2021-2022學(xué)年教科版2019必修第二冊-3.1天體運(yùn)動-課時練習(xí)解析版

2021-2022學(xué)年教科版〔2021〕必修第二冊課時練習(xí)〔解析版〕1．第一次通過觀測和計算的方法總結(jié)出行星運(yùn)動規(guī)律的物理學(xué)家是〔〕A．牛頓 B．卡文迪許 C．伽利略 D．開普勒2．日地距離為R0，天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和T0，那么天王星與太陽的距離為〔〕A．R0 B．R0C．R0 D．R03．如下圖，曲線I是一顆繞地球做圓周運(yùn)動衛(wèi)星軌道的示意圖，其半徑為R，曲線II是一顆繞地球做橢圓運(yùn)動衛(wèi)星軌道的示意圖，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，在兩軌道上運(yùn)動的衛(wèi)星的周期相等，萬有引力常量為G，地球質(zhì)量為M，以下說法正確的選項是〔〕A．RB．衛(wèi)星在I軌道的速率為v0，衛(wèi)星在II軌道B點(diǎn)的速率為vB，那么v0>vBC．衛(wèi)星在I軌道的加速度大小為a0，衛(wèi)星在II軌道A點(diǎn)加速度大小為aA，那么a0>aAD．R，那么衛(wèi)星在B點(diǎn)的速率vB>4．在太陽系的行星中，地球到太陽的距離小于土星到太陽的距離。地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，那么土星的公轉(zhuǎn)周期〔〕A．大于1年 B．等于1年C．小于1年 D．無法與地球的公轉(zhuǎn)周期做比擬5．如下圖，在某行星的軌道上有a、b、c、d四個對稱點(diǎn)，假設(shè)行星運(yùn)動周期為T，那么行星〔〕A．從b到d的時間tbd=B．從a到c的時間tac=C．從d經(jīng)a到b的運(yùn)動時間大于從b經(jīng)c到d的時間D．從a到b的時間tab>6．關(guān)于物理學(xué)的大開展，以下說法正確的選項是〔〕A．開普勒提出的日心說認(rèn)為太陽是靜止不動的，地球和其它行星繞太陽運(yùn)動B．伽利略研究第谷的觀測記錄，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)行規(guī)律，總結(jié)出行星運(yùn)動三大定律C．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，被稱為“稱量地球重量〞的人D．物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗室中測出了萬有引力常量的值7．行星B繞著恒星A運(yùn)動的軌跡如下圖，行星在M位置時兩者距離最近，行星在N位置時兩者距離最遠(yuǎn)，M、N、P、Q為軌跡上的四個對稱點(diǎn)，那么在這四個位置中，行星速度最大的位置為〔〕A．Q位置 B．P位置 C．N位置 D．M位置8．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)動規(guī)律，后人稱之為開普勒行星運(yùn)動定律．關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律，以下說法正確的選項是A．所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是圓，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．所有行星的軌道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期成正比9．宇宙中兩顆恒星A和B，它們的半徑分別為和外表的重力加速度分別為和，各自均有一顆衛(wèi)星α和b，繞A和B做勻速圓周運(yùn)動。軌道半徑分別為和。衛(wèi)星a和恒星A中心的連線在時間內(nèi)掃過的面積為S，衛(wèi)星b和恒星B中心的連線在時間內(nèi)掃過的面積也為S，那么的值為〔〕A． B． C． D．10．2018年12月8日，嫦娥四號探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，從環(huán)月圓軌道上的P點(diǎn)實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道,再由近月點(diǎn)Q開始進(jìn)行動力下降，最后于2018年12月16日成功落月．假設(shè)嫦娥四號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動時，只受到月球的萬有引力．以下說法正確的選項是A．假設(shè)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動周期和引力常量，那么可以計算出月球的密度B．在環(huán)月段橢圓軌道上運(yùn)行周期比在環(huán)月段圓軌道上的周期大C．在環(huán)月段圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時開動發(fā)動機(jī)加速才能進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道D．沿環(huán)月段橢圓軌道運(yùn)行時，在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度11．如下圖,A、B為地球的兩個軌道共面的人造衛(wèi)星,運(yùn)行方向相同,A為地球同步衛(wèi)星,A、B衛(wèi)星的軌道半徑的比值為k,地球自轉(zhuǎn)周期為T0。某時刻A、B兩衛(wèi)星距離到達(dá)最近,從該時刻起到A、B間距離最遠(yuǎn)所經(jīng)歷的最短時間為()A． B．C． D．12．，某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓軌道上繞地運(yùn)行的周期為T，衛(wèi)星運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星如圖在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道，近地點(diǎn)B到地心距離為r2，設(shè)衛(wèi)星由A到B運(yùn)動得時間為t，地球自轉(zhuǎn)周期為T0，不計空氣阻力，那么〔〕A．B．C．衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時，機(jī)械能增大D．衛(wèi)星由圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中，機(jī)械能不變13．關(guān)于地心說和日心說的以下說法中，正確的選項是A．地心說的參考系是地球B．日心說的參考系是太陽C．地心說和日心說只是參考系不同，兩者具有等同的價值D．日心說是由開普勒提出來的14．如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0。假設(shè)只考慮海王星和太陽之間的相互作用，那么海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運(yùn)動過程中〔〕A．從P到M所用的時間小于B．從Q到N階段，速率逐漸減小C．從P到Q階段，速率逐漸變小D．從M到N階段，萬有引力對它先充當(dāng)阻力后充當(dāng)動力15．如下圖，行星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動，太陽位于橢圓的一個焦點(diǎn)上，軌道離太陽最近的位置稱為近日點(diǎn)，離太陽最遠(yuǎn)的位置稱為遠(yuǎn)日點(diǎn)。行星在近日點(diǎn)的速率為v1、機(jī)械能為E1、動能為Ek1，行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率為v2、機(jī)械能為E2、動能為Ek2。那么以下判斷正確的選項是〔〕A．v1<v2B．Ek1>Ek2C．E1=E2D．行星繞太陽運(yùn)動的過程中，太陽對行星的萬有引力不做功16．如下圖，一顆衛(wèi)星在近地軌道1上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，軌道1的半徑可近似等于地球半徑，衛(wèi)星運(yùn)動到軌道1上A點(diǎn)時進(jìn)行變軌，進(jìn)入橢圓軌道2，其遠(yuǎn)地點(diǎn)B離地面的距離為地球半徑的2倍，地球的密度為ρ，引力常量為G，求：〔1〕衛(wèi)星在軌道1上做圓周運(yùn)動的周期；〔2〕衛(wèi)星在軌道2上從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時間．17．開普勒第三定律指出：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．該定律對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)都成立．如圖，嫦娥三號探月衛(wèi)星在半徑為r的圓形軌道Ⅰ上繞月球運(yùn)行，周期為T．月球的半徑為R，引力常量為G．某時刻嫦娥三號衛(wèi)星在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，在月球外表的B點(diǎn)著陸．A、O、B三點(diǎn)在一條直線上．求：〔1〕月球的密度；〔2〕在軌道Ⅱ上運(yùn)行的時間．參考答案1．D【詳解】開普勒根據(jù)第谷的觀測數(shù)據(jù)，并通過計算的方法總結(jié)出行星運(yùn)動規(guī)律，應(yīng)選D.2．A【詳解】天王星和地球繞太陽做圓周運(yùn)動，根據(jù)開普勒第三定律解得故A正確，BCD錯誤。應(yīng)選A。3．B【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律，a為半長軸，可知：衛(wèi)星在兩軌道上運(yùn)動的衛(wèi)星的周期相等，所以橢圓軌道的半長軸與圓的半徑相等且為R．故A錯誤．

B．衛(wèi)星在I軌道的速率為v0，根據(jù)萬有引力定律可得：，衛(wèi)星在Ⅱ軌道B點(diǎn)的速率為vB，因做向心運(yùn)動，那么，因為roB＞r，那么v0＞vB．故B正確．

C．根據(jù)牛頓第二定律得，可得：衛(wèi)星在Ⅰ軌道距離地心的距離大于衛(wèi)星在Ⅱ軌道A點(diǎn)距離地心的距離，所以a0＜aA．故C錯誤．

D．假設(shè)OAR，那么衛(wèi)星在B點(diǎn)的速率那么：．故D錯誤．4．A【詳解】根據(jù)開普勒第三定律可知因為那么應(yīng)選A。5．B【詳解】AC．根據(jù)開普勒第二定律可知從b到c到d的運(yùn)行平均速度小于b到a到d的運(yùn)行平均速度，運(yùn)行的軌跡長度相同，所以AC錯誤；B．根據(jù)開普勒第二定律結(jié)合運(yùn)動的對稱性可知B正確；D．從a到b運(yùn)行的平均速度大于從b到c運(yùn)行的平均速度，所以D錯誤。應(yīng)選B。6．D【詳解】A.哥白尼提出的日心說認(rèn)為太陽是靜止不動的，地球和其它行星繞太陽運(yùn)動，故A不符合題意；B.開普勒研究第谷的觀測記錄，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)行規(guī)律，總結(jié)出行星運(yùn)動三大定律，故B不符合題意；C.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許被稱為“稱量地球重量〞的人，故C不符合題意；D.英國物理學(xué)家卡文迪許第一個在實(shí)驗室中測出引力常量，故D符合題意．7．D【詳解】行星繞恒星沿橢圓軌道運(yùn)動，由開普勒第二定律可知，行星與恒星的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，即行星離恒星較近時運(yùn)動較快，M點(diǎn)的運(yùn)動速度最大。應(yīng)選D。8．B【詳解】A、根據(jù)第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上；所以A錯誤．B、根據(jù)第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等．所以對任何一顆行星來說，離太陽越近，運(yùn)行速率就越大；所以B正確．C、D、開普勒第三定律中的公式，可知半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比，式中的k只與中心體的質(zhì)量有關(guān)，即與恒星質(zhì)量有關(guān)，故C、D錯誤．應(yīng)選B．【點(diǎn)睛】開普勒關(guān)于行星運(yùn)動的三定律是萬有引力定律得發(fā)現(xiàn)的根底，是行星運(yùn)動的一般規(guī)律，正確理解開普勒的行星運(yùn)動三定律是解答此題的關(guān)鍵．9．C【詳解】衛(wèi)星在t時間內(nèi)與中心天體連線掃過的扇形面積為那么故ABD錯誤，C正確，應(yīng)選C。10．D【詳解】A．假設(shè)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動周期和引力常量，根據(jù)，可以計算出月球的質(zhì)量，但是不知道月球的半徑，無法計算月球的體積，因此不能計算出月球的密度，故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律，由于環(huán)月段圓軌道上的半徑大于橢圓軌道的半長軸，故在環(huán)月段圓軌道上運(yùn)行周期比在環(huán)月段橢圓軌道上的周期大，故B錯誤；C．在環(huán)月段圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時減速，使萬有引力大于向心力，衛(wèi)星做近心運(yùn)動，才能進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道，故C錯誤；D．根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，得，距離月球越近，加速度越大，故在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度，故D正確．11．D【詳解】由開普勒第三定律得：，設(shè)兩衛(wèi)星至少經(jīng)過時間t距離最遠(yuǎn)，即B比A多轉(zhuǎn)半圈，又TA=T0解得：A．，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．，與結(jié)論相符，選項D正確；應(yīng)選D。12．A【分析】根據(jù)赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，得出三天內(nèi)衛(wèi)星轉(zhuǎn)了8圈，從而求出T和T0的關(guān)系，根據(jù)開普勒第三定律得出A到B的時間，從橢圓軌道的A到B，只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道，需減速變軌，機(jī)械能不守恒；【詳解】A、赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，知三天內(nèi)衛(wèi)星轉(zhuǎn)了8圈，那么有，解得，故A正確；

B、根據(jù)開普勒第三定律知，，解得，故B錯誤；

C、衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時，只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，故C錯誤；

D、衛(wèi)星由圓軌道進(jìn)入橢圓軌道，需減速，那么機(jī)械能減小，故D錯誤．【點(diǎn)睛】解決此題的關(guān)鍵知道機(jī)械能守恒的條件，以及變軌的原理，知道當(dāng)萬有引力大于向心力時，做近心運(yùn)動，當(dāng)萬有引力小于向心力時，做離心運(yùn)動，同時掌握開普勒第三定律，并能靈活運(yùn)用．13．AB【解析】【詳解】地心說認(rèn)為太陽及其它天體圍繞地球運(yùn)動，參考系為地球，A正確；哥白尼提出了日心說，日心說認(rèn)為一切天體都是繞著太陽運(yùn)動，參考系為太陽，B正確D錯誤；地心說〞是由于古代人缺乏足夠的宇宙觀測數(shù)據(jù)，以及懷著以人為本的觀念，因此他們誤認(rèn)為地球就是宇宙的中心，而其他的星體都是繞著她而運(yùn)行的．天主教教會接納此為世界觀的“正統(tǒng)理論〞．而“日心說〞是在足夠的天文觀測的數(shù)據(jù)根底上，哥白尼等人提出的，符合科學(xué)研究的結(jié)果，而不是臆想出來的，是科學(xué)的一大進(jìn)步．故兩者具有不能等同的價值，C錯誤．14．ACD【詳解】A．從P到Q的時間為半個周期，根據(jù)開普勒第二定律，從P到M運(yùn)動的速率大于從M到Q的速率，可知從P到M所用時間小于，A正確；BC．海王星在運(yùn)動過程中只受太陽的引力作用，從P到Q是遠(yuǎn)離太陽的過程，引力是阻力，速率是減小的；從Q到N是靠近太陽的過程，引力是動力，速率會增大，B錯誤C正確；D．從M到Q是遠(yuǎn)離太陽的過程，引力是阻力，從Q到N是靠近太陽的過程，引力是動力，D正確。應(yīng)選ACD。15．BC【詳解】行星從近日點(diǎn)運(yùn)動到遠(yuǎn)日點(diǎn)的過程中，萬有引力對行星做負(fù)功，行星速率減小，動能減小，機(jī)械能守恒，故v1＞v2，Ek1＞Ek2，E