行星的運(yùn)動(dòng)同步自測題Word版含解析

課時(shí)素養(yǎng)評價(jià)行星的運(yùn)動(dòng)(15分鐘30分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)1.開普勒分別于1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,后人稱之為開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,下列說法正確的是 ()A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,太陽處在圓心上B.對任何一顆行星來說,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大C.行星公轉(zhuǎn)周期與行星的質(zhì)量有關(guān)D.所有行星軌道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期成正比【解析】選B。根據(jù)開普勒第一定律,所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,A錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第二定律,對每一個(gè)行星而言,太陽與行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大,B正確;根據(jù)開普勒第三定律,行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的質(zhì)量無關(guān),C錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第三定律,所有行星軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,D錯(cuò)誤。2.某行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽位于 ()【解析】選A。根據(jù)開普勒第二定律:太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相同的面積,因?yàn)樾行窃贏點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的速率大,所以太陽和行星的連線必然是行星與F2的連線,故太陽位于F2,選項(xiàng)A正確。3.太陽系有八大行星,八大行星離地球的遠(yuǎn)近不同,繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的周期也不相同。下列選項(xiàng)圖中反映周期與軌道半徑關(guān)系正確的是 ()【解析】選D。由開普勒第三定律QUOTE=k,近似處理有QUOTE=k,即R3=kT2,D正確。4.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由一組軌道高低不同的人造地球衛(wèi)星組成。高軌道衛(wèi)星的周期是24小時(shí),其軌道半徑約為地球半徑的倍。某低軌道衛(wèi)星的周期為12小時(shí),則這顆低軌道衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比約為 ()【解析】選A。設(shè)低軌道衛(wèi)星軌道半徑為r,地球半徑為R,高軌道衛(wèi)星周期為24小時(shí),低軌道衛(wèi)星周期為12小時(shí),由開普勒第三定律可得QUOTE=QUOTE解得r≈,故選項(xiàng)A正確。二、非選擇題(10分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.天文學(xué)家觀察哈雷彗星的周期為75年,離太陽最近的距離為×1010m,試根據(jù)開普勒第三定律計(jì)算哈雷彗星離太陽最遠(yuǎn)的距離。太陽系的開普勒常量k可取×1018m3/s2?！窘馕觥垮缧请x太陽的最近距離和最遠(yuǎn)距離之和等于軌道半長軸的2倍,因此,只要求出軌道半長軸即可。由開普勒第三定律知QUOTE=k,a=QUOTE=QUOTEm≈×1012m。哈雷彗星離太陽最遠(yuǎn)的距離為:×1010m=(2×××1010)m=×1012m。答案:×1012m(10分鐘20分)6.(6分)(多選)太陽系中的第二大行星——土星的衛(wèi)星眾多,目前已發(fā)現(xiàn)達(dá)數(shù)十顆。下表是有關(guān)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù)。則兩衛(wèi)星相比較,下列判斷正確的是 ()衛(wèi)星距土星的距離/km半徑/km質(zhì)量/kg發(fā)現(xiàn)年代土衛(wèi)五527000765×10211672土衛(wèi)六12220002575×10231655A.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期較小B.土衛(wèi)六的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較大C.土衛(wèi)六的向心加速度較小D.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度較大【解析】選A、C、D。比較同一個(gè)行星的兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況,其方法和比較太陽的任意兩顆行星的運(yùn)動(dòng)情況的方法一樣。衛(wèi)星本身的大小、形狀與其運(yùn)動(dòng)快慢無關(guān)。篩選所給的信息,其重要信息是衛(wèi)星離土星的距離。設(shè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道是圓形的,且是勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)開普勒第三定律:軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等,則A正確。土衛(wèi)六的公轉(zhuǎn)周期較大,則由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識得土衛(wèi)六的角速度較小,故B錯(cuò)誤。根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式a=ω2r=(QUOTE)2r及開普勒第三定律QUOTE=k,得a=QUOTEr=4π2·k·QUOTE,可知半徑大的向心加速度小,故C正確。由于v=QUOTE=2πQUOTE=2πQUOTE,由推理可知,軌道半徑小的衛(wèi)星,其公轉(zhuǎn)速度大,故D正確。7.(14分)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年跟蹤過一顆彗星,他算出這顆彗星軌道的半長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,請你根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律(即QUOTE=k,其中T為行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,r為軌道的半長軸)估算,它下次飛近地球是哪一年?【解析】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,軌道半長軸為r