减小误差，应保持砂桶和砂的总质量______。参考答案：远小于三、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.在完全非弹性碰撞中，系统的动量守恒，但机械能不守恒。参考答案：√4.机械能守恒定律适用于只有重力或系统内弹力做功的物体系统。参考答案：√5.在圆周运动中，线速度越大，向心加速度也越大。参考答案：√6.离心现象是指物体在旋转时由于惯性向外甩出的现象。参考答案：×7.在平抛运动中，物体的水平分速度和竖直分速度是相互独立的。参考答案：√8.牛顿第二定律的公式F=ma中，质量m是物体的惯性质量。参考答案：√9.在静摩擦力作用下，物体一定处于静止状态。参考答案：×10.动摩擦因数只与接触面的材料有关，与接触面积无关。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；加速度大小不变，方向始终指向圆心；角速度恒定。2.说明向心力的来源及其作用效果。参考答案：向心力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。3.列举三个生活中常见的离心现象实例。参考答案：①洗衣机脱水时衣物做离心运动甩出；②汽车快速转弯时乘客感觉被甩向外侧；③快速旋转的陀螺会飞出旋转轴。4.分析万有引力定律的适用条件。参考答案：万有引力定律适用条件包括①宏观物体（质量足够大）；②质点或可视为质点的物体；③物体间的距离远大于物体自身大小；④真空环境（忽略空气阻力等）。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。6.比较匀速圆周运动与直线运动的加速度特点。参考答案：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小恒定，方向始终指向圆心，是变加速运动；直线运动的加速度可以是恒定的（如匀变速直线运动），也可以是变化的，方向与速度变化方向一致。7.简述开普勒三大定律的主要内容。参考答案：①第一定律（惯性定律）：所有物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态；②第二定律（万有引力定律）：两个物体间的引力与质量乘积成正比，与距离平方成反比；③第三定律（行星运动定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。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：第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小发射速度，其大小约为7.9km/s。这是因为在此速度下，物体仅受地球引力作用，提供的引力刚好等于维持圆周运动所需的向心力。若速度小于此值，物体无法维持圆周运动而坠落；若大于此值，则可能脱离地球引力成为人造卫星。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50kg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：510N7.一物体从倾角为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/s8.一轻质弹簧原长为15cm，劲度系数为300N/m，将其一端固定，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，求小球振动的周期和最大速度。参考答案：π√(2/3)s5√(2/3)m/s标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：根据动能定理，合外力做的功等于动能的增加量。物体受到水平恒力F的作用，经过时间t的位移为s=½at²=Ft²/2m。合外力做的功为W=Fs=½Ft²/2m=F²t²/2m。所以动能增加了F²t²/2m。选项B错误，因为Ftc/m是冲量，不是动能。选项C错误，因为F²t/2m是功，但不是动能增加量。选项D错误，因为F/m是加速度，不是动能增加量。2.参考答案：B解析：人造地球卫星做匀速圆周运动，线速度大小不变，但方向时刻改变。加速度方向始终指向圆心，这是向心加速度的特点。向心力大小不变，但方向时刻改变，始终指向圆心。机械能不守恒，因为卫星克服阻力做功，需要外界提供能量。选项A正确，但不是唯一正确的。选项C正确，但不是唯一正确的。选项D错误。3.参考答案：C解析：根据机械能守恒定律，小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，到达最低点时，动能等于重力势能的减少量。设小球到达最低点时的速度为v，则有½mv²=mgh，解得v=√(2gh)。根据牛顿第二定律，小球在最低点受到的合力为mv²/R，方向向上。合力等于重力与轨道支持力的差，即mv²/R=mg-N，解得N=mg+mv²/R。所以小球滑到最低点时，对轨道的压力大小为mg+mv²/R。选项A错误，因为mg是重力，不是支持力。选项B错误，因为2mg是重力的两倍，不是支持力。选项D错误，因为mg-mv²/R是支持力，不是压力。4.参考答案：B解析：在光滑水平面上，两个质量分别为m₁和m₂的小球发生弹性正碰，碰撞前后系统的动量和机械能都守恒。碰撞前系统的动量为m₁v₀，碰撞后系统的动量为m₁v₁+m₂v₂。根据动量守恒定律，m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，解得v₁=(m₁v₀-m₂v₂)/m₁。由于弹性正碰，碰撞后速度交换，即v₁=0，v₂=v₀。所以碰撞后m₁的速度大小为v₀m₂/(m₁+m₂)。选项A错误，因为v₀是碰撞前的速度，不是碰撞后的速度。选项C错误，因为v₀m₁/(m₁+m₂)是碰撞后m₂的速度，不是m₁的速度。选项D错误，因为v₀(m₁-m₂)/(m₁+m₂)是碰撞后m₁的速度，但符号错误。5.参考答案：A解析：根据机械能守恒定律，物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的某点时，动能等于重力势能的减少量。设物体在某点的速度为v，则有½mv²=mgh，解得v=√(2gh)。选项B错误，因为√(gh)是速度的一半，不是速度。选项C错误，因为2gh是加速度，不是速度。选项D错误，因为gh是重力加速度，不是速度。6.参考答案：B解析：物体静止在倾角为θ的斜面上，受到重力mg和支持力N的作用。重力沿斜面向下的分力为mgsinθ，沿垂直斜面向下的分力为mgcosθ。由于物体静止，沿斜面方向和垂直斜面方向的合力都为零。沿斜面方向，摩擦力f=mgsinθ；垂直斜面方向，支持力N=mgcosθ。所以物体对斜面的压力大小为mgcosθ。选项A错误，因为mg是重力，不是支持力。选项C错误，因为mgsinθ是沿斜面向下的分力，不是支持力。选项D错误，因为mg/(cosθ-μsinθ)是垂直斜面的合力，不是支持力。7.参考答案：B解析：根据万有引力提供向心力，GMm/R²=mv²/R，解得v=√(GM/R)。运行周期T=2πR/v=2πR/√(GM/R)=2π√(R³/GM)。所以卫星的运行周期与轨道半径的3/2次方成正比，与轨道半径成反比。选项A错误，因为运行周期与轨道半径的3/2次方成正比。选项C错误，因为运行速度与轨道半径成反比。选项D错误，因为运行速度与轨道半径成反比。8.参考答案：A解析：物体从静止开始沿倾角为θ的斜面下滑，重力势能的减少量等于重力做的功。重力做的功为W=mgcosθ，所以重力势能的减少量等于mgh。选项B错误，因为mghcosθ是重力势能的减少量的一半。选项C错误，因为mghsinθ是重力沿斜面向下的分力做的功，不是重力势能的减少量。选项D错误，因为mgh(1-cosθ)是重力势能的减少量的一半。9.参考答案：B解析：根据万有引力提供向心力，GMm/R²=mv²/R，解得v=√(GM/R)。运行周期T=2πR/v=2πR/√(GM/R)=2π√(R³/GM)。所以卫星的运行周期与轨道半径的3/2次方成正比。远地轨道卫星的轨道半径比近地轨道卫星大，所以远地轨道卫星的运行周期比近地轨道卫星长。选项A错误，因为远地轨道卫星的运行周期比近地轨道卫星长。选项C错误，因为远地轨道卫星的运行速度比近地轨道卫星小。选项D错误，因为远地轨道卫星的运行速度比近地轨道卫星小。10.参考答案：C解析：物体从静止开始沿光滑的1/2圆弧轨道下滑，到达最低点时，动能等于重力势能的减少量。设物体到达最低点时的速度为v，则有½mv²=mgh，解得v=√(2gh)。根据牛顿第二定律，物体在最低点受到的合力为mv²/R，方向向上。合力等于重力与轨道支持力的差，即mv²/R=mg-N，解得N=mg+mv²/R。所以物体滑到最低点时，对轨道的压力大小为mg+mv²/R。选项A错误，因为mg是重力，不是支持力。选项B错误，因为2mg是重力的两倍，不是支持力。选项D错误，因为mg-mv²/R是支持力，不是压力。二、填空题1.参考答案：40解析：根据匀变速直线运动的位移公式x=1/2at²，可得加速度a=x/t²=50/(5²)=2m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，可得恒力F=2kg×2m/s²=40N。2.参考答案：7.9解析：人造地球卫星贴近地球表面做匀速圆周运动时，向心力由地球的万有引力提供，即GMm/R²=mv²/R，其中G为万有引力常量，M为地球质量，R为地球半径，v为卫星运行速度。解得v=√(GM/R)。取G=6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²，M=5.97×10²⁴kg，R=6.37×10⁶m，代入计算可得v≈7.9×10³m/s，即约为7.9m/s。3.参考答案：30；45解析：自由落体运动的速度公式为v=gt，经过3秒时速度大小为v=10m/s×3=30m/s。自由落体运动的位移公式为h=1/2gt²，下落的高度为h=1/2×10m/s²×(3s)²=45m。4.参考答案：20000解析：平行板电容器中，两板间电场强度E与电压U和板间距离d的关系为E=U/d。代入数据可得E=200V/0.01m=20000N/C。5.参考答案：匀速圆周；qBv解析：带电粒子以速度v进入一个匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直，受到的洛伦兹力F=qvB，该力提供向心力，使粒子做匀速圆周运动。洛伦兹力作为向心力，F=mv²/r，联立可得qvB=mv²/r，解得半径r=mv/qB。6.参考答案：50；220解析：交流电的电压瞬时表达式为u=311sin100πt（V），其中最大值Um=311V，角频率ω=100πrad/s。频率f=ω/2π=100π/(2π)=50Hz。交流电的有效值U=Um/√2=311V/√2≈220V。7.参考答案：2400解析：根据焦耳定律Q=I²Rt，代入数据可得Q=(2A)²×10Ω×60s=4×10×60=2400J。8.参考答案：2π解析：LC振荡电路的振荡周期T=2π√(LC)。代入数据可得T=2π√(0.1H×100×10⁻⁶F)=2π√(0.01)=2π×0.1=0.2s。注意单位换算，1μF=10⁻⁶F。9.参考答案：1.65解析：根据折射定律n=sinθ₁/sinθ₂，代入数据可得n=sin30°/sin22°≈0.5/0.3746≈1.65。10.参考答案：远小于解析：在验证牛顿第二定律的实验中，为了使砂桶和砂的总重力近似等于细线对小车拉力，应保持砂桶和砂的总质量远小于小车质量，即m₁≪m₂，这样m₁g≈F，从而可以近似认为小车所受合外力F等于砂和砂桶的总重力m₁g，便于验证F=ma。三、判断题1.参考答案：√解析：在匀速圆周运动中，物体的速度方向不断变化，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，使得物体保持在圆周轨道上运动。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，对于两个均匀球体，可以将其质量集中于球心，视为质点，因此定律同样适用。3.参考答案：√解析：在完全非弹性碰撞中，两个物体碰撞后结合在一起，系统的动量守恒，但由于存在非弹性形变，部分机械能转化为内能或其他形式的能量，因此机械能不守恒。4.参考答案：√解析：机械能守恒定律的条件是只有重力或系统内弹力做功，这意味着没有其他外力做功，系统的总机械能保持不变。5.参考答案：√解析：在圆周运动中，向心加速度a_c=v^2/r，其中v是线速度，r是半径。当半径r一定时，线速度v越大，向心加速度也越大。6.参考答案：×解析：离心现象是指物体在旋转时由于惯性倾向于保持直线运动状态，看起来像是向外甩出，但实际上是向心力的不足导致物体无法保持圆周运动，而不是惯性向外甩出。7.参考答案：√解析：在平抛运动中，水平方向不受力，保持匀速直线运动；竖直方向受重力作用，做自由落体运动。因此，水平分速度和竖直分速度是相互独立的。8.参考答案：√解析：牛顿第二定律的公式F=ma中，质量m是物体的惯性质量，表示物体抵抗运动状态改变的能力，与物体的加速度a成反比。9.参考答案：×解析：静摩擦力是阻止物体相对运动的力，其大小可以变化，从零到最大静摩擦力。物体在静摩擦力作用下不一定处于静止状态，例如正在加速的汽车轮胎与地面之间的静摩擦力。10.参考答案：√解析：动摩擦因数是描述接触面之间摩擦力大小的无量纲系数，只与接触面的材料有关，与接触面积无关。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；加速度大小不变，方向始终指向圆心；角速度恒定。解析：匀速圆周运动的核心特征是速率恒定但速度方向变，导致存在向心加速度。这是由物体运动状态改变所必需的加速度，其大小v²/r，方向始终指向圆心。理解匀速圆周运动需区分线速度（矢量变）、角速度（标量恒）、向心加速度（矢量恒大小、方向变）的区别，这是考查对运动学核心概念的掌握。生活中如摩天轮、洗衣机脱水等都是匀速圆周运动的实例。2.参考答案：向心力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。解析：向心力本质是合外力在径向的分量，不是新力。例如，地球绕太阳公转的向心力是太阳对地球的万有引力；汽车转弯时靠静摩擦力提供向心力；卫星绕地球运行靠地球引力提供向心力。向心力的作用效果是不断改变物体速度方向，维持圆周运动，而非改变速率。这是对动力学与运动学结合的考查。3.参考答案：①洗衣机脱水时衣物做离心运动甩出；②汽车快速转弯时乘客感觉被甩向外侧；③快速旋转的陀螺会飞出旋转轴。解析：离心现象是物体在旋转系统中因惯性“试图”保持直线运动状态而产生的效果。当提供的向心力不足时，物体表现为远离圆心。需注意离心力是惯性力，在非惯性系中才引入，但在旋转系统内表现为效果。这些实例直观展示了离心现象，是连接理论与生活的桥梁。4.参考答案：万有引力定律适用条件包括①宏观物体（质量足够大）；②质点或可视为质点的物体；③物体间的距离远大于物体自身大小；④真空环境（忽略空气阻力等）。解析：牛顿万有引力定律F=G(m₁m₂)/r²是基于理想化模型建立的，实际应用中需考虑近似条件。对于密度均匀的球体，可视为质点分布在球心；对于近地卫星，地球可视为均匀球体；对于天体运动，通常忽略相对尺寸，视为质点。适用范围限定在经典力学范畴。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。解析：重力是地球对物体的万有引力在地球表面的表现形式。地球质量巨大，其产生的引力足以束缚表面物体。严格讲，重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力。这也是对引力与重力关系的考查。6.参考答案：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小恒定，方向始终指向圆心，是变加速运动；直线运动的加速度可以是恒定的（如匀变速直线运动），也可以是变化的，方向与速度变化方向一致。解析：加速度是描述速度变化快慢的物理量。匀速圆周运动因速度方向不断变化，即使速率不变，也存在向心加速度。直线运动中，若加速度为零，则是匀速直线运动；若加速度不为零，则是变速直线运动。这是对加速度概念的深化理解。7.参考答案：①第一定律（惯性定律）：所有物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态；②第二定律（万有引力定律）：两个物体间的引力与质量乘积成正比，与