2024-2025學(xué)年高中物理第3章1天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)含解析教科版必修2

PAGEPAGE51.天體運(yùn)動(dòng)課時(shí)過(guò)關(guān)·實(shí)力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()A.全部行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)B.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽(yáng)位于行星軌道的中心處C.離太陽(yáng)越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng)D.全部行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值都相等解析: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,而各個(gè)行星的公轉(zhuǎn)周期不同,故它們的軌道半長(zhǎng)軸不同,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;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,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案:D2.某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽(yáng)位于()A.F2 B.AC.F1 D.B解析:依據(jù)開(kāi)普勒其次定律,知太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相同的面積,因?yàn)樾行窃贏點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的速率大,所以此時(shí)行星應(yīng)在近日點(diǎn)位置,故太陽(yáng)位于F2,選項(xiàng)A正確.答案:A3.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,即A.公式B.圍繞同一星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星,k值不相等C.k值與被環(huán)繞星球的質(zhì)量和行星或衛(wèi)星的質(zhì)量都有關(guān)系D.k值僅由被環(huán)繞星球的質(zhì)量確定解析:公式R3T2=k適用于所有環(huán)繞體圍繞中心天體的運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤.圍繞同一星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星,k值相等;圍繞不同星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星,k值不相等,故B錯(cuò)誤.常數(shù)k答案:D4.(多選)關(guān)于開(kāi)普勒定律,下列說(shuō)法正確的是()A.開(kāi)普勒定律是依據(jù)哥白尼對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論B.依據(jù)開(kāi)普勒其次定律,行星在橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其速度隨行星與太陽(yáng)之間距離的改變而改變,距離小時(shí)速度大,距離大時(shí)速度小C.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道,可以近似當(dāng)作圓,即可以認(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.衛(wèi)星(包括人造衛(wèi)星)繞行星的運(yùn)動(dòng)是不遵循開(kāi)普勒定律的解析:開(kāi)普勒定律是依據(jù)第谷對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù)分析提出的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依據(jù)開(kāi)普勒其次定律,行星距太陽(yáng)近時(shí)速度大,距太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)速度小,選項(xiàng)B正確;行星的運(yùn)動(dòng)軌道非常接近圓,中學(xué)階段一般按勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)處理,選項(xiàng)C正確;開(kāi)普勒定律不僅僅適用于太陽(yáng)系中行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也適用于其他恒星系,甚至也適用于衛(wèi)星(包括人造衛(wèi)星)繞行星的運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC5.某行星沿橢圓軌道運(yùn)行,遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a,近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b,過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va,則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速率為()A.vb=C.vb=解析:若行星從軌道的A點(diǎn)經(jīng)足夠短的時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到A'點(diǎn).則與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積可當(dāng)作扇形,其面積SA=a·vat2;若行星從軌道的B點(diǎn)也經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到B'點(diǎn),則與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積SB=答案:C6.太陽(yáng)系中有兩顆行星,它們繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為8∶1,則兩行星的公轉(zhuǎn)速度之比為()A.2∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶4解析:由開(kāi)普勒第三定律知r13T答案:C7.兩行星運(yùn)行周期之比為1∶2,則它們的軌道半長(zhǎng)軸之比為()A.C.解析:由r3答案:C8.海王星的公轉(zhuǎn)周期約為5.19×109s,地球的公轉(zhuǎn)周期約為3.16×107s,則海王星與太陽(yáng)的平均距離約為地球與太陽(yáng)的平均距離的多少倍?解析:由開(kāi)普勒第三定律可知r13答案:30二、實(shí)力提升1.(多選)關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是()A.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)周期就越大B.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),公轉(zhuǎn)周期就越大C.水星軌道的半長(zhǎng)軸最短,公轉(zhuǎn)周期最大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:由R3T2=k可知,R答案:BD2.如圖所示,O表示地球,P表示一個(gè)繞地球橢圓軌道做逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,AB為長(zhǎng)軸,CD為短軸.在衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),從A到B的時(shí)間為tAB,同理從B到A、從C到D、從D到C的時(shí)間分別為tBA、tCD、tDC.下列關(guān)系式正確的是()A.tAB>tBA B.tAB<tBAC.tCD>tDC D.tCD<tDC解析:衛(wèi)星做橢圓運(yùn)動(dòng),近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快,遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)慢,故tCD<tDC,依據(jù)橢圓運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,tAB=tBA,選項(xiàng)D正確.答案:D3.長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19600km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天.2006年3月,天文學(xué)家新發(fā)覺(jué)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A.15天 B.25天 C.35天 D.45天解析:由開(kāi)普勒第三定律T2∝r3有r13T答案:B4.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A.1~4天之間 B.4~8天之間C.8~16天之間 D.16~20天之間解析:由開(kāi)普勒第三定律R3T2=k,可得T1T2=R答案:B5.某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓.每過(guò)N年,該行星會(huì)運(yùn)動(dòng)到日地連線的延長(zhǎng)線上,如圖所示.該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為()A.C.解析:地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期T地=1年,N年轉(zhuǎn)N周,而該行星N年轉(zhuǎn)(N-1)周,故T行=NN-答案:B6.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸約為1.5×1011m,周期為365天,月球繞地球運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸為3.8×108m,周期為27.3天.求:(1)對(duì)于繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星的(2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的解析:(1)依據(jù)開(kāi)普勒第三定律,對(duì)于繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星r3T2=(1.5×1011)3((2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星r3T2=(3.8×108)3(27答案:(1)3.4×1018m3/s2(2)9.9×1012m3/s27.天文學(xué)家視察到哈雷彗星的轉(zhuǎn)動(dòng)周期是75年,離太陽(yáng)最近的距離是8.9×1010m,離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的距離不能