高中物理圆周运动和天体运动试题和答案.docx
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高中物理圆周运动和天体运动试题和答案
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、线速度方向永远与加速度方向垂直，且速率不变
B、它是速度不变的运动
C、它是匀变速运动
D、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、10000NB、1000NC、20000ND、2000N
3、如图，光滑水平圆盘中心O有一小孔，用细线穿过小孔，两端各系A，B两小球，已知B球的质量为2Kg，并做匀速圆周运动，其半径
为20cm，线速度为5m/s，则A的重力为
A、250NB、2.5NC、125ND、1.25N
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＝1：
2
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D．大小、方向都不变
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、小球的角速度
B、小球运动的周期
C、t时间内小球通过的路程
D、t时间内小球转过的角度
10、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
B.根据公式
可知卫星所受的向心力将变为原来的
C.根据公式
可知地球提供的向心力将减少到原来的
D.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
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周运动,则以下叙述正确的是
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。
15、如图所示，质量为m的物体，随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮，皮带轮半径为r，则要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮每秒钟转动的圈数至少为
A、
B、
C、
D、
16、如图所示，碗质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧形碗的底端时速率为v，已知碗的半径为R，当滑块滑过碗底时，地面受到碗的压力为：
A、（M+m）gB、（M+m）g＋
C、Mg＋
D、Mg＋mg－m
17、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、
B、
C、
D、
18、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
A、
B、
C、
D、
19、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插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内作半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到球对其作用力的大小为
A、mω2RB、
C、
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；
班级_____________姓名_________________________座号______________
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=0.5，则滑块经过最高点时的摩擦力大小为多少？
（12分）
23．一个人用一根长L=1m，只能承受T=46N拉力的绳子，拴着一个质量为m=1kg的小球，在竖直面内做圆周运动，已知圆心O离地的距离H=6m，如图所示，此人必须用多大的角速度转动小球方能使小球到达最低点时绳子被拉断，绳子拉断后，小球的水平射程是多大？
（13分）
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3×104光年（约等于2.8×1020m），转动周期约为2亿年（约等于6.3×1015s）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。
（G＝6.67×10－11Nm2/kg2）（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
A
A
A
B
A
B
B
A
D
B
C
C
A
C
115
16
17
18
19
20
21
A
B
B
D
D
C
A
22、（12分）解：
由mg–N=mv2/R
所以N=mg–mv2/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–mg=mω2L
∴
v=ωL=6m/s（7分）
小球脱离绳子的束缚后，将做平抛运动，其飞行时间为
（3分）
所以，小球的水平射程为s=vt=6m（3分）
24、（12分）M＝3.3×1041kga=3.1×10－10m／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（）
A.
B.
C.
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）0.5
5.地球同步卫星到地心的距离可由r3=a2b2c/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:
91:
31:
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（）
A.a1/a2=r/RB.a3>a1>a2C.V1/V2=R/rD.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
10.2009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（）
A.r、v都将略为减小B.r、v都将保持不变
C.r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.H2/h2B.H/hC.（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、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B．线速度大C．覆盖地面区域大D．向心加速度小
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9.8m，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1500kg，发动机推力恒定.发射升空后9s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
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