2018高中物理第六章萬(wàn)有引力與航天1開(kāi)普勒三大定律練習(xí)新人教版必修220180820244

1、開(kāi)普勒三大定律（答題時(shí)間：15分鐘）1. （重慶模擬）火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）a. 火星與木星公轉(zhuǎn)周期相等b. 火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等c. 太陽(yáng)位于木星運(yùn)行橢圓軌道的某焦點(diǎn)上d. 相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積2. （浙江二模）假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km 的赤道上空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高度為36000km，宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng)，每當(dāng)二者相距最近時(shí)，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站，某時(shí)

2、刻二者相距最遠(yuǎn)，從此刻開(kāi)始，在一晝夜的時(shí)間內(nèi)，接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為（）a. 4次b. 6次c. 7次d. 8次3. （浙江高考）長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星（charon）”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19600km，公轉(zhuǎn)周期t1=6.39天。2006年3月，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r2=48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期t2，最接近于（）a. 15天b. 25天c. 35天d. 45天4. （朝陽(yáng)區(qū)一模）1980年10月14日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國(guó)際小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，將這顆小行

3、星命名為“錢學(xué)森星”，以表彰這位“兩彈一星”的功臣對(duì)我國(guó)科技事業(yè)做出的卓越貢獻(xiàn)。若將地球和“錢學(xué)森星”繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)行軌道如圖所示。已知“錢學(xué)森星”繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑為r，則“錢學(xué)森星”繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為（）a. b. c. d. 5. （遼寧模擬）月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為t1，半徑為r1；地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為t2，半徑為r2，則它們運(yùn)動(dòng)軌道半徑的三次方和周期的二次方的比，正確的是（）a. b. c. d. 無(wú)法確定它們的關(guān)系6. 16世紀(jì)，哥白尼根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料，經(jīng)過(guò)40多年的天文觀測(cè)和潛心研究，提出“日心說(shuō)”的如

4、下四個(gè)基本論點(diǎn)，這四個(gè)論點(diǎn)目前看存在缺陷的是（）a. 宇宙的中心是太陽(yáng)，所有行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)b. 地球是繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，月球是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，它繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，還跟地球一起繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)c. 天空不轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|轉(zhuǎn)一周，造成太陽(yáng)每天東升西落的現(xiàn)象d. 與日地距離相比，恒星離地球都十分遙遠(yuǎn)，比日地間的距離大得多7. 太陽(yáng)系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道，“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽(yáng)的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽(yáng)之間平均距離約為1.5億千米，結(jié)合下表可知，火星與太陽(yáng)之間的平均距離約為（）水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期（年）0.2410

5、.6151.01.8811.8629.5a. 1.2億千米 b. 2.3億千米c. 4.6億千米 d. 6.9億千米8. 地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過(guò)一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半徑長(zhǎng)軸約等于地球軌道半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，哈雷的預(yù)言得到證實(shí)，該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，請(qǐng)你根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律（即k，其中t為行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期，r為軌道的半長(zhǎng)軸）估算。它下次飛近地球是哪一年？ 9. 地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌跡為橢圓，地球由近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）a. 地球運(yùn)動(dòng)

6、的速度逐漸增大 b. 地球運(yùn)動(dòng)的速度逐漸減小c. 地球運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大 d. 地球運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸減小1. c 解析：a. 根據(jù)開(kāi)普勒第三定律， =k，k為常數(shù)，火星與木星公轉(zhuǎn)的半長(zhǎng)軸不等，所以火星與木星公轉(zhuǎn)周期不相等，故a錯(cuò)誤；b. 根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度大小不斷變化，故b錯(cuò)誤；c. 開(kāi)普勒第一定律的內(nèi)容為：所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，故c正確；d. 開(kāi)普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，是對(duì)同一個(gè)行星而言，故d錯(cuò)誤。2.

7、c 解析：據(jù)開(kāi)普勒第三定律得 r1=4200km+6400km r2=36000km+6400km 可知載人宇宙飛船的運(yùn)行周期t1與地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期t2之比為，又已知地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期為一天即24h，因而載人宇宙飛船的運(yùn)行周期t1=h=3h，由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度=，所以宇宙飛船的角速度為，同步衛(wèi)星的角速度為，因?yàn)閮烧哌\(yùn)行的方向相同，因而可以視作追擊問(wèn)題。又因?yàn)槭怯蓛烧呦嗑嘧钸h(yuǎn)的時(shí)刻開(kāi)始，而兩者處于同一直線且非位于地球同一側(cè)時(shí)，二者相距最遠(yuǎn)，此時(shí)追擊距離為，即一個(gè)半圓，追擊時(shí)間為。此后，追擊距離變?yōu)?即一個(gè)圓周，同理，追擊時(shí)間為，可以得到24h內(nèi)共用時(shí)，完成追擊7次，即七次距離最近

8、，因而發(fā)射了七次信號(hào)。3. b 解析：據(jù)開(kāi)普勒第二定律 解得：t2=24.6天，故acd錯(cuò)誤，b正確。4. c 解析：解：根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，有，解得r錢=r。5. b 解析：由萬(wàn)有引力提供向心力的周期表達(dá)式：，解得：，由于中心天體地球質(zhì)量小于太陽(yáng)質(zhì)量，故，故b正確。6. abc 解析：所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上；行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期t和軌道半長(zhǎng)軸滿足恒量，故所有行星實(shí)際并不是在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。整個(gè)宇宙是在不停運(yùn)動(dòng)的，故天空也是轉(zhuǎn)動(dòng)的。只有d的論點(diǎn)正確。7. b 解析：由題意可知，行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滿足常數(shù)，設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)半徑分別為t1、r1，火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑分別為t2、r2，則，代入數(shù)值得：r22.3億千米。8. 2062年解析：由k，其中t為行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期，r為軌道的半長(zhǎng)軸，k是對(duì)太陽(yáng)系中的任何行星都適用的常量?？梢愿鶕?jù)已知條件列方程求解。將地球的公轉(zhuǎn)軌道近似成圓形軌道，其周期為t1，半徑為r1；哈雷彗星的周期為t2，軌道半長(zhǎng)軸為r2，則根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有： 因?yàn)閞218r1，地球公轉(zhuǎn)周期為1年，所以可知哈雷彗星的周期為t2×t176.4年。所以它下次飛近地球是在2062年。9. bd 解析：根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：行星與太陽(yáng)的連線