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、线速度方向恒久与加速度方向垂直，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速度在平直马路上行驶，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、IOOONC、20000ND、2000N

3、如图，光滑水平圆盘中心。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Oi,O2是皮带传动的两轮。半径是O2的2倍。上的C点到轴心的距离为02半径的1/2则

=

A、VA：VB=2：1B、aA：aB1：2

==

C、VA：Vc1：2D、aA：ac2：1

5,关于匀速圆周运动的向心加速度下列说法正确：•B的是

A.大小不变，方向改变B.大小改变，方向不变

C.大小、方向都改变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，则仍静止在赤道旁边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P倍,则

汽车拐弯时的平安速度是

A.v<7KgRB.v《将企/gR/

9、小球做匀速圆周运动，半径为R,向心加速度为“，则下列说法借送的是

A、小球的角速度0=

B、小球运动的周期7=

C、t时间内小球通过的路程S=/J前

D、t时间内小球转过的角度。二

10、某人在一星球上以速度V。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.依据公式V=r3可知卫星的线速度将增大到原来的2倍

V1

B.依据公式F=m—，可知卫星所受的向心力将变为原来的一

r2

C.依据公式F=GWMm，可知地球供应的向心力将削减到原来的上I

厂4

D.依据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将削减到原来的V2倍

12、我们在推导第一宇宙速度时，须要做一些假设。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）卫星须要的向心力等7它在地面

上的地球引力。上面的四种暇设正确的是

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为周期

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、［1C、病D、应

2^-VrVr2乃

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：

V2

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觉的第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匀称的球体，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go这个小行星表而的重力加速度为

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8和S构成，两星在相互之间的

万有引力作用下绕两者连线上某肯定点C做匀速圆周运动。由天文视察测得其运动周期为T”Si到C

点的距离为n,Si和工的距离为r,已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为

4^-2r2(r-/j)4乃2r2

A、B、C、D、

GT2GT2GT2GT2

19、2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发觉银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6一

30-15o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、太阳质量和到该粗洞的距离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3,则杆的上端受到球对其作用力的大小为

A、mw::RB、m^/g2-G)4R2

C、mjg」+dR2D、不能确定

21、已知万有引力恒量G,要计算地球的质量，还必需知道某些数据，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1和地球离太阳中心的距离R：

B、月球绕地球运行的周期I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；

其次卷

二、计算题（共37分）

22、如图所示，一质量为m=lkg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U=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=lm,只能承受T=46N拉力的绳子，拴着一个质量为m=lkg的小球，在竖直面

中内做圆周运动，已知圆心O离地的距离H=6m,如图所示，此人必需用多大的角

假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（分3后，小球的水平射程

是多大？（13分）

6m

24、经天文学视察，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3X10,光年（约等于

2

我2.8X10°m）,转动周期约为2亿年（约等于6.3X10飞）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。依据以上数据

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=6.67X10-,,Nm7kg）（12分）

崇

答案

一、选择题（21X3=63分）

1234567891011121314

AAABABBAI）BCCAC

15161718192021

ABBDDCA

22、（12分）解：由mg-N=mV2/R

所以N=mg-mV2/R=8（N）（6分）

再由f=uN得f=4（N）（6分）

23、（13分）设小球经过最低点的角速度为3,速度为v时，绳子刚好被拉断，则

Tmg=mW2L

CD—.1———=GradIsv=coL=6m/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

（3分）

所以，小球的水平射程为s=vt=6m（3分）

24、（12分）M=3.3xlO4,kga=3.1x|0l0m/s2

（若算出其中一问得8分两问都算出的12分）

中学物理复习六天体运动

一、关于重力加速度

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

端2+〃2%2//用〃

A'（R°+®及'（R。+h）2g°°（&+〃）2g。D.（4+/?产

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旁边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。计算时星体可视为匀

称球体。

6n/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/l加速上升的火箭中视重为85N,，则火筋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lOm/s?）0.5

5.地球同步卫星到地心的距离可由r3=a"Vc/4n"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,凯道半径之比为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对3严：1（3）1/2:3（3）—91:31:9

7.地球的第一宇宙速度为口，若某行星质量是地球顺量的4倍，半径是地球半径的1/2倍・，求该行星

的第一宇宙速度.

2⑵%

8.同步卫星离地心距离r,运行速率为V”加速度为地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为

az,线速度为V2,第一宇宙速度为V,,以第一宇宙速度运行的卫星向星加速度为%,地球半空为R,则

（）

A.a,/a2=r/RB.a3>a1>a2C.V,/V2=R/rD.-V?

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0转动，转动的角速度为3,不考虑其它星体的影响，则求双星的质量之和。

L3W2/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修理任务后，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（）轨道］.....、,、、

ABC■,.//机利!二'\

A.在轨道II上经过A的速度小于经过B的速度/B内;、,

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\“~~7

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、、〜一一，

八、追击问题

11.如图，有A、B两颗行星绕同一颗恒星V做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T”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=T/“两行星再次相距最近

B.经过时间t=TE/（TLL）,两行星再次相距最近

C.经过时间t=（T.+T2）/2,两行星相距最远

D.经过时间t=T1L/2（T2-T1）,两行星相距最远

【课堂练习】

1.宇宙飞船在半径为R的轨道上运行，变轨后的半径为Rz,R。即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,0为其连线的中点，如图所示,一个质M\M

量为m的物体从0沿0H方向运动,则它受到的万有引力大小改变状况是（）0~口O

A.始终增大B.始终减小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八运

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、『都将略为减小B.八Y都将保持不变

C.r将略为减小，『将略为增大D.r将略为增大，/将略为减小

4.为了对火星及其四周的空间环境进行探测，我国预料于2011年10月放射第一颗火星探测器“萤火

一号二假设探测器在离火星表面高度分别为X和h的圆轨道上运动时，周期分别为「和T2。火星可

视为质量分布匀称的球体，且忽视火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可算山

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,而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.H7hB.H/hC.(R+h)/(R+H)D.(R+h)7(R+H)

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力、从C'某时刻在

同一条直线上，则（）

A.卫星C的速度最小B.卫星。受到的向心力最小

C.卫星8的周期比C小D.卫星力的加速度最大

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。我国先后自行胜利研

制和放射了“风云【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i2h巡察地球一周。“风云n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巡察地球一周，则“风云I号”卫星比“风云II号”卫星（）

A.放射速度小B.线速度大C.覆盖地面区域大D.向心加速度小

8.我国将来将建立月球基地，并在绕月轨道上建立空间站•.如图所示，关