福建省晋江市第一中学高中物理 曲线运动、平抛天体运动练习（无答案）.doc

曲线运动、万有引力定律1、太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别是1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是 ( )地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(au)1.01.55.29.51930a.各地外行星每年都会出现冲日现象 b.在2015年内一定会出现木星冲日c.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半d.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短2、如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30,g取10m/s2。则的最大值是 ( )a.rad/s b.rad/s c.1.0 rad/s d.0.5 rad/s3、在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l,引力常量为g,地球质量为m,摆球到地心的距离为r,则单摆振动周期t与距离r的关系式为 ( )a. b. c. d. 4、如图所示,飞行器p绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为。下列说法正确的是 ( ) a.轨道半径越大,周期越长 b.轨道半径越大,速度越大c.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度d.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度5、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 ( )a.距地面的高度变大 b.向心加速度变大c.线速度变大 d.角速度变大6、设地球自转周期为t,质量为m,引力常量为g。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为r。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为 ( )a. b. c. d. 7、迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“gliese581”运行的行星“gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0到40之间,质量是地球的6倍,直径是地球的1.5倍,公转周期为13个地球日。“gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则( )a.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同b.如果人到了该行星,其体重是地球上的倍c.该行星与“gliese581”的距离是日地距离的倍d.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短8、“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟。已知引力常量g=6.6710-11nm2/kg2,月球半径约为1.74103km。利用以上数据估算月球的质量约为 ( )a.8.11010kgb.7.41013kg c.5.41019kg d.7.41022kg9、2012年6月18日,“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是 ( )a.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间b.如不加干预,在运行一段时间后,“天宫一号”的动能可能会增加c.如不加干预,“天宫一号”的轨道高度将缓慢降低d.航天员在“天宫一号”中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用10、目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是 ( )a.卫星的动能逐渐减小 b.由于地球引力做正功,引力势能一定减小c.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变d.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小11、小行星绕恒星运动,恒星均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后,小行星运动的( )a.半径变大 b.速率变大 c.角速度变大 d.加速度变大12、若人造卫星绕地球作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）a卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大 b卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小c卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大d卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小13、用m表示地球的同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，r0表示地球的半径，g0表示地球表面的重力加速度，0为地球自转的角速度，则该卫星所受地球的万有引力为f，则af=gmm/（r0+h）2 bf=mg0r02/（r0+h）2 （ ）cf=m02（r0+h） d轨道平面必须与赤道平面重合14、我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是 ( )a飞船变轨前后的速度相等b飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于超重状态c飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度d飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度15、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点，如图所示，则卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是 ( )213pqa.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率b.卫星在轨道3上角速度的小于在轨道1上的角速度c.卫星在轨道1上经过q点时的加速度等于它在轨道2上经过q点时的加速度d.卫星在轨道2上经过p点时的加速度小于它在轨道3上经过p点时的加速度16、宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是 ( )a. 飞船加速直到追上空间站，完成对接b. 飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接c. 飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接d. 无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接16、理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为r、质量分布均匀的实心球体，o为球心，以o为原点建立坐标轴ox，如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用f表示，则图乙所示的四个f随x的变化关系图正确的是 ( ) 17、2007年10月24日，我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则 （ ）a卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为b卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为c卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度d卫星在停泊轨道转移到地月转移轨道，卫星必须加速18、在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面的说法中正确的是 a.它们的质量可能不同b.它们的速度可能不同 （ ）c.它们的向心加速度可能不同d.它们离地心的距离可能不同abchr地球19、如图所示，从地面上a点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下，沿acb椭圆轨道飞行击中地面目标b，c为轨道的远地点，距地面高度为h已知地球半径为r，地球质量为m，引力常量为g设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为t0下列结论正确的是（ ）a导弹在c点的速度大于b导弹在c点的加速度等于c地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点d导弹从a点运动到b点的时间一定小于t0cbap20、如图所示，a为静止于地球赤道上的物体，b为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，c为绕地球做圆周运动的卫星，p为b、c两卫星轨道的交点已知a、b、c绕地心运动的周期相同相对于地心，下列说法中正确的是（ ）a物体a和卫星c具有相同大小的加速度b卫星c的运行速度大于物体a的速度 c可能出现：在每天的某一时刻卫星b在a的正上方d卫星b在p点的运行加速度大小与卫星c在该点运行加速度相等21、均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。一直地球半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为t，下面列出的是关于散客卫星中任意两颗卫星间距离s的表达式，其中正确的是（ ）a bcd22、动能相等的两人造地球卫星a、b的轨道半径之比rarb=12,它们的角速度之比ab=,质量之比mamb=。若两颗人造地球卫星的周期之比为t1t2=21,则它们的轨道半径之比r1r2=,向心加速度之比a1a2= 。23、已知地球的半径为r，地面的重力加速度为g，万有引力恒量为g，如果不考虑地球自转的影响，地球的平均密度为 。24、石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为,地球半径为r。(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4r的站点时,求仓内质量m2=50kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度=7.310-5rad/s,地球半径r=6.4103km。25、已知地球的自转周期和半径分别为t和r,地球同步卫星a的圆轨道半径为h。卫星b沿半径为r(rh)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:(1)卫星b做圆周运动的周期;(2)卫星a和b连续地不能直接通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽略)。26、如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0,h1远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为h2处的速度为v;此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k1,质量比为k2,地球表面附近的重力加速度为g,求:(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。27、(2014福建高考)如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的ab段轨道与四分之一光滑圆弧轨道bc在b点水平相切。点a距水面的高度为h,圆弧轨道bc的半径为r,圆心o恰在水面。一质量为m的游客(视为质点)可从轨道ab的任意位置滑下,不计空气阻力。(1)若游客从a点由静止开始滑下,到b点时沿切线方向滑离轨道落在水面d点,od=2r,求游客滑到b点时的速度vb大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功wf;(2)若游客从ab段某处滑下,恰好停在b点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到p点后滑离轨道,求p点离水面的高度h。(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为)28、万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为m,自转周期为t,万有引力常量为g。将地球视为半径为r、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是f0。若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为f1,求比值的表达式,并就h=1.0%r的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);若在赤道地面称量,弹簧秤读数为f2,求比值 的表达式。(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径rs和地球的半径r三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的1年将变为多长?29、中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球