2024高中物理第6章1行星的運(yùn)動(dòng)精練含解析新人教必修2VIP

PAGEPAGE4行星的運(yùn)動(dòng)1．首先對(duì)天體做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了懷疑的科學(xué)家是()A．布魯諾 B．伽利略C．開(kāi)普勒 D．第谷【答案】C2．下列關(guān)于開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的相識(shí)的說(shuō)法正確的是()A．全部行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓B．全部行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓C．全部行星的軌道的半長(zhǎng)軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D．全部行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道半徑成正比【解析】由開(kāi)普勒第肯定律知全部行星繞太陽(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，A正確，B錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律知全部行星的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故C、D錯(cuò)誤．【答案】A3．地球繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道是橢圓，因而地球與太陽(yáng)之間的距離隨季節(jié)改變．北半球冬至這天地球離太陽(yáng)最近，夏至這天最遠(yuǎn)．下列關(guān)于地球在這兩天繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度大小的說(shuō)法中，正確的是()A．地球公轉(zhuǎn)速度是不變的B．冬至這天地球公轉(zhuǎn)速度大C．夏至這天地球公轉(zhuǎn)速度大D．無(wú)法確定【解析】北半球冬至這天地球與太陽(yáng)的連線短，夏至這天長(zhǎng)．依據(jù)開(kāi)普勒其次定律，要在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，則在相等的時(shí)間內(nèi)冬至?xí)r地球運(yùn)動(dòng)的路徑就要比夏至?xí)r長(zhǎng)，所以冬至?xí)r地球運(yùn)動(dòng)的速度比夏至?xí)r的速度大，故選B.【答案】B4．圖6-1-4是行星m繞恒星M運(yùn)行的示意圖，下列說(shuō)法正確的是()圖6-1-4A．速率最大點(diǎn)是B點(diǎn)B．速率最小點(diǎn)是C點(diǎn)C．m從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)D．m從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)【解析】由開(kāi)普勒其次定律知，行星與恒星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等；A點(diǎn)為近地點(diǎn)，速率最大，B點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)，速率最小，所以A、B錯(cuò)誤；m由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，離太陽(yáng)的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，所以m的速率越來(lái)越小，故C正確，D錯(cuò)誤．【答案】C5．(多選)把火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道視為圓周，由火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比可求得()A．火星和地球的質(zhì)量之比B．火星和太陽(yáng)的質(zhì)量之比C．火星和地球到太陽(yáng)的距離之比D．火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小之比【解析】由于火星和地球均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由開(kāi)普勒第三定律，eq\f(R3,T2)＝k，k為常量，又v＝eq\f(2πR,T)，則可知火星和地球到太陽(yáng)的距離之比和運(yùn)行速度大小之比，所以C、D選項(xiàng)正確．【答案】CD6．(2014·濰坊高一檢測(cè))理論和實(shí)踐證明，開(kāi)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(kāi)普勒第三定律的公式eq\f(a3,T2)＝k，說(shuō)法正確的是()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】假如行星和衛(wèi)星的軌道為圓軌道，公式eq\f(a3,T2)＝k也適用，但此時(shí)公式中的a為軌道半徑，故A錯(cuò)；比例系數(shù)k是一個(gè)由中心天體確定而與行星無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，不同的星系中，k值不同，故B錯(cuò)，C對(duì)；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)．【答案】C7．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．太陽(yáng)系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)B．太陽(yáng)系中的八大行星的軌道有的是圓形，并不都是橢圓形C．行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向D．行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽(yáng)的連線垂直【解析】太陽(yáng)系中的八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，而太陽(yáng)位于八大行星橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；行星的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向，選項(xiàng)C正確；行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽(yáng)連線的夾角大于90°，行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽(yáng)連線的夾角小于90°，選項(xiàng)D錯(cuò)．【答案】AC8．(多選)如圖6-1-5所示，對(duì)開(kāi)普勒第肯定律的理解，下列說(shuō)法中正確的是()圖6-1-5A．在行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，它離太陽(yáng)的距離是不改變的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)【解析】依據(jù)開(kāi)普勒第肯定律(軌道定律)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．【答案】BC9．開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于其他天體或人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3，則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是()A．1～4天 B．4～8天C．8～16天 D．16～20天【解析】由開(kāi)普勒第三定律eq\f(a3,T2)＝k得eq\f(r\o\al(3,星),T\o\al(2,星))＝eq\f(r\o\al(3,月),T\o\al(2,月))，所以T星＝eq\r(\f(r\o\al(3,星),r\o\al(3,月)))T月＝eq\f(\r(3),9)×27天≈5.2天，B正確．【答案】B10．(多選)兩顆小行星都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，其周期分別是T、3T，則()A．它們軌道半徑之比為1∶3B．它們軌道半徑之比為1∶eq\r(3,9)C．它們運(yùn)動(dòng)的速度大小之比為eq\r(3,3)∶1D．以上選項(xiàng)都不對(duì)【解析】由題意知周期比T1∶T2＝1∶3，依據(jù)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\f(T1,T2))＝eq\f(1,\r(3,9))，B對(duì)，A錯(cuò)；又因?yàn)関＝eq\f(2πR,T)，所以eq\f(v1,v2)＝eq\f(R1T2,R2T1)＝eq\r(3,3)∶1，故C對(duì)．【答案】BC11．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，已知地球半徑R0＝6400km，試計(jì)算在赤道平面內(nèi)離地面多高時(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？【解析】月球和人造衛(wèi)星都環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，可用開(kāi)普勒第三定律求解．設(shè)人造地球衛(wèi)星軌道半徑為R1，地球衛(wèi)星的周期為T(mén)1＝1天；月球軌道半徑為R2＝60R0，月球周期為T(mén)2＝27天．依據(jù)開(kāi)普勒第三定律eq\f(R3,T2)＝k，有eq\f(R\o\al(3,1),R\o\al(3,2))＝eq\f(T\o\al(2,1),T\o\al(2,2)).整理得R1＝eq\r(3,\f(T1,T2)2)·R2＝eq\r(3,\f(1,27)2)×60R0＝eq\f(1,9)×60R0＝6.67R0.所以人造地球衛(wèi)星離地高度H＝R1－R0＝5.67R0＝3.63×104km.【答案】3.63×104km12．近幾年，全球形成探究火星的熱潮，放射火星探測(cè)器可按以下步驟進(jìn)行．第一步，在地球表面用火箭對(duì)探測(cè)器進(jìn)行加速，先使之成為一個(gè)繞地球軌道運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星．其次步，在適當(dāng)時(shí)刻啟動(dòng)探測(cè)器上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)探測(cè)器沿原方向加速，使其速度增大到適當(dāng)值，從而使探測(cè)器沿著一個(gè)與地球軌道及火星軌道分別在長(zhǎng)軸兩端相切的半個(gè)橢圓軌道飛行，運(yùn)行其半個(gè)周期后正好飛行到火星表面旁邊，使之成為繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，然后實(shí)行措施使之著陸在火星上，如圖6-1-6.設(shè)地球的軌道半徑為R，火星的軌道半徑為1.5R，探測(cè)器從地球運(yùn)行軌道到火星運(yùn)行軌道大約須要多長(zhǎng)時(shí)間？圖6-1-6【解析】由題可知，探測(cè)器在飛向火星的橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，其軌道半長(zhǎng)