高中物理圆周运动及天体运动试题及答案解析

高中物理圆周运动及天体运动试题及答案解析

Newly compiled on November 23, 2020

圆周运动试题

一、 单选题

1、关于匀速圆周运动下列说法正确的是 A、 B、 C、 D、

线速度方向永远与加速度方向垂直，且速率不变 它是速度不变的运动 它是匀变速运动 它是受力恒定的运动

2、汽车以10m/s速度在平直公路上行驶，对地面的压力为20000N，当该汽车以同样速率驶过半径为20m的凸形桥顶时，汽车对桥的压力为 Ａ、10000N B、1000N C、20000N D、2000N 3、如图，光滑水平圆盘中心O有一小孔，用细线穿系A，B两小球，已知B球的质量为2Kg，并做匀半径为20cm，线速度为5m/s，则A的重力为 A、250N B、 C、125N D、

4、如图O1 ，O2是皮带传动的两轮,O1半径是O2的2倍,O1上的C 点到轴心的距离为O2半径的1/2则

A、ＶＡ：ＶＢ＝2：１ Ｂ、ａＡ：ａＢ＝Ｃ、ＶＡ：ＶＣ＝１：２ Ｄ、ａＡ：ａＣ＝2：1 5、关于匀速圆周运动的向心加速度下列说法正确的是 A．大小不变，方向变化 B．大小变化，方向不变 C．大小、方向都变化 不变

D．大小、方向都1：2

过小孔，两端各速圆周运动，其

6、如图所示，一人骑自行车以速度V通过一半圆形的拱桥顶端时，关于人和自行车受力的说法正确的是：

A、人和自行车的向心力就是它们受的重力

B、人和自行车的向心力是它们所受重力和支持力的合力，方向指向圆心 C、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用 D、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和离心力的作用 7、假设地球自转加快，则仍静止在赤道附近的物体变大的物理量是 A、地球的万有引力 B、自转所需向心力 C、地面的支持力 D、重力

8、在一段半径为R的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于

车重的μ倍,则汽 车拐弯

时的安全速度是 9、小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为 a，则下列说法错误的是 ．．A、

a RRB、小球运动的周期T2

a小球的角速度C、t时间内小球通过的路程StaR D、t时间内小球转过的角度tR a10、某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体,经t秒钟后物体落回手中,已知星球半径

为R,那么使物体不再落回星球表面,物体抛出时的速度至少为

11、假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动。则 A.根据公式V=rω可知卫星的线速度将增大到原来的2倍

v21B.根据公式Fm,可知卫星所受的向心力将变为原来的

r2C.根据公式FG1Mm,可知地球提供的向心力将减少到原来的

4r2D.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的2倍 12、我们在推导第一宇宙速度时，需要做一些假设。例如：（1）卫星做匀速圆周运动；（2）卫星的运转周期等于地球自转周期；（3）卫星的轨道半径等于地球半径；（4）卫星需要的向心力等于它在地面上的地球引力。上面的四种假设正确的是 A、（1）（2）（3） B、（2）（3）（4） C、（1）（3）（4） D、（1）（2）（4）

13、如图所示,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块A和B,它们分别紧贴漏斗的内 壁.在不同的水平面上做匀速圆述正确的是 A.物块A的线速度小于物块B的线速度 B.物块A的角速度大于物块B的角速度

C.物块A对漏斗内壁的压力小于物块B对漏斗内壁的压力 D.物块A的周期大于物块B的周期

14、火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分。火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比较,下列说法正确的是:

A、火卫一距火星表面较远。 B、火卫二的角速度较大 C、火卫一的运动速度较大。

D、火卫二的向心加速度较大。

带一起匀速运r，则要使物体通周运动,则以下叙

15、如图所示，质量为m的物体，随水平传送动，A为传送带的终端皮带轮，皮带轮半径为

过终端时能水平抛出，皮带轮每秒钟转动的圈数至少为 A、12g B、g C、

rrgr D、gr

216、如图所示，碗质量为M，静止在地面上，质量圆弧形碗的底端时速率为v，已知碗的半径为R，时，地面受到碗的压力为：

为m的滑块滑到当滑块滑过碗底

mv2mv2v2 A、(M+m)g B、(M+m)g＋ C、Mg＋ D、Mg＋mg－m

RRR17、1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为g。这个小行星表面的重力加速度为

A、400g B、

11g C、20g D、g

2040018、银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T1，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为

42r142r2(rr1)42r2r142r2A、 B、 C、 D、

GT2GT2GT2GT2319、2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6—30—15。由于黑洞的强大引力，使得太阳绕银河系中心运转。假定银河系中心仅此一个黑洞，且太阳绕银河系中心做的是匀速圆周运动。则下列哪一组数据可估算该黑洞的质量

A.、地球绕太阳公转的周期和速度 B、太阳的质量和运动速度

C、太阳质量和到该黑洞的距离 D、太阳运行速度和到该黑洞的距离 20、质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到小为

A、mω2R B、mg24R2 C、mg24R2 D、不能确定

21、已知万有引力恒量G，要计算地球的质量，还必须知道某些数据，现给出下列各组数据，算不出地球质量的有哪组：

A、地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离R； B、月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离R； C、人造卫星在近地表面运行的线速度v 和运动周期T； D、地球半径R和同步卫星离地面的高度；

孔中，杆的另一端内作半径为R的匀球对其作用力的大

第二卷

二、计算题(共37分)

22、如图所示，一质量为m=1kg的滑块沿着粗糙的圆弧轨道滑行，当经过最高点时速度

V=2m/s，已知圆弧半经R=2m，滑块与轨道间的摩擦系数μ=，则滑块经过最高点时的摩擦力大小为多少(12分)

m 班级_____________ 姓名_________________________ 座号______________ 23．一个人用一根长L=1m，只能承受T=46N拉力着一个质量为m=1kg的小球，在竖直面内做圆周运心O离地的距离H=6m，如图所示，此人必须用多大动小球方能使小球到达最低点时绳子被拉断，绳子拉的水平射程是多大 (13分)

● ● O O v m ● ω R 的绳子，拴动，已知圆的角速度转断后，小球

6m 24、经天文学观察，太阳在绕银河系中心的圆形轨道上运行，这个轨道半径约为3×10光年

2015

（约等于×10m），转动周期约为2亿年（约等于×10s ）太阳作圆周运动的向心力是来自于它轨道内侧的大量星体的引力，可以把这些星体的全部质量看作集中在银河系中心来处理问题。根据以上数据计算太阳轨道内侧这些星体的总质量M以及太阳作圆周运动的加速度a。

－1122

（G＝×10Nm/kg）(12分)

答案

一、选择题（21×3＝63分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4

A 115 A A A B A B B A D B C C A C 16 17 18 19 20 21 B B D D C A 222、(12分) 解：由 mg – N = m v/R 所以 N = mg – m v2/R =8 (N) (6分) 再由 f = μN 得 f = 4 (N) (6分)

23、(13分) 设小球经过最低点的角速度为ω，速度为v时，绳子刚好被拉断，则

T – m g = mωL

2

∴ Tmg6rad/s v = ωL = 6 m/s (7分) mL小球脱离绳子的束缚后，将做平抛运动，其飞行时间为

t2hg2(HL)1s (3分) g

所以，小球的水平射程为 s = v t = 6 m (3分) 24、(12分) M＝×1041kg a=×10－10m／s2

(若算出其中一问得8分 两问都算出的12分)

高中物理复习六 天体运动

一、关于重力加速度

1. 地球半径为R0，地面处重力加速度为g0，那么在离地面高h处的重力加速度是（ ）

R0h2 A. g0 2(R0h)R0hg0 2(R0h)2R0h2 B. g0 C. g0 22(R0h)(R0h)2 D.

二、求中心天体的质量

2.已知引力常数G和下列各组数据，能计算出地球质量的是 （ ）

A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离

C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 D．若不考虑地球自转，己知地球的半径及重力加速度 三、求中心天体的密度

3.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，，现有一中子星，观测到它的自转周期为T，问：该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。 6π/GT2

四、卫星中的超失重(求卫星的高度)

4. m = 9kg 的物体在以a = 5m/s2 加速上升的火箭中视重为85N， ,则火箭此时离地面的高度是地球半径的_________倍（地面物体的重力加速度取10m/s2)

5.地球同步卫星到地心的距离可由r 3 = a 2b2c / 4π2求出，已知a 的单位是m， b 的单位是s， c 的单位是m/ s2，请确定a、b、c 的意义 地球半径 地球自转周期 重力加速度

五、求卫星的运行速度、周期、角速度、加速度等物理量

6.两颗人造地球卫星的质量之比为1：2，轨道半径之比为3：1，求其运行的周期之比为（ ）；线速度之比为（ ），角速度之比为（ ）；向心加速度之比为（ ）；向心力之比为（ ）。 3*(3)1/2:1 (3)1/2:3 (3)1/2:9 1:3 1:9

7.地球的第一宇宙速度为v1，若某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的1/2倍，求该行星的第一宇宙速度。 2(2)1/2v1

8.同步卫星离地心距离r，运行速率为V1，加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,线速度为V2，第一宇宙速度为V3，以第一宇宙速度运行的卫星向星加速度为a3，地球半径为R，则（ ）

a2=r/R >a1>a2 V2=R/r D. V3>V1>V2 六、双星问题

9.两个星球组成双星。设双星间距为L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线上某点O 转动，转动的角速度为ω，不考虑其它星体的影响，则求双星的质量之和。 L3ω2/G 七、变轨问题

年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）ABC A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度

B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能 C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 八、追击问题

11. 如图，有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星相距最近，则 （ ）

A．经过时间 t=T1+T2两行星再次相距最近 B．经过时间 t=T1T2/(T2-T1)，两行星再次相距最近 C．经过时间 t=(T1+T2 )/2，两行星相距最远 D．经过时间 t=T1T2/2(T2-T1) ，两行星相距最远 【课堂练习】

1.宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1>R2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的( )

A．线速度变小 B．角速度变小 C．周期变大 D．向心加速度变大

2.两个质量均为M的星体,其连线的垂直平分线为HN,O为其连线的中点,如图所示,一个质量为m的物体从O沿OH方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是( )

A.一直增大 B.一直减小 C.先减小,后增大 D.先增大,后减小

3. “嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( ) 、v都将略为减小 、v都将保持不变

将略为减小，v将略为增大 D. r将略为增大，v将略为减小

4. 为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可算出( )

A．火星的密度和火星表面的重力加速度 B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力 C．火星的半径和“萤火一号”的质量 D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力

5.设地球半径为R，在离地面H 高度处与离地面h 高度处的重力加速度之比为（ ）

A. H 2/h 2 / h C.（R+ h）/（R+ H） D. （R+ h）2/（R+ H）2

6.如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、CA B C 某时刻在同一条直线上，则（ ）

A．卫星C的速度最小 B．卫星C受到的向心力最小 C．卫星B的周期比C小 D．卫星A的加速度最大

7. 气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星，“风云Ⅰ号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，称为“极地圆轨道”，每12h巡视地球一周。“风云Ⅱ号”气象卫星轨

道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”，每24h巡视地球一周，则“风云Ⅰ号”卫星比“风云Ⅱ号”卫星（ ） A．发射速度小 小

8. 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是( )

A．图中航天飞机正加速飞向B处 B.根据题中条件可以算出月球质量

C．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

9. 物体在一行星表面自由落下，第1s内下落了，若该行星的半径为地球半径的一半，那么它的质量是地球的 倍. 1

10．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T，火星可视为半径为R的均匀球体. 不计火星大气阻力,则一物体在火星表面自由下落H高度时的速度为_____________. (8π2r3H/T2R2)1/2

11.地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的角速度应为原来的 倍 (g+a/a)1/2 12.一个行星探测器从所探测的行星表面竖直升空，探测器的质量为1500 kg，发动机推

B．线速度大 C．覆盖地面区域大 D．向心加速度

力恒定.发射升空后9 s末，发动机突然间发生故障而关闭.下图是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象.已知该行星表面没有大气.不考虑探测器总质量的变化.求： (1)探测器在行星表面上升达到的最大高度 H； (2)该行星表面附近的重力加速度g； (3)发动机正常工作时的推力F. (1)800m (2)4m/s2 (3)17000N