高中物理圆周运动和天体运动试卷(含答案)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、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、２５0N Ｂ、2．5N C、125N D、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、V A:ＶB＝2：１Ｂ、aＡ：aＢ=１：２
Ｃ、V A：VＣ=1：２Ｄ、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R
a
=
ω B 、小球运动的周期a
R T π
2= C 、ｔ时间内小球通过的路程aR t S = D 、ｔ时间内小球转过的角度a
R
t
=? １0、某人在一星球上以速度v ０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r v m F 2=,可知卫星所受的向心力将变为原来的2
1
C.根据公式2
r
Mm G
F =,可知地球提供的向心力将减少到原来的41 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 、r g π21
B 、r
g C 、gr Ｄ、π2gr
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)g
B 、(M+m ）g ＋R mv 2
C 、Ｍｇ+R
mv 2
Ｄ、Mg+
ｍg －m R
v 2
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 、g 400 B 、
g 400
1 C 、g 20 Ｄ、g 201
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S １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r 1,Ｓ1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G 。由此可求出Ｓ２的质量为
A 、2
122)(4GT r r r -π B 、23
124GT r π C 、22
24GT r π Ｄ、21224GT r r π
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 、ｍω2
R B 、242R g m ω-
C 、242R g m ω+
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;
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2.8×1020
ｍ),转动周期约为２亿年（约等于６.３×10１5
ｓ ）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=６.67×10－11Ｎm 2/kg ２
）（1２分）
班级_＿___＿__＿＿__＿ 姓名___＿_＿_＿＿_______＿_＿_____＿ 座号_________＿＿__＿
答案
22、(１2分） 解:由 所以 N ＝ mg – ｍ v 2/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 = m ω２
Ｌ
∴ s rad mL
mg
T /6=-=
ω v ＝ ωL = 6 m/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
s g
L H g h t 1)
(22=-==
(3分） 所以,小球的水平射程为 s = v ｔ = 6 ｍ （3分）
24、(1２分) M=3.３×10４1kg a=３．1×１0-1０m/s 2
(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. R h
R h
g
22
20
+
+
()
?Ｂ.
R
R h
g
2
20
()
+
C．
h
R h
g
2
20
()
+
?Ｄ．
R h
R h
g
20
()
+
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( ）
A．a１／a2=ｒ／ＲB．a３>a１>a2 C．V1/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
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/h 2
B.Ｈ / 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、C某时刻在同一条直线上，则( ）
A B C 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1５00 kg,发动机推力恒定．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