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行星的運動課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運動課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗一、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、月球及其他行星都繞地球運動B.太陽是靜止不動的,地球和其他行星都繞太陽運動C.地球是一顆繞太陽做勻速圓周運動的行星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、地球等天體都是運動的,不行能靜止,故選項B錯誤,D正確。地球是繞太陽運動的一般行星,但運行軌道不是圓,也并非宇宙的中心天體,故選項A、C錯誤。2.在探討行星運動的過程中,第谷觀測天體記錄了大量精確數(shù)據(jù),開普勒用這些數(shù)據(jù)驗證圓周運動模型時發(fā)覺偏差,于是提出橢圓模型,消退偏差,從而發(fā)覺行星運動定律。這段歷史展示的科學(xué)探究方法是()A.觀測數(shù)據(jù)——檢驗?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律B.修改模型——得出規(guī)律——觀測數(shù)據(jù)——檢驗?zāi)Ｐ虲.得出規(guī)律——觀測數(shù)據(jù)——修改模型——檢驗?zāi)Ｐ虳.檢驗?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律——觀測數(shù)據(jù)答案:A解析:開普勒發(fā)覺行星運動定律的過程是第谷觀測天體記錄了大量精確數(shù)據(jù),開普勒用這些數(shù)據(jù)驗證圓周運動模型時發(fā)覺偏差,于是提出橢圓模型,消退偏差,從而發(fā)覺行星運動定律,其中所展示的科學(xué)探究方法是觀測數(shù)據(jù)——檢驗?zāi)Ｐ汀薷哪Ｐ汀贸鲆?guī)律,選項A正確。3.開普勒其次定律告知我們:對隨意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等,如圖所示,某行星繞太陽運動軌道為橢圓,該行星在近日點A時的速度大小為vA,在遠日點B時的速度大小為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:對隨意一個行星來說,它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等。結(jié)合扇形面積的公式可知,距離太陽近的點的線速度大,即vA>vB,選項A正確,B、C、D錯誤。4.右圖是行星m繞太陽m太運行狀況的示意圖,A點是遠日點,B點是近日點,CD是橢圓軌道的短軸。下列說法正確的是()A.行星運動到A點時速度最大B.行星運動到C點或D點時速度最小C.行星從C點運動到B點的過程中做加速運動D.行星從B點運動到D點的過程中做加速運動答案:C解析:依據(jù)開普勒其次定律,在相同時間內(nèi)某一行星與恒星的連線所掃過的面積相等,可知在近日點的圓弧較長,在遠日點圓弧長度較短,所以在近日點B速度最大,在遠日點A速度最小,選項A、B錯誤;行星從C點向B點運動,即向近日點運動,速度漸漸增大,做加速運動,選項C正確;行星從B點向D點運動,即向遠日點運動,速度漸漸減小,做減速運動,選項D錯誤。5.兩顆行星的質(zhì)量分別是m1、m2,它們繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半長軸分別是R1、R2,假如m1=2m2,R1=4R2,則它們的運行周期之比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)于行星的運動公式a3T2=kA.k是一個與行星無關(guān)的常量B.a代表行星運動的軌道半徑C.T代表行星運動的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期答案:AD解析:依據(jù)開普勒第三定律可知,行星運動的軌道半長軸的三次方與周期的二次方成正比,其比例k是一個與行星無關(guān)的常量,只與恒星的質(zhì)量有關(guān),選項A正確;a代表行星橢圓運動的半長軸,選項B錯誤;T代表行星運動的公轉(zhuǎn)周期,選項C錯誤,D正確。7.關(guān)于開普勒行星運動定律的應(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行,地球位于橢圓的一個焦點上或圓心上B.地球的全部衛(wèi)星與地心連線相等時間內(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.開普勒行星運動定律只適用于行星繞太陽的運動答案:AC解析:地球的全部衛(wèi)星都繞地球在橢圓或圓軌道上運行,地球位于橢圓的一個焦點上或圓心上,選項A正確;相同時間內(nèi),地球的全部衛(wèi)星與地心連線掃過的面積不等,選項B錯誤;地球的全部衛(wèi)星橢圓軌道半長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C正確;開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動,還適用于宇宙中其他衛(wèi)星繞行星的運動,選項D錯誤。二、計算題8.月球環(huán)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運行周期約為27天。應(yīng)用開普勒定律計算:在赤道平面內(nèi)離地多高時,人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動,就像停留在天空中不動一樣?(R地=6400km)答案:3.63×104km解析:月球和人造地球衛(wèi)星都環(huán)繞地球運動,故可用開普勒第三定律求解。當人造地球衛(wèi)星相對地球不動時,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.行星的運動可看作勻速圓周運動,則行星繞太陽運動的軌道半徑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.這個規(guī)律只適用于圍繞太陽運行的行星B.圍繞同一星球運行的行星或衛(wèi)星,k值不相等C.k值與太陽的質(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)星繞地球做橢圓運動,運動周期為T,圖中實線為衛(wèi)星的運行軌跡,A、B、C、D是軌跡上的四個位置,其中A距離地球最近,C距離地球最遠。B和D點是弧線ABC和ADC的中點,下列說法正確的是()A.衛(wèi)星在C點的速度最大B.衛(wèi)星在C點的加速度最大C.衛(wèi)星從A經(jīng)D到C點的運動時間為TD.衛(wèi)星從B經(jīng)A到D點的運動時間為T答案:C解析:衛(wèi)星繞地球做橢圓運動,類似于行星繞太陽運轉(zhuǎn),依據(jù)開普勒其次定律——行星與太陽的連線在相等時間內(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點速度最大,在距離地球最遠的C點速度最小,衛(wèi)星在B、D兩點的速度大小相等,選項A錯誤。在橢圓的各個點上都是引力產(chǎn)生加速度,因A點的距離最小,則A點的加速度最大,選項B錯誤。依據(jù)橢圓運動的對稱性可知tADC=tCBA=T2,選項C正確。橢圓上近地點A旁邊速度較大,遠地點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運動的軌道,A、B分別為行星的近日點和遠日點,行星經(jīng)過這兩點時的速率分別為vA和vB;陰影部分為行星與太陽的連線在相等時間內(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:對隨意一個行星來說,它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等,故有SA=SB,選項C、D錯誤。又由于行星到太陽的連線rA<rB,則可知vA>vB,選項A正確,B錯誤。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.在行星繞太陽運動一周的時間內(nèi),它離太陽的距離是不變的B.在行星繞太陽運動一周的時間內(nèi),它離太陽的距離是改變的C.某個行星繞太陽運動的軌道肯定是在某一固定的平面內(nèi)D.某個行星繞太陽運動的軌道肯定不在一個固定的平面內(nèi)答案:BC解析:依據(jù)開普勒第肯定律的內(nèi)容可以判定,行星繞太陽運動的軌道是橢圓,有時遠離太陽,有時靠近太陽,所以它離太陽的距離是改變的,選項A錯誤,B正確;行星圍圍著太陽運動,由于受到太陽的引力作用而被約束在肯定的軌道上,選項C正確,D錯誤。6.關(guān)于行星的運動,下列說法正確的是()A.全部行星圍繞太陽的運動軌道都是橢圓B.行星從近日點運動到遠日點,線速度漸漸增大C.行星運動的橢圓軌道的半長軸越大,周期越小D.某行星由近日點到遠日點的時間等于由遠日點到近日點的時間答案:AD解析:全部行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上,這是開普勒第肯定律,選項A正確。依據(jù)開普勒其次定律,對每一個行星而言,它與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等,可知行星繞太陽有近日點和遠日點之分,近日點快,遠日點慢,選項B錯誤。依據(jù)開普勒第三定律,全部行星的橢圓軌道的半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,則半長軸越大周期越長,選項C錯誤。依據(jù)對稱性可知,由近日點到遠日點的時間等于由遠日點到近日點的時間,選項D正確。7.關(guān)于開普勒行星運動定律,下列說法正確的是()A.全部行星圍繞太陽的運動軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上B.對于隨意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積C.表達式R3T2=kD.表達式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運動,太陽處于橢圓的一個焦點上,選項A正確;開普勒其次定律的內(nèi)容為對于隨意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積,選項B正確;開普勒第三定律內(nèi)容為全部行星的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,即R3T2=k,k二、計算題8.如圖所示,天文學(xué)家觀測到某行星和地球在同一軌道平