圆周运动及天体运动练习题

中国高考资源网我为人人，人人为我共1页共6页圆周运动及天体运动练习题一、单项选择题（每题3分，共36分）1、下列说法正确的是：（）A、匀速圆周运动是一种匀速运动B、匀速圆周运动是一种匀变速运动C、匀速圆周运动是一种变加速运动D、因为物体做圆周运动，所以才产生向心力2、如图，当小球从光滑斜面上某高度处滑下，它刚好能上升到圆轨道的最高点A，则小球在A点受到的力是(）A、重力、弹力和向心力B、重力、向心力C、重力D、弹力、向心力3、如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（）①、a点与b点的线速度大小相等②、a点与b点的角速度大小相等③、a点与c点的线速度大小相等④、a点与d点的向心加速度大小相等A.①②B.①③C.②③D.③④4.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星()A、它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同值B、它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的C、它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值D、它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的5、长为L的细绳，上端固定，下端系一质量为m的小球，让小球在同一水平面上作匀速圆周运动形成圆锥摆，绳跟竖直方向的夹角为，与cos成反比的物理量是()A.小球的运动周期；B.小球的运动速度；C.小球的向心力；D.小球受到摆线的拉力。6、如图，光滑杆偏离竖直方向的夹角为α，杆以O为支点绕竖直线旋转，质量为m的小环套在杆上可沿杆滑动，当杆的角速度为ω1时，小环旋转平面在A处，当杆角速度为ω2时，小环旋转平面在B处。设环在A、B两处对杆的压力分别为N1、N2，则有()A、N1N2B、N1N2C、ω1ω2D．ω1=ω27、A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则当圆台旋转时,（设A、B、C都没有滑动）下列说法错误的是（）A、C物的向心加速度最大B、B物的静摩擦力最小C、当圆台转速增加时，C比A先滑动D、当圆台转速增加时，B比A先滑动8、据观察，在土星的外围有一模糊不清的圆环，为了判断该圆环是与土星相连的连接物，还是绕土星运转的卫星群，测出环中各层的线速度v，以及该层到土星中心的距离R，进而得出v与R的关系，下列判断正确的是（）A··2rr·ab·r·dcABCωω2ω1ABO中国高考资源网我为人人，人人为我共2页共6页A、若v与R成正比，则此环是连接物B、若v与R成反比，则此环是小卫星群C、若v2与R成正比，则此环是小卫星群D、若v2与R成反比，则此环是连接物9、如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（）①.a处为拉力，b处为拉力②.a处为拉力，b处为推力③.a处为推力，b处为拉力④.a处为推力，b处为推力A、①②B、③④C、①③D、②④10、细绳的上端固定，下端系一质量为m的小球，拉至水平位置放手，让它自由摆下，在悬点的正下方某处有一钉子（钉子到悬点的高度小于绳长、），当小球运动到最低点时绳子受到钉子阻碍，则不变的量为（）A、摆球的线速度B、摆球的角速度C、摆线的张力D、摆球的向心加速度11、三颗人造卫星a,b,c绕地球做圆周运动，a,b的质量相等且小于c的质量，b,c的轨道半径相等且大于a的半径，则以下说法对的是（）A、卫星b,c的速度大小相等，且大于a的速度B、卫星b,c的周期大小相等，且大于a的周期C、卫星b,c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D、卫星a所需向心力最小12、发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道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，当卫星分别在1、2、3轨道上正常运动时，以下说法正确的是（）A、卫星在轨道2上由Q向P运动的过程中速率越来越小B、卫星在轨道3上经过P点的速率小于在轨道2上经过P点的速率C、卫星在轨道3上经过P点的加速度大于在轨道2上经过P点的加速度D、卫星在轨道2上的机械能小于在轨道1上的机械能二、填空题（每小题4分，共32分。）13、两颗人造卫星的质量之比为m1:m2=1:2,绕地球转动的半径之比为R1:R2=8:1,则两颗卫星的周期之比为T1:T2=，向心力之比为F1:F2=。14、如图所示,A、B两小球的质量比为mA：mB=3：4，固定在同一轻质直杆上。直杆绕过O点的竖直轴在水平面上以角速度ω匀速转动，已知OA：OB=2：3，则杆上OA、OB两段所受张力之比为15、位于赤道上空的同步卫星,距地面高度为H,卫星正下方的地面上有一静止物体,设地球半径为R,则卫星和物体绕地轴转动的角速度之比为;线速度之比为;加速度之比为;卫星处的重力加速度与地面附近的重力加速度之比为.16、如图，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，小球以水平速度V0进入管内,则当V0时，小球运动到最高点时对下管壁无压力17、长度为L0的橡皮带一端系住一个质量为m的小球，以另一端为中心使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，角速度为，如果橡皮带每伸长单位长度产生的弹力为f0，则橡皮带的弹力为。18．某物体在地面上受到的重力为160牛顿，将它放置在火箭中，在火箭以a=g/2的加速度竖直向上加速升空的过程中，当物体与火箭中的支持物的相互挤压力为90牛顿时，卫星距地球表面Km（地球半径R=6400千米，g=10米/秒2）ABωOPQ21330°ABCDRV0中国高考资源网我为人人，人人为我共3页共6页19、如图，直角架ABC的AB边在竖直方向上，B点和C点各系一细绳，两绳共吊着一个质量为1千克的小球于D点，且BD⊥CD。∠ABD=30°，BD=40厘米，当直角架以AB为轴，以10弧度/秒的角速度匀速转动时，绳BD的张力为牛，绳CD的张力为牛。20、如图所示，在倾角a=30o的光滑斜面上，有一根长L=1m的细绳,一端固定在O点，另一端系一质量m=0.2kg的小球，沿斜面作圆周运动。小球通过最低点B的最小速度；若绳的抗拉力为Fmax=21N，小球在最低点B的最大速度三、计算题（共52分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．）21、（9分）质量为m的小球用长为L的细线拴起，固定在一点O，然后将线拉至水平，在悬点O的正下方某处P点钉一跟光滑的细钉，如图所示，为使细绳从水平位置释放碰钉后小球仍作圆周运动，则OP的最小距离为多少？22、(10分)如图所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m=2Kg的物体A放在转盘上，A到竖直筒中心的距离为r=0.5m，物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连，B与A质量相同。物体A与转盘间摩擦系数μ=0.5，为使A相对盘静止匀速转动，则转盘转动的角速度范围？（取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）23、（10分）1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴建雄星，其星直径D=2R=32Km，如果该行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？（已知地球半径R0=6400Km，地球的第一宇宙速度v1≈8Km/s）24、（11分）宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球．经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L．若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为C．求该星球的质量M．BAωOPAαLmB中国高考资源网我为人人，人人为我共4页共6页25、（12分）轻杆长2L，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，在竖直平面内做圆周运动：(1)当杆绕O转动到某一速度时，A球在最高点，如图，此时杆OA恰好不受力，求此时O轴的受力大小和方向？(2)在杆的转速逐渐变化的过程中，能否出现O轴不受力的情况？此时A和B的位置及速率？参考答案：一、选择题1、C2、C3、D4、D5、D6、C7、D8、A9、A10、A11、B12、A二、填空题13、1:216；1：12814、1：315、1：1；(R+H):R；(R+H):R；R2:（R+H）216gRV5017、20020mfLmf18、1920019、40；020、5m/s；10m/s三、计算题21、解：当小球恰能完成圆周运动时，OP间距离最小；小球在以P点为圆心的圆周运动最高点时的速率为v，圆周半径为R有：Rvmmg23分小球由释放点运动到圆周运动的最高点过程中，高度下降L-2R，据动能定理2212mvRLmg3分得：L52R1分OP间最小距离：x=L-2R=3L/52分22、解：A相对转盘静止，则B在空中静止不动即：T-mg=01分当转盘角速度较小时，静摩擦力与绳拉力反向，当角速度最小时rmmgT2min3分srad/10min1分当转盘角速度较小时，静摩擦力与绳拉力同向，ABO中国高考资源网我为人人，人人为我共5页共6页当角速度最大时rmmgT2max3分srad/30max1分∴sradsrad/30/101分23、设小行星的质量为M，小行星的第一宇宙速度为v；地球的质量为M0地球的第一宇宙速度：022010RvmRmMG3分小行星的第一宇宙速度：RvmRMmG223分由密度公式：30034RM；334RM2分联立解得v=20m/s2分24、解：设抛出点的高度为h，第一次平抛的水平射程为s，则有s2+h2=L22分由平抛运动规律得知，当初速增大到2倍，其水平射程也增大到2s，可得222)3()2(Lhs2分Lh331分设该星球上的重力加速度为g，由平抛运动的规律，得221gth1分由万有引力定律与牛顿第二定律，得mgRMmG23分式中m为小球的质量．联立以上各式，解得22332GtLRM2分25、解：1)两小球的线速度大小相同，当OA杆不受力时，OB杆对B小球有向上的拉力T,对球A：Lvmmg21分对球B：LvmmgT2222分∴T=4mg由牛顿第三定律可知:O轴受到向下的拉力，大小为4mg2分2)当两小球在竖直方向时，可以使O轴不受力；设上面小球的质量为m1，下面小球的质量为m2，两小球速率为v0，由于下面小球必受到杆向上的拉力T0，要使O轴不受力，则上面小球必受到杆向下的拉力T0上面小球：LvmgmT201102分中国高考资源网我为人人，人人为我共6页共6页下面小球：LvmgmT202202分∵m1m2∴A球在下，B球在上2分带入质量得：gLv301分