高中物理天体运动经典习题

十年高考试题分类解析-物理

1. 假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d 。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A.R d -

1 B. R d +1 C. 2)(R d R - D. 2)(d R R -

2．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v 。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N ，已知引力常量为G,，则这颗行星的质量为

A ．mv 2/GN

B ．mv 4/GN ．

C ． Nv 2/Gm ．

D ．Nv 4/Gm .

3. （2012·北京理综）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是

A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期

B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率

C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，.它们的轨道半径有可能不同

D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合

4．（2012·重庆理综）冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O 点运动的

A ．轨道半径约为卡戎的17

B ．角速度大小约为卡戎的17

C ．线速度大小约为卡戎的7倍

D ．向心力大小约为卡戎的7倍

5．（2012·浙江理综）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）

A.太阳对各小行星的引力相同

B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年

C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的

向心加速度值

D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值

6.（2012·全国理综）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k 。设地球的半径为R 。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d

.

1. （2011重庆理综第21题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题21图所示。该行星与地球的公转半径比为

A ．231N N +?? ??? B. 231N N ?? ?-??

C ．321N N +??

??? D. 321N N ?? ?-??

2（2011四川理综卷第17题）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55 Cancri e ”，该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的1480，母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，“55 Cancri e ”与地球均做匀速圆周运动，则“55 Cancri e ”与地球的

A. B.

C.三．2010年高考题

1.（2010上海物理）如图，三个质点a 、b 、c 质量分别为m 1、m 2、M （M >> m 1，M >> m 2）.在C 的万有引力作用下，a 、b 在同一平面内绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比r a :r b =1:4,则它们的周期之比T a :T b =______;从图示位置开始，在b 运动一周的过程中，a 、b 、c 共线了____次。

2．（2010全国新课标卷）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg (T /T 0) ,纵轴是lg （R /R 0）；这里T 和R 分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径，T 0和R 0 分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是

3．（2010上海物理）月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a ，设月球表面的重力加速度大小为1g ，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为2g ，则

A ．1g a =

B ．2g a =

C ．12g g a +=

D ．21g g a -=

4（2010四川理综卷第17题）.a 是地球赤道上一栋建筑，b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106

m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方（如图甲所示），经48h ，a 、b 、c 的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4×106m ，地球表面重力

加速度g=10m/s 2，π

5．(2010安徽理综)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h 1和h 2的圆轨道上运动时，周期分别为T 1和T 2。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，可以计算出

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

6（2010重庆理综卷第16题）.月球与地球质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成 的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O 做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O 点运动的线速度大小之比约为

A 1∶6400

B 1∶80

C 80∶1

D 6400∶1

7．（2010北京理综）一物体静置在平均密度为ρ

的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G ，若

由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体

自转周期为 A.124π3G ρ?? ???

B.1234πG ρ?? ???

C.1

2πG ρ?? ??? D.123πG ρ?? ???

5．（2009·浙江理综）在讨论地球潮汐成因时，地球绕

太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的7107.2?倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是

A ．太阳引力远大于月球引力

B ．太阳引力与月球引力相差不大

C ．月球对不同区域海水的吸引力大小相等

D ．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异

16我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有5颗地球同步卫星．在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，如图所示，然后在Q 点通过改变卫星的速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则( )

17一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示，求：（1）摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a；（2）摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小v

如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。

（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；

（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量m=M/2

,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：①滑块运动过程中，小车的最大速度vm；②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小

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B V 大小及运动过程轨道

摩擦力对其所做的功f W ;

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2

v F m R

=向）

35．如图所示，质量为m 的物体在力F 的作用下，贴着天花板沿水平方向向右做加速运动，若力F 与水平面夹角为θ，物体与天花板间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为（ ）

A.

m

F )sin (cos θμθ- B. m

F θcos C. g m

F μθμθ-+)sin (cos D. g m F μθμθ+-)sin (cos 36．如图所示，物体B 叠放在物体A 上，A 、B 的质量均为m ，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑，则（ ）

A. A 、B 间没有静摩擦力

B. A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上

C. A 受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sin θ

D. A 与斜面间的动摩擦因数, μ=tan θ

37.一质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下沿水平面运动，在t 0

时刻撤去力F ，其v －t 图象如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦

因数为μ，则下列关于力F 的大小和力F 做功W 的大小关系式正确的

是（ ）

A. F=μmg

B. F= 2μmg

C. 00t mgv W μ=

D. 002

3t mgv W μ=