廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第7章萬有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動(dòng)課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊(cè)

第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動(dòng)課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗(yàn)一、選擇題(第1~5題為單選題,第6~7題為多選題)1.下列說法正確的是()A.地球是宇宙的中心,太陽(yáng)、月球及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)B.太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)C.地球是一顆繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星D.日心說和地心說都不完善答案:D解析:地心說和日心說都不完善,太陽(yáng)、地球等天體都是運(yùn)動(dòng)的,不行能靜止,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確。地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一般行星,但運(yùn)行軌道不是圓,也并非宇宙的中心天體,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。2.在探討行星運(yùn)動(dòng)的過程中,第谷觀測(cè)天體記錄了大量精確數(shù)據(jù),開普勒用這些數(shù)據(jù)驗(yàn)證圓周運(yùn)動(dòng)模型時(shí)發(fā)覺偏差,于是提出橢圓模型,消退偏差,從而發(fā)覺行星運(yùn)動(dòng)定律。這段歷史展示的科學(xué)探究方法是()A.觀測(cè)數(shù)據(jù)——檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律B.修改模型——得出規(guī)律——觀測(cè)數(shù)據(jù)——檢驗(yàn)?zāi)Ｐ虲.得出規(guī)律——觀測(cè)數(shù)據(jù)——修改模型——檢驗(yàn)?zāi)Ｐ虳.檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律——觀測(cè)數(shù)據(jù)答案:A解析:開普勒發(fā)覺行星運(yùn)動(dòng)定律的過程是第谷觀測(cè)天體記錄了大量精確數(shù)據(jù),開普勒用這些數(shù)據(jù)驗(yàn)證圓周運(yùn)動(dòng)模型時(shí)發(fā)覺偏差,于是提出橢圓模型,消退偏差,從而發(fā)覺行星運(yùn)動(dòng)定律,其中所展示的科學(xué)探究方法是觀測(cè)數(shù)據(jù)——檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律,選項(xiàng)A正確。3.開普勒其次定律告知我們:對(duì)隨意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,如圖所示,某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道為橢圓,該行星在近日點(diǎn)A時(shí)的速度大小為vA,在遠(yuǎn)日點(diǎn)B時(shí)的速度大小為vB,則vA、vB的大小關(guān)系為()A.vA>vB B.vA=vBC.vA<vB D.無法確定答案:A解析:對(duì)隨意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等。結(jié)合扇形面積的公式可知,距離太陽(yáng)近的點(diǎn)的線速度大,即vA>vB,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.右圖是行星m繞太陽(yáng)m太運(yùn)行狀況的示意圖,A點(diǎn)是遠(yuǎn)日點(diǎn),B點(diǎn)是近日點(diǎn),CD是橢圓軌道的短軸。下列說法正確的是()A.行星運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度最大B.行星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)或D點(diǎn)時(shí)速度最小C.行星從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中做加速運(yùn)動(dòng)D.行星從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中做加速運(yùn)動(dòng)答案:C解析:依據(jù)開普勒其次定律,在相同時(shí)間內(nèi)某一行星與恒星的連線所掃過的面積相等,可知在近日點(diǎn)的圓弧較長(zhǎng),在遠(yuǎn)日點(diǎn)圓弧長(zhǎng)度較短,所以在近日點(diǎn)B速度最大,在遠(yuǎn)日點(diǎn)A速度最小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;行星從C點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),即向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng),速度漸漸增大,做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;行星從B點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng),即向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng),速度漸漸減小,做減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.兩顆行星的質(zhì)量分別是m1、m2,它們繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半長(zhǎng)軸分別是R1、R2,假如m1=2m2,R1=4R2,則它們的運(yùn)行周期之比T1∶T2等于()A.1∶1 B.2∶1C.4∶1 D.8∶1答案:D解析:依據(jù)開普勒第三定律a3T2=k得R6.開普勒關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)公式a3T2=kA.k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量B.a代表行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑C.T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期答案:AD解析:依據(jù)開普勒第三定律可知,行星運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與周期的二次方成正比,其比例k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量,只與恒星的質(zhì)量有關(guān),選項(xiàng)A正確;a代表行星橢圓運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。7.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,下面結(jié)論正確的是()A.地球的全部衛(wèi)星都繞地球在橢圓或圓軌道上運(yùn)行,地球位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上或圓心上B.地球的全部衛(wèi)星與地心連線相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等C.地球的全部衛(wèi)星橢圓軌道半長(zhǎng)軸的三次方或圓軌道半徑三次方與衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期二次方之比相等D.開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律只適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)答案:AC解析:地球的全部衛(wèi)星都繞地球在橢圓或圓軌道上運(yùn)行,地球位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上或圓心上,選項(xiàng)A正確;相同時(shí)間內(nèi),地球的全部衛(wèi)星與地心連線掃過的面積不等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;地球的全部衛(wèi)星橢圓軌道半長(zhǎng)軸的三次方或圓軌道半徑的三次方與衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期二次方之比相等,選項(xiàng)C正確;開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),還適用于宇宙中其他衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題8.月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運(yùn)行周期約為27天。應(yīng)用開普勒定律計(jì)算:在赤道平面內(nèi)離地多高時(shí),人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),就像停留在天空中不動(dòng)一樣?(R地=6400km)答案:3.63×104km解析:月球和人造地球衛(wèi)星都環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng),故可用開普勒第三定律求解。當(dāng)人造地球衛(wèi)星相對(duì)地球不動(dòng)時(shí),則人造地球衛(wèi)星的周期同地球自轉(zhuǎn)周期相等。設(shè)人造地球衛(wèi)星軌道半徑為R、周期為T。依據(jù)題意知月球軌道半徑為60R地,周期為T0=27天,則有R3R=3T2T02×60R地=31272×60R衛(wèi)星離地高度H=R-R地=5.67R地=5.67×6400km=3.63×104km。等級(jí)考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1~4題為單選題,第5~7題為多選題)1.行星的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R的三次方與周期T的二次方的比值為常量k,下列說法正確的是()A.這個(gè)規(guī)律只適用于圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星B.圍繞同一星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星,k值不相等C.k值與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)D.k值僅由行星的質(zhì)量確定答案:C解析:公式R3T2=k2.如圖所示,一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)周期為T,圖中實(shí)線為衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡,A、B、C、D是軌跡上的四個(gè)位置,其中A距離地球最近,C距離地球最遠(yuǎn)。B和D點(diǎn)是弧線ABC和ADC的中點(diǎn),下列說法正確的是()A.衛(wèi)星在C點(diǎn)的速度最大B.衛(wèi)星在C點(diǎn)的加速度最大C.衛(wèi)星從A經(jīng)D到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為TD.衛(wèi)星從B經(jīng)A到D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T答案:C解析:衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng),類似于行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),依據(jù)開普勒其次定律——行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,則知衛(wèi)星與地球的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,所以衛(wèi)星在距離地球最近的A點(diǎn)速度最大,在距離地球最遠(yuǎn)的C點(diǎn)速度最小,衛(wèi)星在B、D兩點(diǎn)的速度大小相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。在橢圓的各個(gè)點(diǎn)上都是引力產(chǎn)生加速度,因A點(diǎn)的距離最小,則A點(diǎn)的加速度最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。依據(jù)橢圓運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知tADC=tCBA=T2,選項(xiàng)C正確。橢圓上近地點(diǎn)A旁邊速度較大,遠(yuǎn)地點(diǎn)C旁邊速度較小,則tBAD<T2,tDCB>3.如圖所示,橢圓為某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道,A、B分別為行星的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn),行星經(jīng)過這兩點(diǎn)時(shí)的速率分別為vA和vB;陰影部分為行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積,分別用SA和SB表示。依據(jù)開普勒其次定律可知()A.vA>vB B.vA<vBC.SA>SB D.SA<SB答案:A解析:對(duì)隨意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,故有SA=SB,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。又由于行星到太陽(yáng)的連線rA<rB,則可知vA>vB,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。4.地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍,另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A.2∶1 B.4∶1C.8∶1 D.16∶1答案:C解析:由開普勒第三定律得r3T2=k5.如圖所示,對(duì)開普勒第肯定律的理解,下列說法正確的是()A.在行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),它離太陽(yáng)的距離是不變的B.在行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),它離太陽(yáng)的距離是改變的C.某個(gè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道肯定是在某一固定的平面內(nèi)D.某個(gè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道肯定不在一個(gè)固定的平面內(nèi)答案:BC解析:依據(jù)開普勒第肯定律的內(nèi)容可以判定,行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓,有時(shí)遠(yuǎn)離太陽(yáng),有時(shí)靠近太陽(yáng),所以它離太陽(yáng)的距離是改變的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;行星圍圍著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),由于受到太陽(yáng)的引力作用而被約束在肯定的軌道上,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。6.關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.全部行星圍繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓B.行星從近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn),線速度漸漸增大C.行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸越大,周期越小D.某行星由近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的時(shí)間等于由遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的時(shí)間答案:AD解析:全部行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,這是開普勒第肯定律,選項(xiàng)A正確。依據(jù)開普勒其次定律,對(duì)每一個(gè)行星而言,它與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,可知行星繞太陽(yáng)有近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)之分,近日點(diǎn)快,遠(yuǎn)日點(diǎn)慢,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。依據(jù)開普勒第三定律,全部行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,則半長(zhǎng)軸越大周期越長(zhǎng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。依據(jù)對(duì)稱性可知,由近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的時(shí)間等于由遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的時(shí)間,選項(xiàng)D正確。7.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,下列說法正確的是()A.全部行星圍繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B.對(duì)于隨意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積C.表達(dá)式R3T2=kD.表達(dá)式R3T2=k答案:ABC解析:開普勒第肯定律的內(nèi)容為全部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,選項(xiàng)A正確;開普勒其次定律的內(nèi)容為對(duì)于隨意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,選項(xiàng)B正確;開普勒第三定律內(nèi)容為全部行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,即R3T2=k,k二、計(jì)算題8.如圖所示,天文學(xué)家觀測(cè)到某行星和地球在同一軌道平