2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動(dòng)課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5行星的運(yùn)動(dòng)eq\a\vs4\al()限時(shí)：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于日心說(shuō)被人們所接受的緣由是(B)A．以地球?yàn)橹行膩?lái)探討天體的運(yùn)動(dòng)有很多無(wú)法解決的問(wèn)題B．以太陽(yáng)為中心，很多問(wèn)題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)潔了C．地球是圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)的D．太陽(yáng)總是從東面升起，從西面落下解析：托勒密的地心學(xué)說(shuō)可以說(shuō)明行星的運(yùn)行問(wèn)題，但特別困難，缺少簡(jiǎn)潔性，而簡(jiǎn)潔性正是當(dāng)時(shí)人們所追求的．哥白尼的日心說(shuō)之所以能被當(dāng)時(shí)人們所接受正是因?yàn)檫@一點(diǎn)．要結(jié)合當(dāng)時(shí)歷史時(shí)事來(lái)推斷．2．理論和實(shí)踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系中的天體運(yùn)動(dòng)，而且對(duì)一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng))都適用．下面對(duì)于開普勒第三定律的公式eq\f(a3,T2)＝k的說(shuō)法正確的是(C)A．公式只適用于軌道是橢圓的運(yùn)動(dòng)B．式中的k值，對(duì)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(wú)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(yáng)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(cuò)誤；k是一個(gè)由中心天體確定而與運(yùn)動(dòng)天體無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，不同星系中的k值不同，故B錯(cuò)誤，C正確；月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的k值與地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的k值不同，故D錯(cuò)誤．3．已知兩顆行星的質(zhì)量m1＝2m2，公轉(zhuǎn)周期T1＝2TA.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(wú)關(guān)．4．我國(guó)放射“天宮一號(hào)”空間試驗(yàn)艙時(shí)，先將試驗(yàn)艙發(fā)送到一個(gè)橢圓軌道上，其近地點(diǎn)M距地面200km，遠(yuǎn)地點(diǎn)N距地面362km，如圖所示．進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，其周期為T1，通過(guò)M、N點(diǎn)時(shí)的速率分別是v1、v2.當(dāng)某次通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，地面指揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃試驗(yàn)艙上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面362km的圓形軌道，起先繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T2，這時(shí)試驗(yàn)艙的速率為v3.比較在M、N、P三點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)(不包括點(diǎn)火加速階段)的速率大小和加速度大小，及在兩個(gè)軌道上運(yùn)行的周期，下列結(jié)論正確的是(A)A．v1>v2B．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，軌道半長(zhǎng)軸大的周期大，所以T1<T2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；依據(jù)開普勒其次定律(面積定律)可知，v1>v2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，A正確；由a＝eq\f(v2,R)可知，a1>a2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．5．月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題6．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是(BD)A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期越大B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期越大C．水星的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)D．海王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)解析：依據(jù)開普勒第三定律：全部行星的軌道的半長(zhǎng)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(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越大；行星軌道的半長(zhǎng)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(yáng)系中的其次大行星——土星的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)覺(jué)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)A.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：比較同一個(gè)行星的兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀況，其方法與比較太陽(yáng)的隨意兩顆行星的運(yùn)動(dòng)狀況的方法一樣．衛(wèi)星本身的大小、形態(tài)與其運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)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(yùn)動(dòng)軌道是圓形的，且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(xiàng)A正確．土衛(wèi)六的周期較大，則由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)問(wèn)得，土衛(wèi)六的角速度較小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(xiàng)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(xiàng)D正確．8．如圖所示，有A、B兩個(gè)行星繞同一恒星O沿不同軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)刻兩行星第一次相遇(即兩行星距離最近)，則(BD)A．經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝T1＋T2兩行星將其次次相遇B．經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，兩行星將其次次相遇C．經(jīng)過(guò)時(shí)間t′＝eq\f(T1＋T2,2)，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)D．經(jīng)過(guò)時(shí)間t′＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)解析：兩行星做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)，A比B多運(yùn)動(dòng)一周，所以用時(shí)t＝eq\f(2π,ω1－ω2)＝eq\f(2π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，A錯(cuò)，B對(duì)；兩行星第一次相距最遠(yuǎn)時(shí)，A比B行星多運(yùn)動(dòng)半周，用時(shí)t′＝eq\f(π,ω1－ω2)＝eq\f(π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，故C錯(cuò)，D對(duì)．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(yùn)動(dòng)，再沿著橢圓軌道B運(yùn)動(dòng)，最終又沿著圓軌道C運(yùn)動(dòng)．設(shè)在這三個(gè)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(cè)發(fā)覺(jué)某小行星繞太陽(yáng)的周期是27年，它離太陽(yáng)的最小距離是地球軌道半徑的2倍，求該小行星離太陽(yáng)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(yáng)的最大距離為s，由開普勒第三定律有eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2R＋s,2)))3,T′2)＝eq\f(R3,T2)得：s＝16R，即該小行星離太陽(yáng)的最大距離是地球軌道半徑的16倍．11．已知土星直徑為119300km，是太陽(yáng)系中其次大行星，它表面風(fēng)速超過(guò)1600km/h，土星是太陽(yáng)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(yáng)14億3千2百萬(wàn)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(yuǎn)鏡就能清晰地看到光環(huán)，環(huán)外沿直徑約為274000km.請(qǐng)由上面供應(yīng)的信息，估算地球距太陽(yáng)有多遠(yuǎn)？答案：1.50×10解析：依據(jù)開普勒第三定律有e