高中物理人教版 (新课标)必修2第六章 万有引力与航天1.行星的运动课时训练

1．(多选)(2016·怀化高一检测)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是(　　)

A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动

B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动

C．天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象

D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多

【解析】　所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足＝恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动；整个宇宙是在不停运动的．

【答案】　ABC

2．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法中不正确的是(　　)

A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

B．有的行星绕太阳运动的轨道是圆

C．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的

D．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同

【答案】　B

3．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图6­1­10所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于(　　)

图6­1­10

A．F2　　　　　 B．A

C．F1 D．B

【解析】　根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线，故太阳位于F2.

【答案】　A

4．(2016·杭州高一检测)如图6­1­11所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是(　　)

图6­1­11

A．速度最大点是B点

B．速度最小点是C点

C．m从A到B做减速运动

D．m从B到A做减速运动

【答案】　C

5．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列能反映周期与轨道半径关系的图象中正确的是(　　)

【解析】　由开普勒第三定律知＝k，所以R3＝kT2，D正确．

【答案】　D

6．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是(　　)

A．3年　　 B．9年

C．27年 D．81年

【解析】　根据开普勒第三定律＝，得T船＝27年．

【答案】　C

7．月球绕地球运动的周期约为27天，则月球中心到地球中心的距离R1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期相同)到地球中心的距离R2之比R1∶R2约为(　　)

A．3∶1   B．9∶1

C．27∶1 D．18∶1

【解析】　由开普勒第三定律有＝，所以＝＝＝，选项B正确，A、C、D错误．

【答案】　B

8．土星直径为119 300 km，是太阳系统中第二大行星，自转周期只需10 h 39 min，公转周期为29.4年，距离太阳1.432×109 km.土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环．在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环的外沿直径约为274 000 km.请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远．(保留3位有效数字)

图6­1­12

【答案】　约1.50×108 km

9．某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为(　　)

A．vb＝va 　 

B．vb＝va

C．vb＝va  

D．vb＝va

【解析】　如图所示，A、B分别为远日点和近日点，由开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间Δt，则有：va·Δt·a＝vb·Δt·b，所以vb＝ va.

【答案】　C

10．2006年8月24日晚，国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：

图6­1­13

从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近(　　)

A．80年    B．120年

C．165年  D．200年

【解析】　设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为R1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为R2，周期为T2(T2＝1年)，由开普勒第三定律有＝，故T1＝·T2≈165年．

【答案】　C

11．月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天．应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(R地＝6400 km)

【解析】　月球和人造地球卫星都环绕地球运动，故可用开普勒第三定律求解．当人造地球卫星相对地球不动时，则人造地球卫星的周期同地球自转周期相等．

设人造地球卫星轨道半径为R、周期为T.

根据题意知月球轨道半径为60R地，

周期为T0＝27天，则有：＝.整理得：

R＝×60R地＝×60R地＝6.67R地．

卫星离地高度H＝R－R地＝5.67R地

＝5.67×6400 km＝3.63×104 km.

【答案】　3.63×104 km

12．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现，哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星．哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律(即＝k，其中T为行星绕太阳公转的周期，r为轨道的半长轴)估算．它下次飞近地球是哪一年？

图6­1­14

【答案】　2062年