2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天1行星的運動課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5行星的運動eq\o(\s\up7(限時：45分鐘),\s\do5())一、單項選擇題1．關(guān)于日心說被人們所接受的緣由是(B)A．以地球為中心來探討天體的運動有很多無法解決的問題B．以太陽為中心，很多問題都可以解決，行星運動的描述也變得簡潔了C．地球是圍繞太陽轉(zhuǎn)的D．太陽總是從東面升起，從西面落下解析：托勒密的地心學(xué)說可以說明行星的運行問題，但特別困難，缺少簡潔性，而簡潔性正是當時人們所追求的．哥白尼的日心說之所以能被當時人們所接受正是因為這一點．要結(jié)合當時歷史時事來推斷．2．理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且對一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運動)都適用．下面對于開普勒第三定律的公式eq\f(a3,T2)＝k的說法正確的是(C)A．公式只適用于軌道是橢圓的運動B．式中的k值，對于全部行星(或衛(wèi)星)都相等C．式中的k值，只與中心天體有關(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星(或衛(wèi)星)無關(guān)D．若已知月球與地球之間的距離，依據(jù)公式可求出地球與太陽之間的距離解析：行星和衛(wèi)星的軌道可以近似為圓，公式eq\f(a3,T2)＝k也適用，故A錯誤；k是一個由中心天體確定而與運動天體無關(guān)的常量，但不是恒量，不同星系中的k值不同，故B錯誤，C正確；月球繞地球轉(zhuǎn)動的k值與地球繞太陽轉(zhuǎn)動的k值不同，故D錯誤．3．已知兩顆行星的質(zhì)量m1＝2m2，公轉(zhuǎn)周期T1＝2T2，則它們繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸之比為(C)A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,2) B.eq\f(a1,a2)＝eq\f(2,1)C.eq\f(a1,a2)＝eq\r(3,4) D.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,\r(3,4))解析：由eq\f(a3,T2)＝k知(eq\f(a1,a2))3＝(eq\f(T1,T2))2，則eq\f(a1,a2)＝eq\r(3,4)，與行星質(zhì)量無關(guān)．4．我國放射“天宮一號”空間試驗艙時，先將試驗艙發(fā)送到一個橢圓軌道上，其近地點M距地面200km，遠地點N距地面362km，如圖所示．進入該軌道正常運行時，其周期為T1，通過M、N點時的速率分別是v1、v2.當某次通過N點時，地面指揮部發(fā)出指令，點燃試驗艙上的發(fā)動機，使在短時間內(nèi)加速后進入離地面362km的圓形軌道，起先繞地球做勻速圓周運動，周期為T2，這時試驗艙的速率為v3.比較在M、N、P三點正常運行時(不包括點火加速階段)的速率大小和加速度大小，及在兩個軌道上運行的周期，下列結(jié)論正確的是(A)A．v1>v3B．v2>v1C．a(chǎn)2>a1D．T1>T2解析：依據(jù)開普勒第三定律(周期定律)可知，軌道半徑大的周期大，所以T1<T2，選項D錯誤；依據(jù)開普勒其次定律(面積定律)可知，v1>v2，v1>v3，選項B錯誤；A正確；由a＝eq\f(v2,R)可知，a1>a2，選項C錯誤．5．月球繞地球運動的周期約為27天，則月球中心到地球中心的距離R1與地球同步衛(wèi)星(繞地球運動的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同)到地球中心的距離R2之比R1∶R2約為(B)A．3∶1 B．9∶1C．27∶1 D．18∶1解析：由開普勒第三定律有eq\f(R\o\al(3,1),T\o\al(2,1))＝eq\f(R\o\al(3,2),T\o\al(2,2))，所以eq\f(R1,R2)＝eq\r(3,\f(T\o\al(2,1),T\o\al(2,2)))＝eq\r(3,\f(272,12))＝eq\f(9,1)，選項B正確，A、C、D錯誤．二、多項選擇題6．關(guān)于行星的運動，以下說法正確的是(BD)A．行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期越大B．行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期越大C．水星的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期最長D．海王星離太陽“最遠”，繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期最長解析：依據(jù)開普勒第三定律：全部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，即eq\f(a3,T2)＝k.所以行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越大；行星軌道的半長軸越短，公轉(zhuǎn)周期就越?。厥庖粢夤D(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期的區(qū)分，例如：地球的公轉(zhuǎn)周期為一年，而地球的自轉(zhuǎn)周期為一天.7．太陽系中的其次大行星——土星的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)覺數(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，下列推斷正確的是(ACD)衛(wèi)星距土星的距離/km半徑/km質(zhì)量/kg發(fā)覺者土衛(wèi)五5270007652.49×1021卡西尼土衛(wèi)六122200025751.35×1023惠更斯A.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期較小B．土衛(wèi)六的轉(zhuǎn)動角速度較大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：比較同一個行星的兩衛(wèi)星的運動狀況，其方法與比較太陽的隨意兩顆行星的運動狀況的方法一樣．衛(wèi)星本身的大小、形態(tài)與其運動快慢無關(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)其運動軌道是圓形的，且做勻速圓周運動，依據(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，得選項A正確．土衛(wèi)六的周期較大，則由勻速圓周運動的學(xué)問得，土衛(wèi)六的角速度較小，故選項B錯誤．依據(jù)勻速圓周運動向心加速度公式a＝ω2r＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r及開普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k得a＝eq\f(4π2,T2)r＝4π2·eq\f(r3,T2)·eq\f(1,r2)＝4π2keq\f(1,r2)，可知軌道半徑大的向心加速度小，故選項C正確．由于v＝eq\f(2πr,T)＝2πeq\r(\f(r3,T2)·\f(1,r))＝2πeq\r(k·\f(1,r))，可知軌道半徑小的公轉(zhuǎn)速度大，故選項D正確．8．如圖所示，有A、B兩個行星繞同一恒星O沿不同軌道做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同．A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時刻兩行星第一次相遇(即兩行星距離最近)，則(BD)A．經(jīng)過時間t＝T1＋T2兩行星將其次次相遇B．經(jīng)過時間t＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，兩行星將其次次相遇C．經(jīng)過時間t′＝eq\f(T1＋T2,2)，兩行星第一次相距最遠D．經(jīng)過時間t′＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，兩行星第一次相距最遠解析：兩行星做圓周運動的角速度分別為ω1＝eq\f(2π,T1)，ω2＝eq\f(2π,T2)，由于r1<r2，所以T1<T2，ω1>ω2，兩行星其次次相遇時，A比B多運動一周，所以用時t＝eq\f(2π,ω1－ω2)＝eq\f(2π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，A錯，B對；兩行星第一次相距最遠時，A比B行星多運動半周，用時t′＝eq\f(π,ω1－ω2)＝eq\f(π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，故C錯，D對．三、非選擇題9．如圖所示，一顆人造衛(wèi)星先沿著圓軌道A運動，再沿著橢圓軌道B運動，最終又沿著圓軌道C運動．設(shè)在這三個軌道上周期分別為TA、TB、TC，則TA、TB、TC的大小關(guān)系為TC>TB>TA.解析：由于RA<RB<RC，由開普勒第三定律可知，TA<TB<TC.10．天文觀測發(fā)覺某小行星繞太陽的周期是27年，它離太陽的最小距離是地球軌道半徑的2倍，求該小行星離太陽的最大距離是地球軌道半徑的幾倍？答案：16倍解析：設(shè)該小行星離太陽的最大距離為s，由開普勒第三定律有eq\f(\f(2R＋s,2)3,T′2)＝eq\f(R3,T2)得：s＝16R，即該小行星離太陽的最大距離是地球軌道半徑的16倍．11．“卡西尼”號飛船在經(jīng)過近7年的太空旅行后，于美國東部時間2004年7月1日零時12分勝利飛入土星軌道，成為進入土星軌道的第一艘人造飛船．土星直徑為119300km，是太陽系中其次大行星，它表面風(fēng)速超過1600km/h，土星是太陽系中唯一密度小于水的行星，自轉(zhuǎn)周期只有10h39min，公轉(zhuǎn)周期為29.4年，距離太陽14億3千2百萬公里．土星最引人注目的是環(huán)圍著其赤道的巨大光環(huán)，在地球上人們只須要一架小型望遠鏡就能清晰地看到光環(huán)，環(huán)外沿直徑約為274000km.請由上面供應(yīng)的信息，估算地球距太陽有多遠？答案：1.50×1011m解析：依據(jù)開普