2020年高中物理 第六章 萬有引力與航天 第一節(jié) 行星的運動訓練（含解析）新人教版必修2

行星的運動A級抓基礎1關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是()A所有行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓的中心B所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心C所有行星與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積D所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等解析：所有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，故A、B錯誤；同一軌道的行星與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積，如果軌道不同，行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積并不相等，故C錯誤；根據(jù)普勒第三定律k，可知所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等，故D正確答案：D2.(多選)如圖所示，對開普勒第一定律的理解，下列說法中正確的是()A在行星繞太陽運動一周的時間內，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，它離太陽的距離是變化的C某個行星繞太陽運動的軌道一定是在某一固定的平面內D某個行星繞太陽運動的軌道一定不在一個固定的平面內解析：根據(jù)開普勒第一定律(軌道定律)的內容可以判定：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變化的，選項A錯誤，B正確；行星圍繞著太陽運動，由于受到太陽的引力作用而被約束在一定的軌道上，選項C正確，D錯誤答案：BC3.某行星繞太陽運動的橢圓軌道如圖所示，F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個焦點，行星在A點的速率比在B點的速率大，則太陽位于()AF2BACF1DB解析：根據(jù)開普勒第二定律，行星和太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積，故行星在近日點的速率大于在遠日點的速率，由題知行星在A點的速率比在B點的速率大，所以太陽位于F2位置，選項A正確答案：A4地球繞太陽運動的軌道是橢圓，因而地球與太陽之間的距離隨季節(jié)變化若認為冬至這天地球離太陽最近，夏至最遠則下列關于地球在這兩天繞太陽公轉時速度大小的說法中正確的是 ()A地球公轉速度是不變的B冬至這天地球公轉速度大C夏至這天地球公轉速度大D無法確定解析：冬至這天地球與太陽的連線短，夏至長根據(jù)開普勒第二定律，要在相等的時間內掃過相等的面積，則在相等的時間內，冬至時地球運動的路徑要比夏至時長，所以冬至對地球運動的速度比夏至時的速度大，選項B正確答案：B5(多選)某彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓，下面說法中正確的是()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若彗星公轉周期為75年，則它的半長軸是地球公轉半徑的75倍解析：由開普勒第二定律知：v近>v遠，近>遠，故選項A、B正確；由a向知a近>a遠，故選項C正確；由開普勒第三定律得，當T75T地時，RR地75R地，故選項D錯誤. 答案：ABC6(多選)如圖所示為哈雷彗星軌道示意圖，A點和B點分別為其軌道的近日點和遠日點，則關于哈雷彗星的運動，下列判斷正確的是()A在A點的線速度大于在B點的線速度B在A點的角速度小于在B點的角速度C在A點的加速度等于在B點的加速度D哈雷彗星的公轉周期一定大于1年解析：根據(jù)開普勒第二定律，行星與太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等，可知近日點A的線速度大于遠日點B的線速度，故A正確；在近日點哈雷彗星運動的圓周半徑小，而線速度大，故在近日點哈雷彗星運動的角速度大，故B錯誤；哈雷彗星在近日點的線速度大，軌道半徑小，由a，可知近日點A的向心加速度大，故C錯誤；哈雷彗星的橢圓軌道的半長軸顯然大于地球繞太陽運動的半徑，故其周期大于地球繞太陽運動的周期，D正確答案：ADB級提能力7.(多選)如圖所示，B為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，橢圓的半長軸為a，運行周期為TB；C為繞地球沿圓周運動的衛(wèi)星，圓周的半徑為r，運行周期為TC.下列說法或關系式中正確的是()A地球位于B衛(wèi)星軌道的一個焦點上，位于C衛(wèi)星軌道的圓心上B衛(wèi)星B和衛(wèi)星C運動的速度大小均不變C.，該比值的大小與地球有關D.，該比值的大小不僅與地球有關，還與太陽有關解析：由開普勒第一定律，可知選項A正確；由開普勒第二定律，可知B衛(wèi)星繞地球轉動時速度大小在不斷變化，選項B錯誤；由開普勒第三定律，可知k，比值的大小僅與地球有關，C正確，D錯誤答案：AC8有一個名叫谷神的小行星質量為m1.00×1021 kg，它的軌道半徑是地球繞太陽運動的軌道半徑的2.77倍，求它繞太陽一周所需要的時間解析：假設地球繞太陽運動的軌道半徑為R0，則谷神繞太陽運動的軌道半徑為R2.77R0.已知地球繞太陽運動的運動周期為T0365天即T031 536 000 s.依據(jù)k，對地球繞太陽運動，有k，對谷神繞太陽運動，有k，聯(lián)立上述兩式解得：TT01.45×108 s.答案：1.45×108 s9太陽系有八大行星，八大行星離地球的遠近不同，繞太陽運轉的周期也不相同下列反映公轉周期與行星軌道半長軸的關系圖象中，正確的是 ()解析：由k，知r3kT2，D項正確答案：D10長期以來“卡戎星(Charon)”被認為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉軌道半徑r119 600 km，公轉周期T16.39天.2006年3月，天文學家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉軌道半徑r248 000 km，則它的公轉周期T2最接近于()A15天 B25天C35天 D45天解析：由開普勒第三定律得，故T26.39× 天24.5天，B項正確答案：B11.太陽系各行星繞太陽軌道為橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上如圖為地球繞太陽運動的橢圓軌道，A為近日占，C為遠日點，B、D為軌道短軸的兩個端點，地球從B點經C點運動到D點的時間為t1，地球從D點經A點運動到B的時間為t2，下列說法正確的是()At1>t2Bt1<t2Ct1t2D由于需要高等數(shù)學積分知識，高中階段無法比較t1、t2的大小 解析：根據(jù)開普勒第二定律，可知地球在AB段的速度大小大于BC段的速度大小，則有AB段的時間小于BC段的時間；地球在DA段的速度大小大于CD段的速度大小，則有DA段的時間小于CD段的時間，所以有t1>t2，故選項A正確，B、C、D錯誤答案：A12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，應用開普勒定律計算：在赤道平面內離地多高時，人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉動，就像停留在天空中不動一樣(地球半徑R地6 400 km)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，人造地球衛(wèi)星的周期同地球自轉周期相同設人造地球衛(wèi)星的軌道半徑為R，周期為T.由題意知月球軌道半徑為60R地，周期T027天，則有，解得：R ×60R地 ×60R地6.67R地衛(wèi)星離地高度HRR地5.67R地5.67×6 400 km3.6×104 km.答案：3.6×104 km- 5 -