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2019-2020年高中物理 6.1行星的運動（探究導學課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出) 1.下列說法正確的是(　　) A.地球是宇宙的中心,太陽、月亮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.地球是繞太陽運動的一顆行星 D.日心說和地心說都正確地反映了天體的運動規(guī)律 【解析】選C。地心說認為地球是宇宙的中心,地球是靜止不動的,太陽、月亮及其他行星都繞地球運動,日心說認為太陽是靜止不動的,地球和其他行星都繞太陽運動,而實際上太陽系本身在宇宙中不停地運動著,故A、B錯誤?，F(xiàn)代觀測表明,日心說和地心說都沒有正確地反映天體的運動規(guī)律,D錯誤。地球僅是太陽的一顆行星,C正確。 2.首先對天體做圓周運動產(chǎn)生了懷疑的科學家是(　　) A.布魯諾 B.伽利略 C.開普勒 D.第谷 【解析】選C。開普勒根據(jù)第谷的觀測數(shù)據(jù)及個人的理論分析,對前人提出的天體做圓周運動的說法產(chǎn)生了懷疑,并認為所有行星的運動軌道都是橢圓,C正確。 【變式訓練】日心說的代表人物是(　　) A.托勒密 B.哥白尼 C.布魯諾 D.第谷 【解析】選B。由物理學史可知:托勒密是地心說的代表人物,A錯;哥白尼是日心說的代表人物,B對;布魯諾是日心說的支持者、擁護者,C錯;第谷觀測記錄了行星的運動情況,D錯。 3.一顆小行星繞太陽做勻速圓周運動的半徑是地球公轉半徑的4倍,則這顆小行星運轉的周期是(　　) A.4年 B.6年 C.8年 D.年 【解析】選C。由開普勒第三定律可得=,故T行星=T地=8T地,選項C對,選項A、B、D錯。 4.(xx天水高一檢測)哈雷彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓,下列說法中不正確的是(　　) A.彗星在近日點的速率大于在遠日點的速率 B.彗星在近日點的角速度大于在遠日點的角速度 C.彗星在近日點的向心加速度大于在遠日點的向心加速度 D.若彗星周期為75年,則它的半長軸是地球公轉半徑的75倍 【解析】選D。根據(jù)開普勒第二定律,彗星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等,則彗星在近日點與遠日點相比在相同時間內(nèi)走過的弧長要大,因此在近日點線速度(即速率)和角速度都較大,故A、B正確;而向心加速度an=,在近日點v大,r小,因此an大,故C正確;根據(jù)開普勒第三定律得=,故a哈=r地=r地≈17.8r地,D錯。 5.(多選)(xx包頭高一檢測)關于公式=k,下列理解正確的是(　　) A.k是一個與行星無關的量 B.若地球繞太陽運轉軌道的半長軸為a地,周期為T地;月球繞地球運轉軌道的半長軸為a月,周期為T月,則= C.T表示行星運動的自轉周期 D.T表示行星運動的公轉周期 【解析】選A、D。公式=k中的k為一常數(shù),與中心天體有關,與行星無關,所以選項A正確。地球是太陽的行星,月球是地球的衛(wèi)星,中心天體不同,比例常數(shù)不同,所以選項B錯誤。公式中T應表示繞中心天體公轉的周期,而不是自轉周期,所以選項C錯誤,D正確。 【變式訓練】行星繞恒星運動時,其運行周期T的平方與運行軌道半徑r的三次方的比值決定于(　　) A.行星質(zhì)量 B.恒星質(zhì)量 C.與行星和恒星的質(zhì)量均無關 D.與恒星的質(zhì)量及行星的速率有關 【解析】選B。由開普勒第三定律可得所有行星繞同一恒星運行的周期T的平方與運行軌道半徑r的三次方的比值相等,所以該比值與恒星的質(zhì)量有關,B項正確。 二、非選擇題(15分) 6.天文學家觀察到哈雷彗星的轉動周期是75年,離太陽最近的距離是8.91010m,離太陽最遠的距離不能被測出。試根據(jù)開普勒定律估算這個最遠距離。(太陽系的開普勒常數(shù)k=3.3541018m3/s2) 【解析】哈雷彗星運行的半長軸a=,由開普勒第三定律=k,聯(lián)立得l2=2a-l1=2-l1,代入數(shù)值解得,l2=5.2261012m 答案:5.2261012m 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標出) 1.(多選)16世紀,哥白尼根據(jù)天文觀測的大量資料,經(jīng)過40多年的天文觀測和潛心研究,提出“日心體系”宇宙圖景,即“日心說”的如下基本論點,這四個基本論點目前看存在缺陷的是(　　) A.宇宙的中心是太陽,所有的行星都在繞太陽做勻速圓周運動 B.地球是繞太陽做勻速圓周運動的行星,月球是繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星,它繞地球運動的同時還跟地球一起繞太陽運動 C.天穹不轉動,因為地球每天自西向東轉一周,造成天體每天東升西落的現(xiàn)象 D.與日地距離相比,恒星離地球都十分遙遠,比日地間的距離大得多 【解析】選A、B、C。所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓軌道的一個焦點上;行星在橢圓軌道上運動的周期T和軌道半長軸r滿足=恒量,故所有行星實際并不是在做勻速圓周運動,整個宇宙是在不停運動的,A、B、C符合題意;與日地距離相比,其他恒星離地球都十分遙遠,故D不符合題意。 2.如圖所示是“九星連珠”的示意圖。若太陽系八大行星公轉軌道可近似看作圓軌道,地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米,結合下表可知,火星與太陽之間的平均距離約為(　　) 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公轉周 期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5 C.4.6億千米 D.6.9億千米 【解析】選B。由表中知T地=1年,T火=1.88年,由=得,r火=≈2.3億千米,故B正確。 【變式訓練】已知金星繞太陽公轉的周期小于地球繞太陽公轉的周期,它們繞太陽的公轉均可看成勻速圓周運動,則可判定(　　) A.金星的質(zhì)量大于地球的質(zhì)量 B.金星的半徑大于地球的半徑 C.金星到太陽的距離大于地球到太陽的距離 D.金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離 【解析】選D。根據(jù)開普勒第三定律=k,因為金星繞太陽公轉的周期小于地球繞太陽公轉的周期,所以金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離,D正確。 3.(xx連云港高一檢測)地球和某顆小行星的繞日軌道可以近似看作圓,已知地球質(zhì)量約為此小行星的質(zhì)量的64倍,此小行星的公轉軌道半徑約為地球公轉軌道半徑的4倍,那么此小行星公轉周期大致為(　　) A.0.25年　　　B.2年　　　C.4年　　　D.8年 【解析】選D。由開普勒第三定律可得=,所以T小行星=T地= T地=8年,故選項D正確。 4.地球到太陽的距離為水星到太陽距離的2.6倍,那么地球和水星繞太陽運行的線速度之比為(設地球和水星繞太陽運行的軌道為圓)(　　) A. B. C. D. 【解析】選C。設地球繞太陽運轉的半徑為R1,周期為T1,水星繞太陽運轉的半徑為R2,周期為T2,由開普勒第三定律有==k,因地球和水星都繞太陽做勻速圓周運動,有T1=,T2=,聯(lián)立上面三式解得:===。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)月球環(huán)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運動周期約為27天,應用開普勒定律計算:在赤道平面內(nèi)離地多高時,人造地球衛(wèi)星可以隨地球一起轉動,就像停留在天空不動一樣?(R地=6400km) 【解析】設人造地球衛(wèi)星運行半徑為R,周期為T,根據(jù)開普勒第三定律有k=; 同理,設月球軌道半徑為R,周期為T,則有k= 由以上兩式可得= R===6.67R地 在赤道平面內(nèi)離地面高度: H=R-R地=6.67R地-R地=5.67R地 =5.676.4103km=3.63104km 答案:3.63104km 【總結提升】開普勒第三定律的應用 (1)開普勒第三定律描述了行星半長軸與周期的關系,可用于行星周期或行星與中心天體距離的計算。計算時需注意:k值是由中心天體決定的,繞同一中心天體運動的星體k值相同。 (2)若將天體的運動看成圓周運動,則開普勒第三定律可表述為:天體軌道半徑R的三次方跟它的公轉周期T的二次方的比值為常數(shù),即=k,利用該式,可計算行星的周期或軌道半徑。 6.(12分)飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動的周期為T,地球半徑為R0,若飛船要返回地面,可在軌道上某點A處將速率降到適當?shù)臄?shù)值,從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行,橢圓與地球表面在B點相切,求飛船由A點到B點所需要的時間。 【解題指南】解答本題時可按以下步驟進行: (1)求出以地心為焦點的橢圓軌道的半長軸; (2)由開普勒第三定律求出飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行時的周期; (3)找出飛船由A點運動到B點所需要的時間與沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行時的周期之間的關系。 【解析】當飛船做半徑為R的圓周運動時,由開普勒第三定律:=k 當飛船返回地面時,從A處降速后沿橢圓軌道至B。設飛船沿橢圓軌道運動的周期為T,橢圓的半長軸為a,則=k,可解得:T=T 由于a=,由A到B的時間t= 所以t=T= 答案: