题目列表(包括答案和解析)
6.(天津卷)探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比
A.轨道半径变小 B.向心加速度变小
C.线速度变小 D.角速度变小
答案:A
30.(上海物理)(10分)如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度h,C点高度为2h,一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离和.
(2)为实现<,应满足什么条件?
解析:
(1)根据机械能守恒,
根据平抛运动规律:,
,
综合得,
(2)为实现<,即<,得<
但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出,要求,
所以。
本题考查根据机械能守恒和平抛运动规律以及用数学工具处理物理问题的能力。
难度:难。
24.(上海物理)如图,三个质点a、b、c质量分别为、、().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,则它们的周期之比=______;从图示位置开始,在b运动一周的过程中,a、b、c共线了____次。
[解析]根据,得,所以,
在b运动一周的过程中,a运动8周,所以a、b、c共线了8次。
本题考查万有引力和圆周运动。难度:中等。
15.(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,设月球表面的重力加速度大小为,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,则
(A) (B) (C) (D)
解析:
根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供,选B。
本题考查万有引力定律和圆周运动。难度:中等。这个题出的好。
12.(上海物理) 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞
(A)下落的时间越短 (B)下落的时间越长
(C)落地时速度越小 (D)落地时速度越大
答案:D
解析:根据,下落的时间不变;
根据,若风速越大,越大,则降落伞落地时速度越大;
本题选D。
本题考查运动的合成和分解。
难度:中等。
8.(上海理综)如图是位于锦江乐园的摩天轮,高度为108m,直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面,则他到达最高处时的(取g=10m/s2)( )。
A.重力势能为5.4×104J,角速度为0.2rad/s
B.重力势能为4.9×104J,角速度为0.2rad/s
C.重力势能为5.4×104J,角速度为4.2×10-3rad/s
D.重力势能为4.9×104J,角速度为4.2×10-3rad/s
答案:C
10.(海南卷)火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据,以下说法正确的是
A.火星表面重力加速度的数值比地球表面小
B.火星公转的周期比地球的长
C.火星公转的线速度比地球的大
D.火星公转的向心加速度比地球的大
答案:AB
解析:由得,计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的,A正确;由得,公转轨道半径大的周期长,B对;周期长的线速度小,(或由判断轨道半径大的线速度小),C错;公转向心加速度,D错。
16.(北京卷)一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量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. B. C. D.
答案:D
[解析]赤道表面的物体对天体表面的压力为零,说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体转动所需要的向心力,有,化简得,正确答案为D。
20.(新课标卷)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.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,纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,和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
答案:B
解析:根据开普勒周期定律:周期平方与轨道半径三次方正比可知,
两式相除后取对数,得:,整理得:,选项B正确。
21.(全国卷2)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为
A.6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时
[答案]B
[解析]地球的同步卫星的周期为T1=24小时,轨道半径为r1=7R1,密度ρ1。某行星的同步卫星周期为T2,轨道半径为r2=3.5R2,密度ρ2。根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有
两式化简得小时
[命题意图与考点定位]牛顿第二定律和万有引力定律应用于天体运动。
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